الأثير السليلوز على مورفولوجيا ettringite المبكر

تمت دراسة آثار هيدروكسي إيثيل السليلوز السليلوز الأثير والأثير السليلوز الميثيل على مورفولوجيا الإيترنجيت في الملاط الأسمنت المبكر عن طريق مسح المجهر الإلكتروني (SEM). أظهرت النتائج أن نسبة الطول القطر من بلورات الإيترنجيت في الملاط المعدل من السليلوز هيدروكسي إيثيل ميثيل الأثير أصغر من تلك الموجودة في الملاط العادي ، ومورفولوجيا بلورات الإيتررينجت تشبه القضبان القصيرة. نسبة القطر الطول من بلورات ettringite في الملاط المعدل من السليلوز الميثيل أكبر من تلك الموجودة في الملاط العادي ، ومورفولوجيا بلورات ettringite هي إبرة. بلورات ettringite في الضيق الأسمنت العادي لها نسبة العرض إلى الارتفاع في مكان ما بينهما. من خلال الدراسة التجريبية المذكورة أعلاه ، من الواضح أكثر أن اختلاف الوزن الجزيئي لنوعين من الأثير السليلوز هو العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على مورفولوجيا الإيتررينغت.

الكلمات الرئيسية:ettringite نسبة القطر الطول. ميثيل السليلوز الأثير. هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز الأثير. التشكل

إن Ettringite ، كمنتج ترطيب موسع قليلاً ، له تأثير كبير على أداء الخرسانة الأسمنتية ، وكانت دائمًا نقطة بحثية للمواد القائمة على الأسمنت. ettringite هو نوع من هيدرات ألومينات الكالسيوم من نوع ثلاثي الكلفيد ، صيغةها الكيميائية هي [Ca3al (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O ، أو يمكن كتابتها باسم 3CAO · AL2O3 · 3CASO4 · 32H2O . في نظام الأسمنت في بورتلاند ، يتم تشكيل ettringite بشكل أساسي من خلال تفاعل الجبس مع المعادن ألومينات أو ألومينات حديدية ، والتي تلعب دور تأخير الترطيب وقوة الاسمنت المبكرة. يتأثر تكوين وتشكل ettringite بالعديد من العوامل مثل درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز الأيونات. في وقت مبكر من عام 1976 ، ميثا وآخرون. استخدم المجهر الإلكتروني المسح الضوئي لدراسة الخصائص المورفولوجية لـ AFT ، ووجد أن مورفولوجيا هذه المنتجات الترطيب الموسعة قليلاً كانت مختلفة قليلاً عندما كانت مساحة النمو كبيرة بما يكفي وعندما كانت المساحة محدودة. كان في الغالب الشروط النحيفة على شكل إبرة على شكل إبرة ، في حين أن هذا الأخير كان في الغالب منظور على شكل قضيب قصير. وجدت أبحاث يانغ وينيان أن أشكال AFT كانت مختلفة مع بيئات علاج مختلفة. البيئات الرطبة من شأنها أن تؤخر توليد الخلف في الخرسانة المخففة بالتوسيع وتزيد من إمكانية تورم الخرسانة والتكسير. لا تؤثر البيئات المختلفة ليس فقط على تكوين AFT والبنية المجهرية ، ولكن أيضًا استقرار حجمها. Chen Huxing et al. وجدت أن الاستقرار على المدى الطويل لـ AFT انخفض مع زيادة محتوى C3A. كلارك ومونتيرو وآخرون. وجدت أنه مع زيادة الضغط البيئي ، تغيرت بنية البلورة AFT من الترتيب إلى الاضطراب. استعرض Balonis و Glasser تغييرات كثافة AFM و AFT. رينودين وآخرون. درس التغييرات الهيكلية لـ AFT قبل وبعد الانغماس في المحلول والمعلمات الهيكلية لـ AFT في طيف رامان. كونثر وآخرون. درس تأثير التفاعل بين نسبة CSH Gel Calcium-Silicon و Ion الكبريت على ضغط التبلور AFT بواسطة الرنين المغناطيسي النووي. في الوقت نفسه ، بناءً على تطبيق AFT في المواد القائمة على الأسمنت ، Wenk et al. درس الاتجاه البلوري في الخلف من قسم الخرسانة من خلال تقنية الانتهاء من انتعاش الأشعة السينية للأشعة السينية. تم استكشاف تشكيل AFT في الأسمنت المختلط والنقطة الساخنة للبحوث من ettringite. استنادًا إلى تفاعل ettringite المتأخر ، أجرى بعض العلماء الكثير من الأبحاث حول سبب مرحلة AFT.

يكون توسيع مستوى الصوت الناجم عن تكوين ettringite مواتية في بعض الأحيان ، ويمكن أن يكون بمثابة "توسع" مشابهًا لعامل توسيع أكسيد المغنيسيوم للحفاظ على استقرار المواد القائمة على الأسمنت. يغير إضافة مستحلب البوليمر ومستحلب المستحلب المعاد توحيد الخصائص العيانية للمواد القائمة على الأسمنت بسبب آثارها الكبيرة على البنية المجهرية للمواد القائمة على الأسمنت. ومع ذلك ، على عكس مسحوق المستحلب المعاد توزيعه الذي يعزز بشكل أساسي خاصية الترابط لقذائف الهاون المتصلب ، فإن الأثير السليلوز البوليمر القابل للذوبان في الماء (CE) يعطي الاحتفاظ بالمياه الصالح الملاذ المختلط حديثًا وتأثير سماكة ، وبالتالي تحسين أداء العمل. يستخدم CE غير الأيوني بشكل شائع ، بما في ذلك السليلوز الميثيل (MC) ، السليلوز هيدروكسي إيثيل (HEC) ، هيدروكسي بروبيل السليلوز (HPMC) ،هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC)، وما إلى ذلك ، ويلعب CE دورًا في مدافع الهاون المختلطة حديثًا ولكنه يؤثر أيضًا على عملية ترطيب الملاط الأسمنت. وقد أظهرت الدراسات أن HEMC يغير مقدار AFT المنتج كمنتج ترطيب. ومع ذلك ، لم تقارن أي دراسات بشكل منهجي تأثير CE على التشكل المجهري لـ AFT ، لذلك تستكشف هذه الورقة الفرق في تأثير HEMC و MC على التشكل المجهري لـ Ettringham في وقت مبكر (يوم واحد) من خلال تحليل الصورة و مقارنة.

1. التجربة

1.1 المواد الخام

P · II 52.5R Portland Cement التي تنتجها ANHUI CONCH CEMENT CO. ، LTD تم اختيارها كأسمنت في التجربة. هما إيثرتي السليلوز هما الميثيل كيلولوز هيدروكسي إيثيل (HEMC) والميثيل سيلولوز (مجموعة ميثيل سيلولوز ، شنغهاي سينوباث) على التوالي. MC) ؛ الماء الخلط هو ماء الصنبور.

1.2 الطرق التجريبية

كانت نسبة سمنت الماء لعينة معجون الأسمنت 0.4 (نسبة كتلة الماء إلى الأسمنت) ، وكان محتوى الأثير السليلوز 1 ٪ من كتلة الأسمنت. تم إجراء إعداد العينة وفقًا لـ GB1346-2011 "طريقة اختبار استهلاك المياه ، ووقت تحديد الوقت واستقرار الاتساق المعياري للأسمنت". بعد تشكيل العينة ، تم تغليف الفيلم البلاستيكي على سطح القالب لمنع تبخر الماء السطحي والكربنة ، ووضع العينة في غرفة علاج مع درجة حرارة (20 ± 2) ℃ والرطوبة النسبية (60 ± 5 ) ٪. بعد يوم واحد ، تمت إزالة القالب ، وتم كسر العينة ، ثم تم أخذ عينة صغيرة من الوسط وغارقة في الإيثانول اللامائي لإنهاء الترطيب ، وتم إخراج العينة وتجفيفها قبل الاختبار. تم لصق العينات المجففة على طاولة العينة مع مادة لاصقة موصلة على الوجهين ، وتم رش طبقة من الأفلام الذهبية على السطح بواسطة أداة التطفو التلقائية في Cressington 108Auto. كان التيار المتدحرج 20 مللي أمبير ووقت الثرثرة كان 60 ثانية. تم استخدام مجهر الإلكترون المسح البيئي (ESEM) في FEI Quantafeg 650 لمراقبة الخصائص المورفولوجية لـ AFT في قسم العينة. تم استخدام وضع الإلكترون الثانوي الفراغ العالي لمراقبة الخلف. كان جهد التسارع 15 كيلو فولت ، وكان قطر بقعة الشعاع 3.0 نانومتر ، وتم التحكم في مسافة العمل عند حوالي 10 مم.

2. النتائج والمناقشة

أظهرت صور SEM من ettringite في ملاط ​​الأسمنت المعدلة من HEMC أن نمو اتجاه CA (OH) 2 (CH) كان واضحًا ، وأظهرت AFT تراكمًا غير منتظم لخلفية قصيرة تشبه القضب مع هيكل غشاء HEMC. Zhang Dongfang et al. وجدت أيضا AFT القصيرة التي تشبه القضيب عند مراقبة التغيرات في البنية المجهرية في ملاط ​​الأسمنت المعدلة من HEMC من خلال ESEM. لقد اعتقدوا أن ملاط ​​الأسمنت العادي كان رد فعله بسرعة بعد مواجهة الماء ، لذلك كانت البلورة الخفية نحيلة ، وأدى تمديد عمر الترطيب إلى زيادة مستمرة في نسبة القطر الطول. ومع ذلك ، زادت HEMC من لزوجة المحلول ، وقلل من معدل الربط للأيونات في المحلول وأؤخر وصول الماء على سطح جزيئات الصبغ ، وبالتالي زادت نسبة القطر الطول من AFT في اتجاه ضعيف وأظهرت خصائصه المورفولوجية شكل قصير يشبه قضيب. بالمقارنة مع AFT في الملاط الأسمنت العادي في نفس العمر ، تم التحقق من هذه النظرية جزئيًا ، لكنها لا تنطبق على شرح التغيرات المورفولوجية لـ AFT في ملاط ​​الأسمنت المعدل MC. أظهرت صور SEM من ettridite في ملاط ​​الأسمنت MC المعدّل لمدة يوم واحد أيضًا نموًا موجهًا لـ CA (OH) 2 ، كانت بعض الأسطح AFT مغطاة أيضًا ببنية فيلم MC ، وأظهرت AFT الخصائص المورفولوجية لنمو الكتلة. ومع ذلك ، بالمقارنة ، فإن البلورة الخلفية في ملاط ​​الأسمنت المعدّل MC لها نسبة قطر طول أكبر ومورفولوجيا أكثر نحافة ، مما يدل على التشكل النموذجي.

أخرت كل من HEMC و MC عملية الترطيب المبكرة للأسمنت وزيادة لزوجة المحلول ، لكن الاختلافات في الخصائص المورفولوجية AFT الناجمة عنها كانت لا تزال مهمة. يمكن توضيح الظواهر المذكورة أعلاه من منظور التركيب الجزيئي للأثير السليلوز والبنية البلورية الخلفية. رينودين وآخرون. غمرت الخلايا الجوية المريحة في المحلول القلوي المعد للحصول على "الخلف الرطب" ، وإزالته جزئيًا وتجفيفه على سطح محلول CACL2 المشبع (35 ٪ من الرطوبة النسبية) للحصول على "AFT جاف". بعد دراسة صقل الهيكل التي أجراها التحليل الطيفي رامان وحيود مسحوق الأشعة السينية ، وجد أنه لم يكن هناك فرق بين الهيكلين ، فقط اتجاه التكوين البلوري للخلايا التي تم تغييرها في عملية التجفيف ، أي ، في عملية البيئة التغيير من "الرطب" إلى "الجافة" ، شكلت البلورات AFT خلايا على طول الاتجاه الطبيعي لزيادة تدريجيا. أصبحت بلورات AFT على طول الاتجاه الطبيعي C أقل وأقل. تتكون الوحدة الأكثر أساسية للمساحة ثلاثية الأبعاد من خط عادي ، وخط B الطبيعي وخط C العادي الذي يكون عموديًا على بعضهما البعض. في حالة تم إصلاح القواعد الطبيعية B ، تتجمعت بلورات AFT على طول القواعد الطبيعية ، مما يؤدي إلى مقطع عرضي للخلية الموسع في مستوى Normals. وبالتالي ، إذا كانت "HEMC" "تخزن" ماء أكثر من MC ، يمكن أن تحدث بيئة "جافة" في منطقة محلية ، مما يشجع التجميع الجانبي ونمو بلورات AFT. براءال وآخرون. وجدت أنه بالنسبة لـ CE نفسها ، كلما ارتفعت درجة البلمرة (أو أكبر الوزن الجزيئي) ، زادت لزوجة CE وأداء احتباس الماء بشكل أفضل. يدعم التركيب الجزيئي لـ HEMCs و MCS هذه الفرضية ، مع وجود مجموعة جزيئية أكبر بكثير من مجموعة الهيدروجين.

بشكل عام ، لن تتشكل بلورات AFT وتترسب إلا عندما تصل الأيونات ذات الصلة إلى تشبع معين في نظام الحل. لذلك ، يمكن أن تؤثر عوامل مثل تركيز الأيونات ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني ومساحة التكوين في محلول التفاعل بشكل كبير على مورفولوجيا بلورات AFT ، والتغيرات في ظروف التوليف الاصطناعي يمكن أن تغير مورفولوجيا بلورات AFT. لذلك ، قد تكون نسبة بلورات AFT في ملاط ​​الأسمنت العادي بين الاثنين بسبب عامل واحد لاستهلاك المياه في الترطيب المبكر للأسمنت. ومع ذلك ، ينبغي أن يكون الفرق في التشكل البلوري AFT الناجم عن HEMC و MC بسبب آلية الاحتفاظ بالمياه الخاصة. تقوم HEMCs و MCS بإنشاء "حلقة مغلقة" من النقل المائي داخل ميكرونزون من ملاط ​​الأسمنت الطازج ، مما يسمح بـ "فترة قصيرة" يكون فيها "الماء يسهل الوصول إليه ويصعب الخروج". ومع ذلك ، خلال هذه الفترة ، يتم تغيير بيئة الطور السائل في وبو فإن القريب من microzone. عوامل مثل تركيز الأيونات ، الرقم الهيدروجيني ، وما إلى ذلك ، ينعكس تغيير بيئة النمو بشكل أكبر في الخصائص المورفولوجية للبلورات AFT. تشبه هذه "الحلقة المغلقة" للنقل المائي آلية العمل التي وصفها Pourchez et al. تلعب HPMC دورًا في الاحتفاظ بالماء.

3. الخلاصة

(1) يمكن إضافة هيدروكسي إيثيل السليلوز السليلوز السليلوز (HEMC) وأثير السليلوز الميثيل (MC) إلى تغيير مورفولوجيا الإيتررينغت في ملاط ​​الأسمنت العادي (يوم واحد) بشكل كبير.

(2) طول وقطر بلورة ettringite في ملاط ​​الأسمنت المعدل HEMC هو شكل قضيب قصير وقصير ؛ إن نسبة الطول والقطر من بلورات ettringite في ملاط ​​الأسمنت المعدل MC كبير ، وهو شكل قاطرة الإبرة. بلورات ettringite في الضيق الأسمنت العادي لها نسبة العرض إلى الارتفاع بين هذين.

(3) التأثيرات المختلفة لثنيين السليلوز على مورفولوجيا ettringite ترجع بشكل أساسي إلى الفرق في الوزن الجزيئي.