Sellulose-eter gemodifiseerde sement suspensie

Die effek van verskillende molekulêre struktuur van nie-ioniese sellulose-eter op die poriestruktuur van sementmis is bestudeer deur prestasiedigtheidstoets en makroskopiese en mikroskopiese poriestruktuurwaarneming. Die resultate toon dat nie-ioniese sellulose-eter die porositeit van sementmis kan verhoog. Wanneer die viskositeit van nie-ioniese sellulose-eter gemodifiseerde suspensie soortgelyk is, is die porositeit vanhidroksielsellulose-eter(HEC) gemodifiseerde flodder is kleiner as dié van hidroksipropylmetielsellulose-eter (HPMC) en metielsellulose-eter (MC)-gemodifiseerde flodder. Hoe laer die viskositeit/relatiewe molekulêre gewig van HPMC-sellulose-eter met soortgelyke groepinhoud is, hoe kleiner is die porositeit van sy gemodifiseerde sementmis. Nie-ioniese sellulose-eter kan die oppervlakspanning van vloeibare fase verminder en maak die sement suspensie maklik om borrels te vorm. Nie-ioniese sellulose-etermolekules word rigtinggewend by die gas-vloeistof-grensvlak van die borrels geadsorbeer, wat ook die viskositeit van die sementflotfase verhoog en die vermoë van die sementmis om die borrels te stabiliseer, verbeter.

Sleutelwoorde:nie-ioniese sellulose-eter; Sement suspensie; Porie struktuur; Molekulêre struktuur; Oppervlakspanning; viskositeit

Nie-ioniese sellulose-eter (hierna na verwys as sellulose-eter) het uitstekende verdikking en waterretensie, en word wyd gebruik in droë gemengde mortel, self-kompakterende beton en ander nuwe sement-gebaseerde materiale. Sellulose-eters wat in sement-gebaseerde materiale gebruik word, sluit gewoonlik metielsellulose-eter (MC), hidroksipropylmetielsellulose-eter (HPMC), hidroksielmetielsellulose-eter (HEMC) en hidroksielselulose-eter (HEC) in, waaronder HPMC en HEMC die algemeenste toepassings is. .

Sellulose-eter kan die poriestruktuur van sementmis aansienlik beïnvloed. Pourchez et al., deur oënskynlike digtheidstoets, porieëgroottetoets (kwik-inspuitingsmetode) en sEM-beeldanalise, het tot die gevolgtrekking gekom dat sellulose-eter die aantal porieë met 'n deursnee van ongeveer 500nm en porieë met 'n deursnee van ongeveer 50-250μm in kan verhoog sement suspensie. Verder, vir geharde sement flodder, is die poriegrootte verspreiding van lae molekulêre gewig HEC gemodifiseerde sement flodder soortgelyk aan dié van suiwer sement flodder. Die totale porievolume van hoë molekulêre gewig HEC gemodifiseerde sement flodder is hoër as dié van suiwer sement flodder, maar laer as dié van HPMC gemodifiseerde sement flodder met ongeveer dieselfde konsekwentheid. Deur SEM-waarneming het Zhang et al. gevind dat HEMC die aantal porieë met 'n deursnee van ongeveer 0.1mm in sementmortel aansienlik kan verhoog. Hulle het ook deur middel van kwikinspuitingstoets gevind dat HEMC die totale porievolume en gemiddelde porie deursnee van sementmis aansienlik kan verhoog, wat lei tot 'n aansienlike toename in die aantal groot porieë met 'n deursnee van 50nm ~ 1μm en groot porieë met 'n deursnee van meer as 1μm. Die aantal porieë met deursnee minder as 50nm is egter aansienlik verminder. Saric-Coric et al. het geglo dat sellulose-eter sementmis meer poreus sou maak en lei tot die toename van makroporieë. Jenni et al. het die werkverrigtingsdigtheid getoets en vasgestel dat die porievolumefraksie van HEMC-gemodifiseerde sementmortel ongeveer 20% was, terwyl suiwer sementmortel slegs 'n klein hoeveelheid lug bevat het. Silva et al. het gevind dat bykomend tot die twee pieke by 3.9 nm en 40 ~ 75nm as suiwer sement flodder, was daar ook twee pieke by 100 ~ 500nm en groter as 100μm deur kwik inspuiting toets. Ma Baoguo et al. gevind dat sellulose-eter die aantal fyn porieë met deursnee minder as 1μm en groot porieë met deursnee groter as 2μm in sementmortel deur kwikinspuitingstoets verhoog het. Met betrekking tot die rede dat sellulose-eter die porositeit van sement-slib verhoog, word daar gewoonlik geglo dat sellulose-eter oppervlakaktiwiteit het, sal verryk in die lug- en water-koppelvlak, wat 'n film vorm, om sodoende die borrels in sement-mis te stabiliseer.

Deur bogenoemde literatuurontleding kan gesien word dat die effek van sellulose-eter op die poriestruktuur van sement-gebaseerde materiale groot aandag geniet het. Daar is egter baie soorte sellulose-eter, dieselfde soort sellulose-eter, sy relatiewe molekulêre gewig, groepinhoud en ander molekulêre struktuurparameters verskil ook baie, en binnelandse en buitelandse navorsers oor sellulose-eter seleksie is slegs beperk tot hul onderskeie toepassings veld, gebrek aan verteenwoordiging, die gevolgtrekking is onvermydelike "oorveralgemening", sodat die verduideliking van sellulose-etermeganisme nie diep genoeg is nie. In hierdie referaat is die effek van sellulose-eter met verskillende molekulêre struktuur op die poriestruktuur van sementmis bestudeer deur oënskynlike digtheidstoets en makroskopiese en mikroskopiese poriestruktuurwaarneming.

1. Toets

1.1 Grondstowwe

Die sement was 'n P·O 42.5 gewone Portland sement vervaardig deur Huaxin Cement Co., LTD., waarin die chemiese samestelling gemeet is deur AXIOS Ad-Vanced golflengte dispersie-tipe X-straalfluoressensiespektrometer (PANa — lytical, Nederland), en die fasesamestelling is volgens Bogue-metode beraam.

Sellulose-eter het vier soorte kommersiële sellulose-eter gekies, onderskeidelik metielsellulose-eter (MC), hidroksipropylmetielsellulose-eter (HPMC1, HPMC2) en hidroksielellulose-eter (HEC), HPMC1 molekulêre struktuur en HPMC2 soortgelyk, maar die viskositeit is baie minder as HPMC2 , Dit wil sê, die relatiewe molekulêre massa van HPMC1 is baie kleiner as dié van HPMC2. As gevolg van die soortgelyke eienskappe van hidroksielmetielsellulose-eter (HEMc) en HPMC, is HEMC's nie in hierdie studie gekies nie. Om die invloed van voginhoud op toetsresultate te vermy, is alle sellulose-eters vir 2 uur by 98℃ gebak voor gebruik.

Die viskositeit van sellulose-eter is getoets deur NDJ-1B roterende viskosimeter (Shanghai Changji Company). Die toetsoplossingkonsentrasie (massaverhouding van sellulose-eter tot water) was 2.0%, die temperatuur was 20℃, en die rotasietempo was 12r/min. Die oppervlakspanning van sellulose-eter is deur die ringmetode getoets. Die toetsinstrument was JK99A outomatiese tensiometer (Shanghai Zhongchen Company). Die konsentrasie van die toetsoplossing was 0.01% en die temperatuur was 20℃. Sellulose-etergroepinhoud word deur die vervaardiger verskaf.

Volgens die viskositeit, oppervlakspanning en groepinhoud van sellulose-eter, wanneer die oplossingkonsentrasie 2.0% is, is die viskositeitsverhouding van HEC en HPMC2-oplossing 1:1.6, en die viskositeitsverhouding van HEC en MC-oplossing 1: 0.4, maar in hierdie toets is die water-sementverhouding 0,35, die maksimum sementverhouding is 0,6%, die massaverhouding van sellulose-eter tot water is ongeveer 1,7%, minder as 2,0%, en die sinergistiese effek van sementmis op viskositeit, sodat die viskositeit verskil van HEC, HPMC2 of MC gemodifiseerde sement slurry is klein.

Volgens die viskositeit, oppervlakspanning en groepinhoud van sellulose-eter is die oppervlakspanning van elke sellulose-eter anders. Sellulose-eter het beide hidrofiele groepe (hidroksiel- en etergroepe) en hidrofobiese groepe (metiel- en glukosekoolstofring), is 'n oppervlakaktiewe middel. Sellulose-eter is anders, die tipe en inhoud van hidrofiele en hidrofobiese groepe verskil, wat lei tot verskillende oppervlakspanning.

1.2 Toetsmetodes

Ses soorte sement flodder is voorberei, insluitend suiwer sement flodder, vier sellulose-eter (MC, HPMCl, HPMC2 en HEC) gemodifiseerde sement flodder met 0.60% sement verhouding en HPMC2 gemodifiseerde sement flodder met 0.05% sement verhouding. Verw, MC - 0.60, HPMCl - 0.60, Hpmc2-0.60. HEC 1-0.60 en hpMC2-0.05 dui aan dat die water-sementverhouding albei 0.35 is.

Sement suspensie eerste in ooreenstemming met GB/T 17671 1999 "sement mortel sterkte toets metode (ISO metode)" gemaak in 40mm × 40mm × 160mm prismas toets blok, onder die toestand van 20 ℃ verseëlde uitharding 28d. Nadat die oënskynlike digtheid daarvan geweeg en bereken is, is dit met 'n klein hamer oopgebars, en die makrogattoestand van die sentrale gedeelte van die toetsblok is waargeneem en met 'n digitale kamera gefotografeer. Terselfdertyd is klein stukkies van 2,5 ~ 5,0 mm geneem vir waarneming deur optiese mikroskoop (HIROX driedimensionele videomikroskoop) en skandeerelektronmikroskoop (JSM-5610LV).

2. Toetsresultate

2.1 Skynbare digtheid

Volgens die oënskynlike digtheid van sement flodder wat deur verskillende sellulose-eters gemodifiseer is, (1) is die skynbare digtheid van suiwer sement flodder die hoogste, wat 2044 kg/m³ is; Die oënskynlike digtheid van die vier soorte sellulose-eter-gemodifiseerde flodder met 'n sementverhouding van 0.60% was 74% ~ 88% van dié van suiwer sement-mis, wat aandui dat sellulose-eter die toename in die porositeit van sementmis veroorsaak het. (2) Wanneer die verhouding van sement tot sement 0.60% is, is die effek van verskillende sellulose-eters op die porositeit van sementmis baie verskillend. Die viskositeit van HEC, HPMC2 en MC gemodifiseerde sement flodder is soortgelyk, maar die oënskynlike digtheid van HEC gemodifiseerde sement flodder is die hoogste, wat aandui dat die porositeit van HEC gemodifiseerde sement flodder kleiner is as dié van HPMc2 en Mc gemodifiseerde sement flodder met soortgelyke viskositeit . HPMc1 en HPMC2 het soortgelyke groepinhoud, maar die viskositeit van HPMCl is baie laer as dié van HPMC2, en die oënskynlike digtheid van HPMCl gemodifiseerde sement flodder is aansienlik hoër as dié van HPMC2 gemodifiseerde sement flodder, wat aandui dat wanneer die groep inhoud soortgelyk is , hoe laer die viskositeit van sellulose-eter, hoe laer is die porositeit van die gemodifiseerde sementmis. (3) Wanneer die sement-tot-sementverhouding baie klein is (0.05%), is die oënskynlike digtheid van HPMC2-gemodifiseerde sementflot basies naby dié van suiwer sementflot, wat aandui dat die effek van sellulose-eter op die porositeit van sement mis is baie klein.

2.2 Makroskopiese porie

Volgens die afdeling foto's van sellulose eter gemodifiseerde sement flodder geneem deur digitale kamera, suiwer sement flodder is baie dig, byna geen sigbare porieë; Die vier soorte sellulose-eter-gemodifiseerde flodder met 0.60% sementverhouding het almal meer makroskopiese porieë, wat aandui dat sellulose-eter lei tot die verhoging van sement flodderporositeit. Soortgelyk aan die resultate van die oënskynlike digtheidstoets, is die effek van verskillende sellulose-etertipes en -inhoude op die porositeit van sementmis heel anders. Die viskositeit van HEC, HPMC2 en MC gemodifiseerde flodder is soortgelyk, maar die porositeit van HEC gemodifiseerde flodder is kleiner as dié van HPMC2 en MC gemodifiseerde flodder. Alhoewel HPMC1 en HPMC2 soortgelyke groepinhoud het, het HPMC1 gemodifiseerde flodder met laer viskositeit kleiner porositeit. Wanneer die sement-tot-sement-verhouding van HPMc2-gemodifiseerde flodder baie klein is (0.05%), is die aantal makroskopiese porieë effens vermeerder as dié van suiwer sement-flodder, maar aansienlik verminder as dié van HPMC2-gemodifiseerde flodder met 0.60% sement-tot. -sement verhouding.

2.3 Mikroskopiese porie

4. Gevolgtrekking

(1) Sellulose-eter kan die porositeit van sementmis verhoog.

(2) Die effek van sellulose-eter op die porositeit van sementflot met verskillende molekulêre struktuurparameters is anders: wanneer die viskositeit van sellulose-eter-gemodifiseerde sementflodder soortgelyk is, is die porositeit van HEC-gemodifiseerde sementflodder kleiner as dié van HPMC en MC-gemodifiseerde sement suspensie; Hoe laer die viskositeit/relatiewe molekulêre gewig van HPMC-sellulose-eter met soortgelyke groepinhoud is, hoe laer is die porositeit van sy gemodifiseerde sementmis.

(3) Na die byvoeging van sellulose-eter in sement suspensie, word die oppervlakspanning van vloeibare fase verminder, sodat die sement suspensie maklik is om borrels te vorm i sellulose-eter molekules rigtinggewende adsorpsie in die borrel gas-vloeistof koppelvlak, verbeter die sterkte en taaiheid van die borrelvloeistoffilmadsorpsie in die borrelgas-vloeistof-koppelvlak, verbeter die sterkte van die borrelvloeistoffilm en versterk die vermoë van die taai modder om die borrel te stabiliseer.