મશીન બ્લાસ્ટિંગ મોર્ટારના ગુણધર્મો પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ HPMC ની અસર

ઉદ્યોગની સતત પ્રગતિ અને ટેક્નોલોજીની સુધારણા સાથે, વિદેશી મોર્ટાર સ્પ્રેઇંગ મશીનોની રજૂઆત અને સુધારણા દ્વારા, તાજેતરના વર્ષોમાં મારા દેશમાં યાંત્રિક છંટકાવ અને પ્લાસ્ટરિંગ તકનીકનો ખૂબ વિકાસ થયો છે. યાંત્રિક સ્પ્રેઇંગ મોર્ટાર સામાન્ય મોર્ટારથી અલગ છે, જેને ઉચ્ચ જળ રીટેન્શન કામગીરી, યોગ્ય પ્રવાહીતા અને ચોક્કસ એન્ટિ-સેગિંગ કામગીરીની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે, હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ મોર્ટારમાં ઉમેરવામાં આવે છે, જેમાંથી સેલ્યુલોઝ ઈથર (HPMC) સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. મોર્ટારમાં હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ એચપીએમસીના મુખ્ય કાર્યો છે: જાડું થવું અને વિસ્કોસિફાઈંગ, રિઓલોજીને સમાયોજિત કરવું અને ઉત્તમ પાણી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા. જો કે, HPMCની ખામીઓને અવગણી શકાય નહીં. એચપીએમસીમાં એર-એન્ટ્રેઇનિંગ અસર છે, જે વધુ આંતરિક ખામીઓનું કારણ બનશે અને મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ગંભીરપણે ઘટાડે છે. શેન્ડોંગ ચેનબેંગ ફાઇન કેમિકલ કંપની લિમિટેડએ મેક્રોસ્કોપિક પાસાંથી પાણીની જાળવણી દર, ઘનતા, હવાની સામગ્રી અને મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર HPMC ના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો અને મોર્ટારના L બંધારણ પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો. માઇક્રોસ્કોપિક પાસું. .

1. ટેસ્ટ

1.1 કાચો માલ

સિમેન્ટ: વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ P.0 42.5 સિમેન્ટ, તેની 28d ફ્લેક્સરલ અને સંકુચિત શક્તિ અનુક્રમે 6.9 અને 48.2 MPa છે; રેતી: ચેંગડે ઝીણી નદીની રેતી, 40-100 મેશ; સેલ્યુલોઝ ઈથર: શેનડોંગ ચેનબેંગ ફાઈન કેમિકલ કંપની, લિમિટેડ દ્વારા ઉત્પાદિત. હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ ઈથર, સફેદ પાવડર, નજીવી સ્નિગ્ધતા 40, 100, 150, 200 Pa-s; પાણી: સ્વચ્છ નળનું પાણી.

1.2 ટેસ્ટ પદ્ધતિ

JGJ/T 105-2011 "મિકેનિકલ સ્પ્રેઇંગ અને પ્લાસ્ટરિંગ માટેના બાંધકામ નિયમો" અનુસાર, મોર્ટારની સુસંગતતા 80-120 mm છે, અને પાણી જાળવી રાખવાનો દર 90% કરતા વધારે છે. આ પ્રયોગમાં, ચૂનો-રેતીનો ગુણોત્તર 1:5 પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો, સુસંગતતા (93+2) mm પર નિયંત્રિત કરવામાં આવી હતી, અને સેલ્યુલોઝ ઈથરને બાહ્ય રીતે ભેળવવામાં આવ્યું હતું, અને મિશ્રણની રકમ સિમેન્ટ સમૂહ પર આધારિત હતી. મોર્ટારના મૂળભૂત ગુણધર્મો જેમ કે ભીની ઘનતા, હવાનું પ્રમાણ, પાણીની જાળવણી અને સુસંગતતાનું પરીક્ષણ JGJ 70-2009 "બિલ્ડિંગ મોર્ટારના મૂળભૂત ગુણધર્મો માટેની પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ" ના સંદર્ભમાં કરવામાં આવે છે, અને હવાની સામગ્રીનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે અને ઘનતા અનુસાર ગણતરી કરવામાં આવે છે. પદ્ધતિ GB/T 17671-1999 "સિમેન્ટ મોર્ટાર રેતી (ISO પદ્ધતિ) ની મજબૂતાઈના પરીક્ષણ માટેની પદ્ધતિઓ" અનુસાર નમૂનાઓની તૈયારી, ફ્લેક્સરલ અને સંકુચિત શક્તિ પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. લાર્વાનો વ્યાસ પારો પોરોસિમેટ્રી દ્વારા માપવામાં આવ્યો હતો. મર્ક્યુરી પોરોસિમીટરનું મોડલ AUTOPORE 9500 હતું, અને માપવાની રેન્જ 5.5 nm-360 μm હતી. ટેસ્ટના કુલ 4 સેટ કરવામાં આવ્યા હતા. સિમેન્ટ-રેતીનો ગુણોત્તર 1:5 હતો, HPMC ની સ્નિગ્ધતા 100 Pa-s હતી, અને માત્રા 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (સંખ્યા અનુક્રમે A, B, C, D છે).

2. પરિણામો અને વિશ્લેષણ

2.1 સિમેન્ટ મોર્ટારના વોટર રીટેન્શન રેટ પર HPMC ની અસર

પાણીની જાળવણી એ પાણીને પકડી રાખવાની મોર્ટારની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે. મશીન છાંટવામાં આવેલા મોર્ટારમાં, સેલ્યુલોઝ ઈથર ઉમેરવાથી અસરકારક રીતે પાણી જાળવી શકાય છે, રક્તસ્ત્રાવ દર ઘટાડી શકાય છે અને સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીના સંપૂર્ણ હાઇડ્રેશનની જરૂરિયાતો પૂરી થાય છે. મોર્ટારના પાણીની જાળવણી પર HPMC ની અસર.

HPMC સામગ્રીના વધારા સાથે, મોર્ટારનો પાણી જાળવી રાખવાનો દર ધીમે ધીમે વધે છે. 100, 150 અને 200 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ ઈથરના વણાંકો મૂળભૂત રીતે સમાન છે. જ્યારે સામગ્રી 0.05%-0.15% હોય છે, ત્યારે પાણીની જાળવણી દર રેખીય રીતે વધે છે, અને જ્યારે સામગ્રી 0.15% હોય છે, ત્યારે પાણીની જાળવણી દર 93% કરતા વધારે હોય છે. ; જ્યારે ગ્રિટ્સનું પ્રમાણ 0.20% કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે પાણીની જાળવણી દરનું વધતું વલણ સપાટ થઈ જાય છે, જે દર્શાવે છે કે HPMC ની માત્રા સંતૃપ્તિની નજીક છે. વોટર રીટેન્શન રેટ પર 40 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે HPMC ની માત્રાનો પ્રભાવ વળાંક લગભગ એક સીધી રેખા છે. જ્યારે જથ્થો 0.15% કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે મોર્ટારનો પાણી જાળવી રાખવાનો દર સમાન પ્રમાણમાં સ્નિગ્ધતા સાથે અન્ય ત્રણ પ્રકારના HPMC કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો હોય છે. સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે સેલ્યુલોઝ ઈથરની જળ જાળવણી પદ્ધતિ છે: સેલ્યુલોઝ ઈથર પરમાણુ પરનું હાઈડ્રોક્સિલ જૂથ અને ઈથર બોન્ડ પરનો ઓક્સિજન અણુ પાણીના અણુ સાથે જોડાઈને હાઈડ્રોજન બોન્ડ બનાવે છે, જેથી મુક્ત પાણી બંધાયેલ પાણી બની જાય. , આમ સારી પાણી રીટેન્શન અસર ભજવે છે; એવું પણ માનવામાં આવે છે કે પાણીના અણુઓ અને સેલ્યુલોઝ ઈથર પરમાણુ સાંકળો વચ્ચેનું આંતરપ્રસાર પાણીના અણુઓને સેલ્યુલોઝ ઈથર મેક્રોમોલેક્યુલર સાંકળોના આંતરિક ભાગમાં પ્રવેશવા દે છે અને મજબૂત બંધનકર્તા દળોને આધીન છે, જેનાથી સિમેન્ટ સ્લરીના પાણીની જાળવણીમાં સુધારો થાય છે. ઉત્તમ પાણીની જાળવણી મોર્ટારને સજાતીય રાખી શકે છે, અલગ કરવા માટે સરળ નથી અને સારી મિશ્રણ કામગીરી પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જ્યારે યાંત્રિક વસ્ત્રો ઘટાડે છે અને મોર્ટાર સ્પ્રેઇંગ મશીનનું જીવન વધારી શકે છે.

2.2 સિમેન્ટ મોર્ટારની ઘનતા અને હવાની સામગ્રી પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ની અસર

જ્યારે HPMC નું પ્રમાણ 0-0.20% હોય છે, ત્યારે મોર્ટારની ઘનતા HPMC ના જથ્થાના વધારા સાથે તીવ્રપણે ઘટે છે, 2050 kg/m3 થી લગભગ 1650kg/m3 સુધી, જે લગભગ 20% ઓછી છે; જ્યારે HPMC ની માત્રા 0.20% થી વધી જાય છે, ત્યારે ઘનતા ઘટે છે. શાંતિમાં. વિવિધ સ્નિગ્ધતા સાથે 4 પ્રકારના એચપીએમસીની સરખામણી કરતાં, સ્નિગ્ધતા જેટલી વધારે છે, મોર્ટારની ઘનતા ઓછી હોય છે; 150 અને 200 Pa.s HPMC ની મિશ્ર સ્નિગ્ધતા સાથે મોર્ટારના ઘનતા વણાંકો મૂળભૂત રીતે ઓવરલેપ થાય છે, જે દર્શાવે છે કે HPMC ની સ્નિગ્ધતા સતત વધતી જાય છે, ઘનતા હવે ઘટતી નથી.

મોર્ટારની હવાની સામગ્રીનો ફેરફાર કાયદો મોર્ટારની ઘનતાના ફેરફારની વિરુદ્ધ છે. જ્યારે hydroxypropyl methylcellulose HPMC ની સામગ્રી 0-0.20% છે, HPMC સામગ્રીના વધારા સાથે, મોર્ટારની હવાની સામગ્રી લગભગ રેખીય રીતે વધે છે; HPMC ની સામગ્રી 0.20% થી વધી જાય છે, હવાનું પ્રમાણ ભાગ્યે જ બદલાય છે, જે દર્શાવે છે કે મોર્ટારની હવામાં પ્રવેશવાની અસર સંતૃપ્તિની નજીક છે. 150 અને 200 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે HPMC ની હવામાં પ્રવેશવાની અસર 40 અને 100 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે HPMC કરતા વધારે છે.

સેલ્યુલોઝ ઈથરની હવા-પ્રવેશની અસર મુખ્યત્વે તેના પરમાણુ બંધારણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સેલ્યુલોઝ ઈથરમાં બંને હાઈડ્રોફિલિક જૂથો (હાઈડ્રોક્સિલ, ઈથર) અને હાઈડ્રોફોબિક જૂથો (મિથાઈલ, ગ્લુકોઝ રિંગ) છે અને તે સર્ફેક્ટન્ટ છે. , સપાટીની પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, આમ હવામાં પ્રવેશવાની અસર હોય છે. એક તરફ, રજૂ કરાયેલ ગેસ મોર્ટારમાં બોલ બેરિંગ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, મોર્ટારની કાર્યકારી કામગીરીમાં સુધારો કરી શકે છે, વોલ્યુમમાં વધારો કરી શકે છે અને આઉટપુટમાં વધારો કરી શકે છે, જે ઉત્પાદક માટે ફાયદાકારક છે. પરંતુ બીજી બાજુ, હવા-પ્રવેશની અસર મોર્ટારની હવાની સામગ્રી અને સખ્તાઇ પછી છિદ્રાળુતામાં વધારો કરે છે, પરિણામે હાનિકારક છિદ્રોમાં વધારો થાય છે અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડો થાય છે. એચપીએમસીની ચોક્કસ એર-એન્ટ્રેઇનિંગ અસર હોવા છતાં, તે એર-એન્ટ્રેઇનિંગ એજન્ટને બદલી શકતી નથી. વધુમાં, જ્યારે HPMC અને એર-એન્ટ્રેઇનિંગ એજન્ટનો એક જ સમયે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે એર-એન્ટ્રેઇનિંગ એજન્ટ નિષ્ફળ થઈ શકે છે.

2.3 સિમેન્ટ મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર HPMC ની અસર

જ્યારે એચપીએમસીનું પ્રમાણ માત્ર 0.05% હોય છે, ત્યારે મોર્ટારની ફ્લેક્સરલ તાકાત નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે, જે હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ એચપીએમસી વિનાના ખાલી નમૂના કરતાં લગભગ 25% ઓછી છે, અને સંકુચિત શક્તિ ખાલી નમૂનાના માત્ર 65% સુધી પહોંચી શકે છે - 80%. જ્યારે HPMC ની માત્રા 0.20% થી વધી જાય છે, ત્યારે મોર્ટારની ફ્લેક્સરલ તાકાત અને સંકુચિત શક્તિમાં ઘટાડો સ્પષ્ટ નથી. HPMC ની સ્નિગ્ધતા મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર ઓછી અસર કરે છે. HPMC ઘણા બધા નાના હવાના પરપોટા રજૂ કરે છે, અને મોર્ટાર પર હવા-પ્રવેશની અસર મોર્ટારની આંતરિક છિદ્રાળુતા અને હાનિકારક છિદ્રોમાં વધારો કરે છે, પરિણામે સંકુચિત શક્તિ અને ફ્લેક્સરલ તાકાતમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. મોર્ટારની શક્તિમાં ઘટાડો થવાનું બીજું કારણ સેલ્યુલોઝ ઈથરની પાણીની જાળવણી અસર છે, જે સખત મોર્ટારમાં પાણી રાખે છે, અને મોટા વોટર-બાઈન્ડર રેશિયો ટેસ્ટ બ્લોકની મજબૂતાઈમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. યાંત્રિક બાંધકામ મોર્ટાર માટે, જોકે સેલ્યુલોઝ ઈથર મોર્ટારના પાણીની જાળવણી દરમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે અને તેની કાર્યક્ષમતા સુધારી શકે છે, જો ડોઝ ખૂબ મોટો હોય, તો તે મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ગંભીર અસર કરશે, તેથી બંને વચ્ચેના સંબંધને વ્યાજબી રીતે તોલવું જોઈએ.

હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ની સામગ્રીમાં વધારો થવા સાથે, મોર્ટારના ફોલ્ડિંગ રેશિયોએ એકંદરે વધતા વલણને દર્શાવ્યું હતું, જે મૂળભૂત રીતે એક રેખીય સંબંધ હતો. આનું કારણ એ છે કે ઉમેરાયેલ સેલ્યુલોઝ ઈથર મોટી સંખ્યામાં હવાના પરપોટાનો પરિચય આપે છે, જે મોર્ટારની અંદર વધુ ખામીઓનું કારણ બને છે, અને માર્ગદર્શક રોઝ મોર્ટારની સંકુચિત શક્તિ તીવ્રપણે ઘટે છે, જો કે ફ્લેક્સરલ તાકાત પણ અમુક હદ સુધી ઘટે છે; પરંતુ સેલ્યુલોઝ ઈથર મોર્ટારની લવચીકતાને સુધારી શકે છે, તે ફ્લેક્સરલ તાકાત માટે ફાયદાકારક છે, જે ઘટાડાનો દર ધીમો કરે છે. વ્યાપક રીતે ધ્યાનમાં લેતા, બંનેની સંયુક્ત અસર ફોલ્ડિંગ રેશિયોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.

2.4 મોર્ટારના L વ્યાસ પર HPMC ની અસર

છિદ્ર કદ વિતરણ વળાંક, છિદ્ર કદ વિતરણ ડેટા અને એડી નમૂનાઓના વિવિધ આંકડાકીય પરિમાણો પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે HPMC સિમેન્ટ મોર્ટારના છિદ્ર માળખા પર ખૂબ પ્રભાવ ધરાવે છે:

(1) HPMC ઉમેર્યા પછી, સિમેન્ટ મોર્ટારના છિદ્રનું કદ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. છિદ્ર કદના વિતરણ વળાંક પર, છબીનો વિસ્તાર જમણી તરફ જાય છે, અને ટોચના મૂલ્યને અનુરૂપ છિદ્ર મૂલ્ય વધુ મોટું બને છે. HPMC ઉમેર્યા પછી, સિમેન્ટ મોર્ટારનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ ખાલી નમૂના કરતાં નોંધપાત્ર રીતે મોટો છે, અને 0.3% ડોઝ સાથે નમૂનાનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ ખાલી નમૂનાની તુલનામાં 2 ઓર્ડરની તીવ્રતાથી વધે છે.

(2) કોંક્રીટના છિદ્રોને ચાર પ્રકારમાં વિભાજીત કરો, જેમ કે હાનિકારક છિદ્રો (≤20 nm), ઓછા હાનિકારક છિદ્રો (20-100 nm), હાનિકારક છિદ્રો (100-200 nm) અને ઘણા હાનિકારક છિદ્રો (≥200 nm ). તે કોષ્ટક 1 પરથી જોઈ શકાય છે કે HPMC ઉમેર્યા પછી હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે, અને હાનિકારક છિદ્રો અથવા વધુ હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યામાં વધારો થાય છે. HPMC સાથે ન ભળેલા નમૂનાઓના હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો લગભગ 49.4% છે. HPMC ઉમેર્યા પછી, હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો નોંધપાત્ર રીતે ઓછા થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે 0.1% ની માત્રા લેવાથી, હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો લગભગ 45% ઘટે છે. %, 10um કરતાં મોટા હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યામાં લગભગ 9 ગણો વધારો થયો છે.

(3) મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ, સરેરાશ છિદ્ર વ્યાસ, ચોક્કસ છિદ્ર વોલ્યુમ અને ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC સામગ્રીના વધારા સાથે ખૂબ કડક ફેરફારના નિયમને અનુસરતા નથી, જે પારાના ઇન્જેક્શન પરીક્ષણમાં નમૂનાની પસંદગી સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે. મોટા વિક્ષેપ સાથે સંબંધિત. પરંતુ એકંદરે, HPMC સાથે મિશ્રિત નમૂનાનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ, સરેરાશ છિદ્ર વ્યાસ અને ચોક્કસ છિદ્ર વોલ્યુમ ખાલી નમૂનાની તુલનામાં વધે છે, જ્યારે ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર ઘટે છે.