Құрғақ қоспалардағы тозаңды азайту үшін поливинил спирт ерітінділері

Құрғақ қоспалардағы тозаң проблемасы және поливинил спиртінің рөлі

Тозаң проблемасы: құрғақ қоспаларда денсаулық, қауіпсіздік және қолдану қиындықтары

Араластыру және қолдану процестері кезінде шаң көтерілгенде, әсіресе тыныс алуға келетін кремнеземдік диоксид бар болғанда, жұмысшылар үшін қатты тыныс алу проблемалары туындайды, сонымен қатар бүкіл жұмыс алаңы ластанады. Бұл шаң мәселесі әдетте лайтанс деп аталатын, бетінде қабыршақ түрінде пайда болатын қабаттардан туындайды, бұл қоспаның артық су алуы, ерте аяқталуы немесе дұрыс қатуының болмауы салдарынан пайда болады. Жалпы алғанда, шаң тек денсаулық үшін ғана емес, зиянды. Силикоз бен созылмалы бронхит нақты қауіптер болып табылады, бірақ сонымен қатар дұрыс араластырылмау, материалдардың дұрыс емес бөлінуі және материалдардың көп мөлшерде ысырап болуы арқылы жасалып жатқан өнімдерге де зақым келеді. Операциялық тұрғыдан алғанда, бәрі қатты баяулайды. Тазалау тұрақты жұмысқа айналады, жұмысшылар өздері істеп жатқан нәрсеге сенімін жоғалта бастайды және бүкіл күні бойы қосымша қорғаныш құралдарын киіп жүруге тура келеді.

Поливинил спирті (PVA) бөлшектердің топталуы мен байланысуы арқылы шаңды қалай басу

PVA немесе поливинил спирті сутегі байланыстары арқылы цемент пен басқа толтырғыш материалдарға жабысып, байланыстырғыш ретінде пайдаланылады. Сумен араластырғанда бұл зат кішкентай бөлшектердің арасында желімделетін байланыстар түзеді, осылайша олардың топталуын бақылайды және шашырауын болдырмауға көмектеседі. Нәтижесінде ұнтақ 15-20 пайызға дейін тығыздалады, тасымалдау кезінде ажырамайды және жұмыс істеуге ыңғайлы қасиеттерін жоғалтпай еркін ағады. PVA-ның суда еруі мен орындауы гидролиз деңгейіне байланысты. 87-ден 89 пайызға дейін толық емес гидролизденген сорттар суық суда тез ериді, сондықтан құрылыс алаңдарында шаңды бақылау үшін өте қолайлы. Ал 98-99 пайызға дейін толық гидролизденген түрлері берік пленкалар түзеді және судың әсеріне төзімді болады, сондықтан төзімділіктің маңызды болатын әртүрлі қолданыстарда басымдыққа ие.

Зерттеу мысалы: 1,5% PVA қосылуы арқылы ауадағы шаңның 60% азайтуы

Басқарылатын сынақта 1,5% болып гидролизденген поливинил спиртін құрамына алған қоспалар стандартты цементтік қоспалармен салыстырылды. Нәтижелер көрсетті:

Модификацияланған қоспа молекулалық массаның оптималды таңдауы арқылы (85–88% гидролиз деңгейі) қысу беріктігін толық сақтап, қату баяулауын болдырмаған, яғни тиімді шаңды бақылау конструкциялық немесе функционалдық сипаттамаларға зиян тигізбейтінін растады.

Поливинил спиртінің байланыстырушы қасиеті мен шаңды бақылау механизмдері

Суда еритін желім ретіндегі PVA: құрғақ қоспалардағы ұнтақтардың байланысуын жақсарту

Поливинил спирті құрғақ қоспалы ерітінділердегі сумен әсерлескенде тез ериді және цемент бөлшектерін әртүрлі толтырғыштармен байланыстыратын маңызды сутектік байланыстар түзеді. Кейінгі кезеңде қызықты нәрсе болады: осы байланыстар полимер тізбектерін құрып, шынымен айналасында шашырап тұрған ұсақ бөлшектерді бір-біріне жабыстырады да, олар тұрақты кішкентай топтарды құрайды. Көптеген жұмысшылар жарты пайыздан бір бүтін беске дейінгі PVA қосу материалдың ұсақ бөлшектерінің қозғалысын 40-60 пайызға дейін азайтатынын байқаған. Бұл құрылысшылар ерітіндіні араластырғанда, құйғанда немесе объектіде ұстаған кезде түзілетін шаңның анағұрлым азаятынын білдіреді. Бекітілу мен жұмыс істеу қабілетінің екеуі де маңызды болып табылатын жағдайларда 70 мыңнан 100 мың грамм/мольге дейінгі молекулалық салмағы бар және 98-99% толық гидролизденген PVA-ны таңдау керек. Алайда, егер шаңға қарсы тез әсер ету қажет болса, онда 87-89% жартылай гидролизденген түрлері көптеген қолданыстарда жеткілікті түрде жақсы жұмыс істейді.

Реологияға әсері: Бөлінуінің азаюы және пастаның тұрақтылығының жақсаруы

Ерітіндіге PVA қосқан кезде оның ағу сипаты өзгереді, бөлшектердің бір-бірімен үйкелісін арттырып, судың еркін қозғалуына кедергі жасайды. Гидроксиль топтарымен толық құрылымы дәстүрлі қоспаларға қарағанда шамамен 15-20 пайызға артық суды ұстап тұрады. Бұл беттердің алғашқы кезде тез кебуіне жол бермейді және ерітінді қатуға кірісер алдында шамамен жалпы жарты сағатқа ұзақ уақыт жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Шын мәнінде маңыздысы – PVA агрегат бөлшектерінің айналасында жұқа қабаттар түзеді. Бұл қабаттар ауыр материалдардың қоспаның ішінде төмен ыдырап кетуіне кедергі жасайды, сондықтан барлық компоненттер дұрыс араласып тұрады. Нәтижесінде беттің астында көпіршілердің пайда болуы, кейіннен трещиналардың пайда болуы және біркелкі емес беттер сирек кездеседі. Кейбір сынақтар бұл проблемаларды үштен бір бөлікке дейін азайтуы мүмкін екенін көрсетеді, әсіресе құрамын сақтау әрқашан қиын болатын қабырғалар мен басқа тік беттерде жұмыс істеген кезде.

Ерітінділердегі поливинил спиртін қолданып желімдеу өнімділігін оптимизациялау

ПВС-тың пленка түзілуі: шпательдік заттар мен интерфейстік агенттердегі шекаралық жабысуын арттыру

Қолданылған кезде еріген ПВА әртүрлі материалдардың жанасқан жерлеріне қарай қозғалады және кебу кезінде үздіксіз, икемді пленка түзеді. Бұл пленка беттер арасындағы саңылауларды толтырады және шынында да цемент компоненттерімен химиялық байланыс орнатады, нәтижесінде желімделу күрт жақсаяды. Зертханалық сынақтар ПВА қосылған шпатлевка қоспаларының модификацияланбаған қоспалармен салыстырғанда шамамен 40% мықтырақ желімделетінін көрсетеді. Бұл пленканың икемділігі температура өзгерістері мен механикалық кернеуді сынбай-ақ шыдай алатынын білдіреді, бұл ғимарат қосылыстары, қабырға бұрыштары және жөндеу жұмыстары жүргізілген жерлер сияқты тұрақты қысым астындағы орындар үшін өте маңызды. Ең жақсы нәтиже үшін көбінесе ПВА-ның массасы бойынша 0,5–1,5 пайызы жеткілікті болып табылады. Бұл мөлшерден асып кету проблемалар туғызуы мүмкін, себебі пленкалар бір-бірімен бірігіп, гидратация процесін баяулатып, уақыт өте келісіз әлсіз байланыстарға әкелуі мүмкін.

Шаңды бақылау мен жабысуын теңгеру: PVA молекулалық салмағы мен гидролиз дәрежесін таңдау

Бекітілген шаңды басу мен берік жабысу деген екі мақсат екі өзара байланысты параметр бойынша PVA-ны саналы түрде таңдауды талап етеді:

• Молекулалық салмақ (MW) : Төменгі MW PVA (10,000–30,000) шаңды бақылау үшін идеалды тез байланысуын қамтамасыз етеді, бірақ әлсіз пленкалар алады; жоғары MW түрлері (≥70,000) жабысуға критикалық қолданыстар үшін жақсырақ берік, суға төзімді желілер түзеді.
• Гидролиз дәрежесі (DH) : Жартылай гидролизденген PVA (87–89%) суық суда еруі мен тез таралуын қамтамасыз етеді, ал толық гидролизденген түрлері (98–99%) кебу кезінде судың төзімділігін және байланыс беріктігін максималды деңгейге жеткізеді.

Жобалық тексеру нәтижесі орташа MW (≈50 000) мәніндегі 92–95% DH қосылымы ең тиімді шешім болатынын көрсетеді — бұл ауадағы бөлшектерді 55% азайтса, жабыстырғыштың максималды өнімділігінің 95% сақталады, сонымен қоса жұмыс істеу қауіпсіздігі мен құрылымдық сенімділіктің арасындағы дәстүрлі қатынасты жояды.

Поливинил спиртінің ерітіндінің механикалық қасиеттеріне әсерін бағалау

Құрғақ қоспалар ерітінділер жүйесіндегі ПВС-тің созылу және иілу беріктігіне әсері

Поливинил спирті (PVA) микроскопиялық деңгейде цемент құрылымын нығайту арқылы құрғақ қоспа ерітінділерді беріктеу. Қосылған кезде PVA өте ұсақ трещиналарды толтыратын жұқа пленка түзеді және салмақ түскен кезде кернеуді шашыратады. Materials журналында өткен жылы жарияланған зерттеулерге сәйкес, қоспаларсыз қалыпты ерітінділермен салыстырғанда PVA-сы бар ерітінділердің иілу кезінде мықтылығы шамамен 15%, ал созылуға төзімділігі шамамен 12% жоғары болуы мүмкін. Бұл жақсарулардың себебі гидратация кезінде PVA молекулаларының кальций силикат қосылыстарымен байланысуына байланысты, бұл материалда трещиналардың таралу тәсілін өзгертеді. Кенеттен сынбай, ерітінді істен шығар алдында көбірек энергияны жұтады.

Таразыны теңестіру: Шаңның азаюы мен қаттылау уақытының баяулауы

PVA-ның су ұстауы және бөлшектерді қаптауы тозаңды тиімді басуға қол жеткізсе де, цемент гидратация кинетикасының уақытша тежелуіне байланысты стандартты құрамдарда бастапқы қату ~20 минутқа кешіп тұруы мүмкін. Бұл әсерге үш бағытталған түзету арқылы шамалауға болады:

• Тозаңды басуды және реакциялықты теңгеру үшін дозалауды салмақ бойынша 0,8–1,2% шектеу
• Цемент беттерінің ерте босауы үшін тез ерітілетін жартылай гидролизденген PVA (87–89% DH) таңдау
• PVA-ның байланыстырушы қызметіне кедергі келтірмейтін, баяулаудың алдын алу үшін кальций формиатын (0,3–0,5%) қосу

Еуропаның бес құрылыс алаңында өткізілген сынақтарда расталған бұл әдіс жобаның нақты талаптарынан ±5 минут ішінде қату уақытын сақтай отырып, ауадағы тозаңның 50%-дан астамын азайтуды қамтамасыз етеді — бұл операциялық қауіпсіздік пен кесте бүтіндігінің толық үйлесімді екенін көрсетеді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Құрғақ қоспалардағы тозаң шығу себебі неде?

Құрғақ қоспалы ерітінділердегі шаңдану, әдетте, судың мөлшерінің артуы, ертерек өңдеу немесе бетонды дұрыс күтімде болмау салдарынан пайда болатын, лайтанс деп аталатын үгілетін беткі қабаттарға әкеледі.

Поливинил спирті шаңдануды төмендетуге қалай ықпал етеді?

Поливинил спирті цемент пен толтырғыш материалдармен мықты байланыс орнататын байланыстырғыш ретінде қызмет етіп, бөлшектердің таралуын болдырмауға және материал тығыздығын арттыруға ықпал етеді.

ПВС-тің гидролизі оның қасиеттерін көрсетуде қандай рөл атқарады?

ПВС-тегі гидролиз дәрежесі оның ерігіштігі мен пленка түзу қабілетіне әсер етеді және ерітінділерде шаңды бақылау мен байланыстыру қасиеттеріне ықпал етеді.

ПВС ерітінділердің механикалық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді ме?

Иә, ПВС микросыңқырларды толтыратын пленкалар түзіп, созылу және иілу беріктігін арттыру арқылы ерітінділердің беріктігін жақсартады.

ПВС-ті қолдану ерітінділердің қатаю уақытын кешітеді ме?

PVA бастапқы қатаяру уақытын шамамен 20 минутқа кешіктірсе де, кальций формиаты сияқты тездеткіштерді қолдану арқылы дұрыс дозалау мен құрамын реттеу бұл әсерді болдырмауға мүмкіндік береді.