Sellulose-eter-viskositeitverandering op sementgebaseerde gips

Verdikking is 'n belangrike modifikasie-effek van sellulose-eter op sement-gebaseerde materiale. Die effek van sellulose-eter-inhoud, viskosimeter-rotasiespoed en temperatuur op die viskositeitsverandering van sellulose-eter-gemodifiseerde sementgebaseerde gips bestudeer is. Die resultate toon dat die viskositeit van sementgebaseerde gips neem voortdurend toe met die toename in sellulose-eterinhoud, en die viskositeit van sellulose-eteroplossing en sementgebaseerde gips het 'n "saamgestelde superposisie-effek"; die pseudoplastisiteit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips is laer as dié van suiwer sementgebaseerde gips, en die viskositeit Hoe laer die rotasiespoed van die instrument, of hoe laer die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips, of hoe laer die inhoud van sellulose-eter, hoe duideliker is die pseudoplastisiteit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips; Met die gekombineerde effek van hidrasie, die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips sal toeneem of afneem. Verskillende tipes sellulose-eter het verskillende veranderinge in die viskositeit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips.

Sleutelwoorde: sellulose-eter; sementgebaseerde gips; viskositeit

0、Voorwoord

Sellulose-eters word dikwels gebruik as waterretensiemiddels en verdikkers vir sement-gebaseerde materiale. Volgens verskillende substituente sluit sellulose-eters wat in sement-gebaseerde materiale gebruik word, oor die algemeen metielsellulose (MC), hidroksi-etielsellulose (HEC), hidroksiëtielmetielsellulose-eter (hidroksiëtielmetielsellulose, HEMC) en hidroksipropylmetielsellulose (hidroksipropylmetielsellulose, HPMC), in. waaronder HPMC en HEMC die algemeenste gebruik word.

Verdikking is 'n belangrike modifikasie-effek van sellulose-eter op sement-gebaseerde materiale. Sellulose-eter kan die nat mortel met 'n uitstekende viskositeit toeken, die bindingsvermoë tussen die nat mortel en die basislaag aansienlik verhoog, en die anti-sag prestasie van die mortel verbeter. Dit kan ook die homogeniteit en anti-verspreidingsvermoë van vars gemengde sement-gebaseerde materiale verhoog, en die delaminering, segregasie en bloeding van mortel en beton voorkom.

Die verdikkingseffek van sellulose-eter op sement-gebaseerde materiale kan kwantitatief geëvalueer word deur die reologiese model van sement-gebaseerde materiale. Sement-gebaseerde materiale word gewoonlik as Bingham-vloeistof beskou, dit wil sê, wanneer die toegepaste skuifspanning r minder as die vloeispanning r0 is, bly die materiaal in sy oorspronklike vorm en vloei nie; wanneer die skuifspanning r die vloeispanning r0 oorskry, ondergaan die voorwerp vloeivervorming, en die skuifspanning Die spanning r het 'n lineêre verwantskap met die rektempo y, dit wil sê r=r0+f·y, waar f die plastiese viskositeit is. Sellulose-eters verhoog oor die algemeen die opbrengsspanning en plastiese viskositeit van sement-gebaseerde materiale, maar laer dosisse lei egter tot laer opbrengsspanning en plastiese viskositeit, hoofsaaklik as gevolg van die lug meevoer effek van sellulose-eters. Patural se navorsing toon dat die molekulêre gewig van sellulose-eter toeneem, die vloeispanning van sementgebaseerde gips neem af, en die konsekwentheid neem toe.

Die viskositeit van sementgebaseerde gips is 'n belangrike indeks om die verdikkingseffek van sellulose-eter op sement-gebaseerde materiale te evalueer. Sommige literatuur het die viskositeitsveranderingswet van sellulose-eteroplossing ondersoek, maar daar is steeds 'n gebrek aan relevante navorsing oor die effek van sellulose-eter op die viskositeitsverandering van sementgebaseerde gips. Terselfdertyd, volgens die verskillende tipes substituente, is daar baie tipes sellulose-eters. Die impak van verskillende tipes en viskositeite van sellulose-eters op die verandering van sementgebaseerde gips viskositeit is ook 'n baie besorgde kwessie in die gebruik van sellulose-eters. Hierdie werk gebruik 'n rotasie-viskositeitsmeter om die viskositeitsveranderinge van sellulose-eter-gemodifiseerde sementflodders van verskillende tipes en viskositeite onder verskillende poli-asverhoudings, rotasiespoed en temperature te bestudeer.

1. Eksperimenteer

1.1 Grondstowwe

(1) Sellulose-eter. Ses soorte sellulose-eters wat algemeen in my land gebruik word, is gekies, insluitend 1 soort MC, 1 soort HEC, 2 soorte HPMC en 2 soorte HEMC, waaronder die viskositeite van 2 soorte HPMC en 2 soorte HEMC duidelik was anders. Die viskositeit van sellulose-eter is getoets deur NDJ-1B rotasieviskosimeter (Shanghai Changji Company), die konsentrasie van die toetsoplossing was 1.0% of 2.0%, die temperatuur was 20°C, en die rotasiespoed was 12r/min.

(2) Sement. Gewone Portland-sement wat deur Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. vervaardig word, het 'n spesifikasie van P·O 42,5 (GB 175-2007).

1.2 Viskositeitmetingsmetode van sellulose-eteroplossing

Neem 'n sellulose-etermonster van gespesifiseerde kwaliteit en voeg dit by 'n 250mL glasbeker, voeg dan 250g warm water teen ongeveer 90 by°C; roer heeltemal met 'n glasstaaf om die sellulose-eter 'n eenvormige dispersiestelsel in die warm water te maak, en sit terselfdertyd die beker Koel in die lug. Wanneer die oplossing viskositeit begin genereer en nie weer sal presipiteer nie, hou dadelik op om te roer; wanneer die oplossing in die lug afgekoel word totdat die kleur eenvormig is, plaas die beker in 'n konstante temperatuur waterbad, en hou die temperatuur op die gespesifiseerde temperatuur. Die fout is± 0.1°C; na 2 uur (bereken uit die kontaktyd van sellulose-eter met warm water), meet die temperatuur van die middel van die oplossing met 'n termometer. Produksie) rotor wat tot die gespesifiseerde diepte in die oplossing geplaas word, nadat dit vir 5 minute staan, meet die viskositeit daarvan.

1.3 Viskositeitsmeting van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips

Voor die eksperiment, hou al die grondstowwe by die gespesifiseerde temperatuur, weeg die gespesifiseerde massa sellulose-eter en sement, meng dit deeglik en voeg kraanwater by die gespesifiseerde temperatuur by 'n 250mL glasbeker met 'n water-sementverhouding van 0,65; voeg dan die droë poeier by die beker en wag vir 3 minute. Roer deeglik met 'n glasstaaf vir 300 keer, plaas die rotor van 'n rotasie-viskosimeter (NDJ-1B-tipe, vervaardig deur Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) in die oplossing tot 'n bepaalde diepte, en meet die viskositeit daarvan nadat dit vir 2 minute gestaan ​​het. Om die invloed van sementhidrasiehitte op die viskositeitstoets van sement te vermygebaseerde gips soveel as moontlik, die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips moet getoets word wanneer die sement vir 5 minute in kontak met water is.

2. Resultate en ontleding

2.1 Effek van sellulose-eterinhoud

Die hoeveelheid sellulose-eter verwys hier na die massaverhouding van sellulose-eter tot sement, dit wil sê die poliësverhouding. Van die invloed van P2, E2 en H1 drie soorte sellulose-eters op die viskositeitsverandering van sementgebaseerde gips by verskillende dosisse (0,1%, 0,3%, 0,6% en 0,9%), kan gesien word dat na die byvoeging van sellulose-eter, die viskositeit van sementgebaseerde gips Viskositeit verhoog; soos die hoeveelheid sellulose-eter toeneem, die viskositeit van sementgebaseerde gips verhoog voortdurend, en die omvang van toename in viskositeit van sementgebaseerde gips word ook groter.

Wanneer die water-sementverhouding 0,65 is en die sellulose-eterinhoud 0,6% is, met inagneming van die water wat deur die aanvanklike hidrasie van sement verbruik word, is die konsentrasie van sellulose-eter relatief tot water ongeveer 1%. Wanneer die konsentrasie 1% is, is die P2, E2 en H1 waterige oplossings Die viskositeite is 4990mPa·S, 5070mPa·S en 5250mPa·s onderskeidelik; wanneer die water-sementverhouding 0,65 is, die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips is 836 mPa·S. Die viskositeite van P2, E2 en H1 drie sellulose-eter gemodifiseerde sement flodders is egter 13800mPa·S, 12900mPa·S en 12700mPa·s onderskeidelik. Natuurlik, die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips is nie die viskositeit van sellulose-eteroplossing nie en Die eenvoudige toevoeging van die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips is aansienlik groter as die som van die twee viskositeite, dit wil sê die viskositeit van die sellulose-eteroplossing en die viskositeit van die sementgebaseerde gips 'n "saamgestelde superposisie-effek" hê. Die viskositeit van sellulose-eteroplossing kom van die sterk hidrofilisiteit van hidroksielgroepe en eterbindings in sellulose-etermolekules en die driedimensionele netwerkstruktuur wat deur sellulose-etermolekules in die oplossing gevorm word; die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips kom van die netwerk gevorm tussen sement hidrasie produkte struktuur. Aangesien die polimeer- en sementhidrasieprodukte dikwels 'n interpenetrerende netwerkstruktuur vorm, in die sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips, is die driedimensionele netwerkstruktuur van sellulose-eter en die netwerkstruktuur van sementhidrasieprodukte verweef, en die sellulose-etermolekules Adsorpsie met sementhidrasieprodukte produseer saam 'n "saamgestelde superposisie-effek", wat die algehele viskositeit van sement aansienlik verhoog.gebaseerde gips; aangesien een sellulose-etermolekule met veelvuldige sellulose-etermolekules en sementhidrasieprodukte kan verweef, neem die digtheid van die netwerkstruktuur dus meer toe as die toename van sellulose-etermolekules, en die viskositeit van sementgebaseerde gips styg voortdurend; boonop moet die vinnige hidrasie van sement 'n deel van die water reageer. , wat gelykstaande is aan die verhoging van die konsentrasie van sellulose-eter, wat ook 'n rede is vir die aansienlike toename in die viskositeit van sementgebaseerde gips.

Sedert sellulose eter en sementgebaseerde gips het 'n "saamgestelde superposisie-effek" in viskositeit, onder dieselfde sellulose-eterinhoud en water-sementverhouding toestande, die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips met duidelike verskil wanneer die konsentrasie 2% is. Die viskositeitsverskil is nie groot nie, byvoorbeeld, die viskositeite van P2 en E2 is 48000mPa·s en 36700mPa·s onderskeidelik in die waterige oplossing met konsentrasie van 2%. S, die verskil is nie duidelik nie; die viskositeite van E1 en E2 in 2% waterige oplossing is 12300mPa·S en 36700mPa·s onderskeidelik is die verskil baie groot, maar die viskositeite van hul gemodifiseerde sementpasta is 9800mPa·S en 12900mPa onderskeidelik·S, die verskil is aansienlik verminder, dus wanneer u sellulose-eter in ingenieurswese kies, is dit nie nodig om 'n buitensporige hoë sellulose-eterviskositeit na te streef nie. Verder, in praktiese ingenieurstoepassings, is die konsentrasie van sellulose-eter relatief tot water gewoonlik relatief laag. Byvoorbeeld, in gewone pleistermortel is die water-sementverhouding gewoonlik ongeveer 0,65, en die inhoud van sellulose-eter is 0,2% tot 0,6%. Die konsentrasie water is tussen 0,3% en 1%.

Dit kan ook uit die toetsresultate gesien word dat verskillende tipes sellulose-eters verskillende effekte op die viskositeit van sement hetgebaseerde gips. Wanneer die konsentrasie 1% is, is die viskositeite van P2, E2 en H1 drie soorte sellulose-eter waterige oplossings 4990mPa·s, 5070mPa·S en 5250mPa·S onderskeidelik is die viskositeit van H1 oplossing die hoogste, maar die viskositeit van P2, E2 en H1 drie soorte sellulose-eter. Die viskositeite van die eter-gemodifiseerde sement flodders was 13800mPa·S, 12900mPa·S en 12700mPa·S onderskeidelik, en die viskositeit van die H1 gemodifiseerde sement flodders was die laagste. Dit is omdat sellulose-eters gewoonlik die effek het om sementhidrasie te vertraag. Onder die drie soorte sellulose-eters, HEC, HPMC en HEMC, het HEC die sterkste vermoë om sementhidrasie te vertraag. Daarom, in die H1 gewysigde sementgebaseerde gips, as gevolg van die stadiger sementhidrasie, ontwikkel die netwerkstruktuur van sementhidrasieprodukte stadiger, en die viskositeit is die laagste.

2.2 Effek van rotasietempo

Van die invloed van die rotasiespoed van die viskosimeter op die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips en sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips, kan gesien word dat namate die rotasiespoed toeneem, die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips en suiwer sementgebaseerde gips verminder tot verskillende grade, dit wil sê, hulle het almal die eienskap van skuifverdunning en behoort aan pseudoplastiese vloeistof. Hoe kleiner die rotasietempo, hoe groter is die afname in die viskositeit van alle sementgebaseerde gips met die rotasietempo, dit wil sê, hoe duideliker is die pseudoplastisiteit van die sementgebaseerde gips. Met die toename van die rotasietempo, verminder die kromme van viskositeit van die sementgebaseerde gips word geleidelik platter, en die pseudoplastisiteit verswak. In vergelyking met suiwer sementgebaseerde gips, die pseudoplastisiteit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips is swakker, dit wil sê, die inkorporering van sellulose-eter verminder die pseudoplastisiteit van sementgebaseerde gips.

Van die invloed van rotasiespoed op die viskositeit van sementgebaseerde gips onder verskillende sellulose-etertipes en -viskositeite, kan dit bekend wees dat sementgebaseerde gips gemodifiseer met verskillende sellulose-eters het verskillende pseudoplastiese sterkte, en hoe kleiner die viskositeit van sellulose-eter, hoe hoër is die viskositeit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips. Hoe duideliker die pseudoplastisiteit van die sementgebaseerde gips is; die pseudoplastisiteit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips het geen duidelike verskil met verskillende tipes sellulose-eters met soortgelyke viskositeite nie. Van P2, E2 en H1 drie soorte sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips in verskillende dosisse (0.1%, 0.3%, 0.6% en 0.9%) kan die invloed van rotasiespoed op die viskositeit bekend wees, P2, E2 en H1 drie soorte vesel Die sement flodders gemodifiseer met gewone eter het dieselfde toetsresultate : wanneer die hoeveelheid sellulose-eter verskil, is hul pseudoplastisiteit anders. Hoe kleiner die hoeveelheid sellulose-eter, hoe sterker is die pseudoplastisiteit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips.

Nadat die sement in kontak met water is, word die sementdeeltjies op die oppervlak vinnig gehidreer, en die hidrasieprodukte (veral CSH-gel) vorm 'n agglomerasiestruktuur. Wanneer daar 'n rigtingskuifkrag in die oplossing is, sal die agglomerasiestruktuur oopmaak, sodat langs die rigting van die skuifkrag Die rigtingvloeiweerstand verminder word, en daardeur die eienskap van skuifverdunning vertoon. Sellulose-eter is 'n soort makromolekule met 'n asimmetriese struktuur. Wanneer die oplossing stil is, kan die sellulose-etermolekules verskillende oriëntasies hê. Wanneer daar 'n rigtingskuifkrag in die oplossing is, sal die lang ketting van die molekule draai en saamgaan. Die rigting van die skuifkrag word verminder, wat 'n afname in vloeiweerstand tot gevolg het, en vertoon ook die eienskap van skuifuitdunning. In vergelyking met sementhidrasieprodukte is sellulose-etermolekules meer buigsaam en het 'n sekere buffervermoë vir skuifkrag. Daarom, in vergelyking met suiwer sementgebaseerde gips, die pseudoplastisiteit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips is swakker, en namate die viskositeit of inhoud van sellulose-eter toeneem, is die buffereffek van sellulose-etermolekules op skuifkrag duideliker. Plastisiteit word swak.

2.3 Die invloed van temperatuur

Van die effek van temperatuurveranderinge (20°C, 27°C en 35°C) op die viskositeit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips, kan gesien word dat wanneer die inhoud van sellulose-eter 0,6% is, soos die temperatuur toeneem, die suiwer sementgebaseerde gips en M1 Die viskositeit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips verhoog, en die viskositeit van ander sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips afgeneem, maar die afname was nie groot nie, en die viskositeit van die H1-gemodifiseerde sementgebaseerde gips die meeste afgeneem het. So ver as die E2 gemodifiseerde sementgebaseerde gips is bekommerd, wanneer die poliësverhouding 0,6% is, die viskositeit van die sementgebaseerde gips neem af met die toename in temperatuur, en wanneer die poliësverhouding 0,3% is, is die viskositeit van die sementgebaseerde gips neem toe met die toename in temperatuur.

Oor die algemeen, as gevolg van die afname van die intermolekulêre interaksiekrag, sal die viskositeit van die vloeistof afneem met die toename in temperatuur, wat die geval is vir sellulose-eteroplossing. Soos die temperatuur egter styg, en die kontaktyd tussen sement en water toeneem, sal die spoed van sementhidrasie aansienlik versnel word, en die mate van hidrasie sal toeneem, dus die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips sal eerder toeneem.

In sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips, sal sellulose-eter aan die oppervlak van sementhidrasieprodukte geadsorbeer word, en sodoende sementhidrasie inhibeer, maar verskillende tipes en hoeveelhede sellulose-eters het verskillende vermoëns om sementhidrasie te inhibeer, MC (soos M1 ) het 'n swak vermoë om sementhidrasie te inhibeer, en soos die temperatuur toeneem, die hidrasietempo van die sementgebaseerde gips is steeds vinniger, so soos die temperatuur toeneem, word die viskositeit Dit word gewoonlik verhoog; HEC, HPMC en HEMC kan sementhidrasie aansienlik inhibeer, aangesien die temperatuur toeneem, die hidrasietempo van sementgebaseerde gips is stadiger, so soos die temperatuur toeneem, HEC, HPMC en HEMC gemodifiseerde sement Die viskositeit vangebaseerde gips (0.6% polyash-verhouding) word oor die algemeen verminder, en omdat die vermoë van HEC om sementhidrasie te vertraag groter is as dié van HPMC en HEMC, is die verandering van sellulose-eter in temperatuurveranderinge (20°C, 27°C en 35°C) Die viskositeit van H1-gemodifiseerde sementgebaseerde gips het die meeste afgeneem met die toename in temperatuur. Sementhidrasie bestaan ​​egter steeds wanneer die temperatuur hoër is, dus die mate van reduksie van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips met die toename van temperatuur is nie duidelik nie. So ver as die E2 gemodifiseerde sementgebaseerde gips is bekommerd, wanneer die dosis hoog is (die asverhouding is 0,6%), is die effek van die inhibering van sementhidrasie duidelik, en die viskositeit neem af met die toename in temperatuur; wanneer die dosis laag is (die asverhouding is 0,3%), is die effek van die inhibering van sementhidrasie nie duidelik nie, en die viskositeit neem toe met die toename in temperatuur.

3. Gevolgtrekking

(1) Met die voortdurende toename in sellulose-eterinhoud, verhoog die viskositeit en viskositeitskoers van sementgebaseerde gips aanhou toeneem. Die molekulêre netwerkstruktuur van sellulose-eter en die netwerkstruktuur van sementhidrasieprodukte is verweef, en die aanvanklike hidrasie van sement verhoog indirek die konsentrasie van sellulose-eter, sodat die viskositeit van sellulose-eteroplossing en sementgebaseerde gips het 'n "saamgestelde superposisie-effek", dit wil sê sellulose-eter. Die viskositeit van die gemodifiseerde sementgebaseerde gips is baie groter as die som van hul onderskeie viskositeite. In vergelyking met HPMC en HEMC gemodifiseerde sement slurries, het HEC gemodifiseerde sement slurries laer viskositeit toets waardes as gevolg van stadiger hidrasie ontwikkeling.

(2) Beide sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips en suiwer sementgebaseerde gips het die eienskap van skuifuitdunning of pseudoplastisiteit; die pseudoplastisiteit van sellulose-eter gemodifiseerde sementgebaseerde gips is laer as dié van suiwer sementgebaseerde gips; hoe laer die rotasietempo, of die sellulose Hoe laer is die viskositeit van eter-gemodifiseerde sementgebaseerde gips, of hoe laer die inhoud van sellulose-eter, hoe duideliker is die pseudoplastisiteit van sellulose-eter-gemodifiseerde sementgebaseerde gips.

(3) Soos die temperatuur aanhou styg, neem die spoed en graad van sementhidrasie toe, sodat die viskositeit van suiwer sementgebaseerde gips geleidelik toeneem. As gevolg van verskillende tipes en hoeveelhede sellulose-eters verskillende vermoëns het om sementhidrasie te inhibeer, wissel die viskositeit van die gemodifiseerde sementpasta met temperatuur.