Влияние эфира целлюлозы на удобоукладываемость и прочность стального шлакового раствора

Реферат: Используя цемент марки P·II 52,5 в качестве вяжущего материала и стальной шлаковый песок в качестве мелкого заполнителя, стальной шлаковый песок с высокой текучестью и высокой прочностью получают путем добавления химических добавок, таких как понизитель воды, латексный порошок и специальный раствор для пеногасителя, и было изучено влияние двух различных вязкостей (2000 мПа·с и 6000 мПа·с) эфира гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) на его водоудержание, текучесть и прочность. Результаты показывают, что: (1) как HPMC2000, так и HPMC6000 могут значительно повысить степень водоудержания свежесмешанного раствора и улучшить его водоудерживающую способность; (2) Когда содержание эфира целлюлозы низкое, влияние на текучесть раствора неочевидно. Когда его повышают до 0,25% или выше, он оказывает определенное ухудшение текучести раствора, среди которых более очевиден эффект ухудшения свойств HPMC6000; (3) добавление эфира целлюлозы не оказывает очевидного влияния на 28-дневную прочность раствора на сжатие, но добавление HPMC2000 в неподходящее время явно неблагоприятно влияет на прочность на изгиб разного возраста и в то же время значительно снижает ранняя (3 сут и 7 сут) прочность раствора на сжатие; (4) Добавление HPMC6000 оказывает определенное влияние на прочность на изгиб для разных возрастов, но снижение было значительно ниже, чем у HPMC2000. В этой статье считается, что HPMC6000 следует выбирать при приготовлении специального раствора из сталешлакового песка с высокой текучестью, высокой степенью водоудержания и высокой прочностью, а дозировка не должна превышать 0,20%.

Ключевые слова: сталешлаковый песок; эфир целлюлозы; вязкость; работоспособность; сила

вступление

Металлургический шлак является побочным продуктом производства стали. С развитием черной металлургии ежегодный сброс сталелитейного шлака за последние годы увеличился примерно на 100 млн тонн, и проблема складирования из-за несвоевременного использования ресурсов стоит очень остро. Таким образом, использование ресурсов и утилизация стального шлака научными и эффективными методами является проблемой, которую нельзя игнорировать. Стальной шлак обладает высокой плотностью, твердой текстурой и высокой прочностью на сжатие и может использоваться вместо природного песка в цементном растворе или бетоне. Стальной шлак также обладает определенной реакционной способностью. Стальной шлак измельчается в порошок определенной крупности (порошок стального шлака). После смешивания с бетоном он может оказывать пуццолановый эффект, который помогает повысить прочность раствора и улучшить переход на границе раздела между бетонным заполнителем и раствором. площади, что увеличивает прочность бетона. Однако следует обратить внимание на то, что стальной шлак, выгружаемый без каких-либо мер, его внутренний свободный оксид кальция, свободный оксид магния и фаза обратного осмоса будут вызывать плохую стабильность объема сталеплавильного шлака, что в значительной степени ограничивает использование сталеплавильного шлака в качестве крупнозернистого и мелкие агрегаты. Применение в цементном растворе или бетоне. Ван Юджи и др. обобщили различные процессы обработки стального шлака и обнаружили, что стальной шлак, обработанный методом горячего заполнения, обладает хорошей стабильностью и может устранить проблему его расширения в цементном бетоне, а процесс обработки горячим душком был фактически реализован на Шанхайском металлургическом заводе № 3 для первый раз. В дополнение к проблеме стабильности агрегаты стального шлака также имеют характеристики грубых пор, многоугольности и небольшого количества продуктов гидратации на поверхности. При использовании в качестве заполнителей для приготовления растворов и бетонов их рабочие характеристики часто ухудшаются. В настоящее время, при условии обеспечения объемной стабильности, использование сталеплавильного шлака в качестве мелкого заполнителя для приготовления специального раствора является важным направлением использования ресурсов сталеплавильного шлака. Исследование показало, что добавление разбавителя воды, латексного порошка, эфира целлюлозы, воздухововлекающей добавки и пеногасителя к раствору из сталешлакового песка может улучшить характеристики смеси и характеристики затвердевания стального шлакопесчаного раствора по мере необходимости. Для приготовления высокопрочного ремонтного раствора из сталешлакового песка автор использовал меры по введению порошка латекса и других добавок. При производстве и применении строительных растворов эфир целлюлозы является наиболее распространенной химической добавкой. Наиболее часто используемые простые эфиры целлюлозы в строительном растворе представляют собой эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC) и эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы (HEMC). )Ждать. Эфир целлюлозы может в значительной степени улучшить рабочие характеристики строительного раствора, например, придать раствору превосходную водоудерживающую способность за счет загущения, но добавление эфира целлюлозы также повлияет на текучесть, содержание воздуха, время схватывания и отверждение строительного раствора. Различные свойства.

Чтобы лучше ориентироваться в разработке и применении строительного раствора из стального шлака, на основе предыдущей исследовательской работы по строительному раствору из стального шлака в этой статье используются два вида вязкости (2000 мПа·с и 6000 мПа·с) эфира гидроксипропилметилцеллюлозы. (ГПМЦ) Провести экспериментальные исследования влияния сталешлакопесчаного высокопрочного раствора на рабочие характеристики (текучесть и водоудержание) и прочность на сжатие и изгиб.

1. Экспериментальная часть

1.1 Сырье

Цемент: цемент Онода П·II марки 52,5.

Стальной шлаковый песок: Конвертерный стальной шлак, производимый Shanghai Baosteel, обрабатывается методом горячего фарширования, с насыпной плотностью 1910 кг/м³, относится к среднему песку и модулю крупности 2,3.

Разбавитель воды: поликарбоксилатный разбавитель воды (PC) производства Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., в виде порошка.

Латексный порошок: Модель 5010N предоставлена компанией Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Пеногаситель: код P803, продукт, предоставленный German Mingling Chemical Group, порошок, плотность 340 кг/м³, серая шкала 34% (800°C), значение pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, вода).

Эфир целлюлозы: эфир гидроксипропилметилцеллюлозы, поставляемый Shanghai Shangnan Trading Co., Ltd., с вязкостью 2000 мПа·с обозначается как HPMC2000, а с вязкостью 6000 мПа·с обозначается как HPMC6000.

Вода для смешивания: водопроводная вода.

1.2 Экспериментальное соотношение

Цементно-песчаное соотношение стального шлакопесчаного раствора, приготовленного на начальном этапе испытаний, составляло 1:3 (массовая доля), водоцементное соотношение составляло 0,50 (массовая доля), дозировка поликарбоксилатного суперпластификатора составляла 0,25%. (процент массы цемента, то же самое ниже.), содержание латексного порошка составляет 2,0%, а содержание пеногасителя составляет 0,08%. Для сравнительных экспериментов дозировки двух эфиров целлюлозы HPMC2000 и HPMC6000 составляли 0,15%, 0,20%, 0,25% и 0,30% соответственно.

1.3 Метод испытаний

Метод испытания на текучесть раствора: приготовьте раствор в соответствии с GB/T 17671-1999 «Испытание на прочность цементного раствора (метод ISO)», используйте тестовую форму согласно GB/T2419-2005 «Метод испытания на текучесть цементного раствора» и перемешайте. Залейте хороший раствор быстро в тестовую форму, сотрите излишки раствора скребком, поднимите тестовую форму вертикально вверх и, когда раствор перестанет течь, измерьте максимальный диаметр области распределения раствора и диаметр в вертикальном направлении, и возьмите среднее значение, результат с точностью до 5мм.

Испытание водоудерживающей способности строительного раствора проводят в соответствии с методом, указанным в JGJ/T 70-2009 «Методы испытаний основных свойств строительного раствора».

Испытание прочности на сжатие и прочность на изгиб строительного раствора проводят в соответствии с методом, указанным в GB/T 17671-1999, а время испытания составляет 3 дня, 7 дней и 28 дней соответственно.

2. Результаты и обсуждение

2.1 Влияние эфира целлюлозы на рабочие характеристики сталешлакопесчаного раствора

По влиянию различного содержания эфира целлюлозы на водоудерживающую способность стального шлакопесчаного раствора видно, что добавление HPMC2000 или HPMC6000 может значительно улучшить водоудерживающую способность свежесмешанного строительного раствора. С увеличением содержания эфира целлюлозы водоудерживающая способность строительного раствора значительно увеличивалась, а затем оставалась стабильной. Среди них, когда содержание эфира целлюлозы составляет всего 0,15%, степень водоудерживающей способности строительного раствора увеличивается почти на 10% по сравнению с таковой без добавки, достигая 96%; когда содержание увеличивается до 0,30%, степень удержания воды раствором достигает 98,5%. Видно, что добавление эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудерживающую способность строительного раствора.

Из влияния различных доз эфира целлюлозы на текучесть сталешлакопесчаного раствора видно, что при дозировке эфира целлюлозы 0,15% и 0,20% он не оказывает явного влияния на текучесть раствора; когда дозировка увеличивается до 0,25% или выше, оказывает большее влияние на текучесть, но текучесть все еще может поддерживаться на уровне 260 мм и выше; когда два эфира целлюлозы находятся в одинаковом количестве по сравнению с ГПМЦ2000, негативное влияние ГПМЦ6000 на текучесть строительного раствора становится более очевидным.

Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы представляет собой неионогенный полимер с хорошей водоудерживающей способностью, и в определенном диапазоне, чем выше вязкость, тем лучше водоудерживающая способность и более очевидный эффект загущения. Причина в том, что гидроксильная группа в его молекулярной цепи и атом кислорода в эфирной связи могут образовывать водородные связи с молекулами воды, превращая свободную воду в связанную воду. Таким образом, при одинаковой дозировке HPMC6000 может увеличить вязкость строительного раствора больше, чем HPMC2000, уменьшить текучесть строительного раствора и более явно увеличить скорость удержания воды. В документе 10 вышеуказанное явление объясняется образованием вязкоупругого раствора после растворения эфира целлюлозы в воде и характеристикой текучести посредством деформации. Можно сделать вывод, что раствор из стального шлака, приготовленный в этой статье, имеет большую текучесть, которая может достигать 295 мм без смешивания, и его деформация относительно велика. При добавлении эфира целлюлозы суспензия будет подвергаться вязкому течению, а ее способность восстанавливать форму невелика, что приведет к снижению подвижности.

2.2 Влияние эфира целлюлозы на прочность сталешлакопесчаного раствора

Добавление эфира целлюлозы влияет не только на рабочие характеристики сталешлакопесчаного раствора, но и на его механические свойства.

Из влияния различных доз эфира целлюлозы на прочность на сжатие строительного раствора из стального шлака видно, что после добавления HPMC2000 и HPMC6000 прочность строительного раствора на сжатие при каждой дозировке увеличивается с возрастом. Добавление HPMC2000 не оказывает очевидного влияния на прочность раствора на сжатие через 28 дней, и колебания прочности невелики; в то время как HPMC2000 оказывает большее влияние на раннюю (3-дневную и 7-дневную) прочность, демонстрируя тенденцию к явному снижению, хотя дозировка увеличивается до 0,25% и выше, ранняя прочность на сжатие немного увеличивается, но все же ниже, чем без добавление. Когда содержание HPMC6000 ниже 0,20%, влияние на прочность на сжатие через 7 и 28 дней неочевидно, и прочность на сжатие через 3 дня снижается медленно. При повышении содержания ГПМЦ6000 до 0,25% и выше 28-дневная прочность в определенной степени увеличивалась, а затем снижалась; 7-дневная прочность снижалась, а затем оставалась стабильной; 3-дневная прочность стабильно снижалась. Следовательно, можно считать, что эфиры целлюлозы с двумя значениями вязкости ГПМЦ2000 и ГПМЦ6000 не оказывают явного ухудшения прочности строительного раствора через 28 дней, но добавление ГПМЦ2000 оказывает более очевидное негативное влияние на начальную прочность строительного раствора.

HPMC2000 имеет разную степень ухудшения прочности раствора на изгиб, независимо от того, на ранней стадии (3 дня и 7 дней) или на поздней стадии (28 дней). Добавление HPMC6000 также оказывает определенное негативное влияние на прочность раствора на изгиб, но степень воздействия меньше, чем у HPMC2000.

В дополнение к функции удержания воды и загущения эфир целлюлозы также задерживает процесс гидратации цемента. Это в основном связано с адсорбцией молекул эфира целлюлозы на продуктах гидратации цемента, таких как гель гидрата силиката кальция и Ca(OH)2, с образованием покрывающего слоя; кроме того, повышается вязкость порового раствора, а эфир целлюлозы препятствует миграции Ca2+ и SO42- в поровом растворе, замедляя процесс гидратации. Следовательно, начальная прочность (3 дня и 7 дней) раствора, смешанного с ГПМЦ, снижалась.

Добавление эфира целлюлозы в строительный раствор приводит к образованию большого количества крупных пузырьков диаметром 0,5-3 мм за счет воздухововлекающего действия эфира целлюлозы, на поверхности этих пузырьков адсорбируется мембранная структура эфира целлюлозы, которая в определенной степени играет роль в стабилизации пузырьков. роль, тем самым ослабляя действие пеногасителя в растворе. Хотя образовавшиеся пузырьки воздуха подобны шарикоподшипникам в свежезамешанном растворе, что улучшает удобоукладываемость, после затвердевания раствора большая часть пузырьков воздуха остается в растворе, образуя независимые поры, что снижает кажущуюся плотность раствора. . Соответственно снижается прочность на сжатие и прочность на изгиб.

Видно, что при приготовлении специального раствора из стального шлака и песка с высокой текучестью, высокой скоростью удержания воды и высокой прочностью рекомендуется использовать HPMC6000, а дозировка не должна превышать 0,20%.

в заключении

В ходе экспериментов было изучено влияние двух вязкостей эфиров целлюлозы (HPMC200 и HPMC6000) на водоудержание, текучесть, прочность на сжатие и прочность на изгиб сталешлакопесчаного раствора, а также был проанализирован механизм действия эфира целлюлозы в сталешлакопесчаном растворе. Следующие выводы:

(1) Независимо от добавления HPMC2000 или HPMC6000, степень водоудерживающей способности свежесмешанного сталешлакопесчаного раствора может быть значительно улучшена, а его водоудерживающая способность может быть улучшена.

(2) Когда дозировка ниже 0,20%, влияние добавления HPMC2000 и HPMC6000 на текучесть строительного раствора из стального шлака не очевидно. Когда содержание увеличивается до 0,25% и выше, HPMC2000 и HPMC6000 оказывают определенное негативное влияние на текучесть сталешлакопесчаного раствора, причем негативное влияние HPMC6000 более очевидно.

(3) Добавление HPMC2000 и HPMC6000 не оказывает очевидного влияния на прочность на сжатие стального шлакопесчаного раствора через 28 дней, но HPMC2000 оказывает большее отрицательное влияние на начальную прочность раствора на сжатие, а прочность на изгиб также явно неблагоприятна. Добавление ГПМЦ6000 оказывает определенное негативное влияние на прочность на изгиб стального шлакопесчаного раствора всех возрастов, но степень влияния значительно ниже, чем у ГПМЦ2000.