Целулозен етер модифицирана циментова каша

Ефектът на различната молекулна структура на неионния целулозен етер върху структурата на порите на циментовата каша е проучен чрез тест за плътност на ефективността и макроскопично и микроскопично наблюдение на структурата на порите. Резултатите показват, че неионният целулозен етер може да увеличи порьозността на циментовата каша. Когато вискозитетът на неионната целулозна етер каша е подобен, порьозността наХидроксиетил целулозен етер(HEC) Модифицираната суспензия е по -малка от тази на хидроксипропил метил целулозен етер (HPMC) и метил целулозен етер (MC) модифицирана суспензия. Колкото по -ниско е вискозитетът/относителното молекулно тегло на HPMC целулозен етер с подобно съдържание на група, толкова по -малка е порьозността на модифицираната му циментова каша. Неионният целулозен етер може да намали повърхностното напрежение на течната фаза и да направи циментовата каша лесна за образуване на мехурчета. Неоонните целулозни етер молекули се адсорбират насочено в интерфейса на газо-течността на мехурчетата, което също увеличава вискозитета на фазата на циментова суспензия и повишава способността на циментовата суша да стабилизира мехурчетата.

Ключови думи:неионно целулозен етер; Циментова каша; Структура на порите; Молекулярна структура; Повърхностно напрежение; вискозитет

Неонният целулозен етер (наричан по-долу целулозен етер) има отлично удебеляване и задържане на вода и се използва широко в суха смесена хоросан, самоприемлив бетон и други нови материали на циментова основа. Целулозните етери, използвани в материали на базата на цимент, обикновено включват метил целулозен етер (MC), хидроксипропил метил целулозен етер (HPMC), хидроксиетил метил целулозен етер (HEMC) и хидроксиетил целулозен етер (HEC), сред които HPMC и HEMC .

Целулозният етер може значително да повлияе на структурата на порите на циментовата каша. Pourchez et al., Чрез тест за очевидна плътност, тест за размера на порите (метод на инжектиране на живак) и SEM анализ на изображението, заключиха, че целулозният етер може да увеличи броя на порите с диаметър около 500 nm и пори с диаметър около 50-250 мкм в циментова каша. Освен това, за втвърдена циментова суспензия разпределението на размера на порите на ниско молекулно тегло HEC модифицирана циментова суспензия е подобно на това на чистата циментова каша. Общият обем на порите на високомолекулярно тегло HEC модифицирана циментова суспензия е по -висок от този на чистата циментова каша, но по -ниска от тази на HPMC модифицирана циментова каша с приблизително същата консистенция. Чрез SEM наблюдение Zhang et al. установи, че HEMC може значително да увеличи броя на порите с диаметър около 0,1 мм в циментовия хоросан. Те откриват също така чрез тест за инжектиране на живак, че HEMC може значително да увеличи общия обем на порите и средния диаметър на порите на циментовата суспензия, което води до значително увеличение на броя на големите пори с диаметър 50 nm ~ 1 μm и големи пори с диаметър с повече от повече от 1 μm. Броят на порите с диаметър по -малък от 50 nm обаче е значително намален. Saric-Coric et al. вярваше, че целулозният етер ще направи циментовата каша по -пореста и ще доведе до увеличаване на макропорите. Jenni et al. Тестваха плътността на производителността и определи, че фракцията на обема на порите на модифицирания с HEMC циментова хоросана е приблизително 20%, докато чистият циментов хоросан съдържа само малко количество въздух. Silva et al. установяват, че в допълнение към двата пика при 3,9 nm и 40 ~ 75 nm като чиста циментова каша, имаше и два пика при 100 ~ 500 nm и по -големи от 100 μm чрез тест за инжектиране на живак. Ma Baoguo et al. установяват, че целулозният етер увеличава броя на фините пори с диаметри под 1 μm и големи пори с диаметър по -голям от 2 μm в циментова хоросана чрез тест за инжектиране на живак. Що се отнася до причината, че целулозният етер увеличава порьозността на циментовата суспензия, обикновено се смята, че целулозният етер има повърхностна активност, ще се обогати във въздушния и водния интерфейс, образувайки филм, така че да стабилизира мехурчетата в циментова каша.

Чрез горния анализ на литературата може да се види, че ефектът на целулозния етер върху структурата на порите на циментовите материали е получил голямо внимание. Въпреки това, има много видове целулозен етер, един и същ вид целулозен етер, относителното му молекулно тегло, съдържанието на групата и други параметри на молекулната структура също са много различни, а домашните и чуждестранните изследователи по избора на целулозен етер са ограничени само до съответното им приложение Поле, липса на представителство, заключението е неизбежна „свръхгенерализация“, така че обяснението на механизма за целулозен етер да не е достатъчно дълбок. В този документ ефектът на целулозния етер с различна молекулна структура върху структурата на порите на циментовата каша е проучен чрез тест за очевидна плътност и наблюдение на макроскопично и микроскопична структура на порите.

1. Тест

1.1 Суровини

Циментът е P · O 42.5 Обикновен портланд цимент, произведен от Huaxin Cement Co., Ltd., В който химичният състав се измерва с рентгенови флуоресцентни спектрометър Axios Ad-ad-ad-Lity, Netherland), флуоресцентна спектрометър (PANA-Lyticals), и фазовият състав се оценява по метода на Bogue.

Избраният целулозен етер четири вида търговски целулозен етер, съответно метил целулозен етер (MC), хидроксипропил метил целулозен етер (HPMC1, HPMC2) и хидроксиетил целулозен етер (HEC), HPMC1 молекулна структура и Hpmc2, подобен , Тоест, относителната молекулна маса на HPMC1 е много по -малка от тази на HPMC2. Поради сходните свойства на хидроксиетил метил целулозен етер (HEMC) и HPMC, HEMC не са избрани в това проучване. За да се избегне влиянието на съдържанието на влага върху резултатите от тестовете, всички целулозни етери се пекат на 98 ℃ за 2 часа преди употреба.

Вискозитетът на целулозния етер е тестван чрез ротационен вискозиметър NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Концентрацията на тестовия разтвор (съотношение на масата на целулозен етер към вода) е 2,0%, температурата е 20 ℃, а скоростта на въртене е 12R/min. Повърхностното напрежение на целулозния етер се тества по метода на пръстена. Тестовият инструмент беше автоматичен тензиометър JK99A (Shanghai Zhongchen Company). Концентрацията на тестовия разтвор е 0,01%, а температурата е 20 ℃. Съдържанието на групата на целулозната етер се осигурява от производителя.

Според вискозитета, повърхностното напрежение и съдържанието на групата в целулозния етер, когато концентрацията на разтвора е 2,0%, съотношението на вискозитета на разтвора на HEC и HPMC2 е 1: 1.6, а съотношението на вискозитета на разтвора на HEC и MC е 1: 0,4, но В този тест съотношението на водния цимент е 0,35, максималното съотношение на цимента е 0,6%, съотношението на масата на целулозния етер към водата е около 1,7%, по-малко от 2,0%, а синергичният ефект на циментовата каша върху вискозитета, така че на този Разликата на вискозитета на HEC, HPMC2 или MC модифицирана циментова суспензия е малка.

Според вискозитета, повърхностното напрежение и съдържанието на групата в целулозния етер, повърхностното напрежение на всеки целулозен етер е различно. Целулозният етер има както хидрофилни групи (хидроксилни и етерни групи), така и хидрофобни групи (метил и глюкозен въглероден пръстен), е повърхностно активно вещество. Целулозният етер е различен, видът и съдържанието на хидрофилни и хидрофобни групи са различни, което води до различно повърхностно напрежение.

1.2 Методи за изпитване

Приготвени са шест вида циментова каша, включително чиста циментова суспензия, четири целулозни етер (MC, HPMCL, HPMC2 и HEC) модифицирана циментова суспензия с 0,60% циментова съотношение и HPMC2 модифицирана циментова суспензия с 0,05% циментов съотношение. Ref, MC-0.60, HPMCL-0.60, HPMC2-0.60. HEC 1-0.60 и HPMC2-0.05 показват, че съотношението на водния цимент е и двете 0,35.

Циментна каша Първо в съответствие с GB/T 17671 1999 „Метод на тест за силата на циментова минохвъргачка (метод на ISO)“, направен в 40 мм × 40 мм × 160 мм тестов блок на призмите, при условие на 20 ℃ запечатано втвърдяване 28d. След претегляне и изчисляване на видимата му плътност, тя се отвори с малък чук и се наблюдава състоянието на макро отвора на централната част на тестовия блок и се снима с цифров фотоапарат. В същото време бяха взети малки парчета от 2,5 ~ 5,0 мм за наблюдение чрез оптичен микроскоп (триизмерен видео микроскоп Hirox) и сканиращ електронен микроскоп (JSM-5610LV).

2. Резултати от теста

2.1 Очевидна плътност

Според очевидната плътност на циментова суспензия, модифицирана от различни целулозни етери, (1) видимата плътност на чистата циментова суспензия е най -високата, която е 2044 kg/m³; Очевидната плътност на четирите вида целулозен етер модифицирана суспензия със съотношението на цимента от 0,60% е 74% ~ 88% от тази на чистата циментова суспензия, което показва, че целулозният етер е причинил увеличаване на порьозността на циментовата каша. (2) Когато съотношението на цимента към цимента е 0,60%, ефектът на различни целулозни етери върху порьозността на циментовата суспензия е много различен. Вискозитетът на HPMC2 и MC модифицираната циментова суспензия е подобен, но очевидната плътност на модифицираната от HEC циментова суспензия е най -високата, което показва, че порьозността на модифицираната от HEC циментова суспензия е по -малка от тази на HPMC2 и MC модифицирана циментова каша с подобен вискозитет . HPMC1 и HPMC2 имат подобно съдържание на групата, но вискозитетът на HPMCL е много по -нисък от този на HPMC2, а привидната плътност на модифицираната от HPMCL циментова каша е значително по -висока от това на HPMC2 модифицираната циментова каша, което показва, че когато съдържанието на групата е сходно сходно, което е подобно на група , колкото по -нисък е вискозитетът на целулозния етер, толкова по -ниска е порьозността на модифицираната циментова каша. (3) Когато съотношението цимент-цимент е много малко (0,05%), очевидната плътност на HPMC2-модифицираната циментова суспензия е основно близо до тази на чистата циментова суспензия, което показва, че ефектът на целулозния етер върху порьозността на цимента на циментато Слушанието е много малка.

2.2 Макроскопична пора

Според секционните снимки на целулозен етер модифицирана циментова каша, взета от цифрова камера, чистата циментова каша е много гъста, почти няма видими пори; Четирите вида целулозен етер модифицирана суспензия с 0,60% циментово съотношение имат повече макроскопични пори, което показва, че целулозният етер води до увеличаване на циментовата каша. Подобно на резултатите от теста за видима плътност, ефектът на различни видове целулозни етер и съдържание върху порьозността на циментовата суспензия е съвсем различен. Вискозитетът на HPMC2 и MC модифицираната суспензия е подобен, но порьозността на модифицираната от HEC суспензия е по -малка от тази на HPMC2 и MC модифицирана суспензия. Въпреки че HPMC1 и HPMC2 имат подобно съдържание на групата, HPMC1 модифицираната суспензия с по -нисък вискозитет има по -малка порьозност. Когато съотношението цимент-цимент на HPMC2 модифицирана суспензия е много малко (0,05%), броят на макроскопските пори е леко увеличен от този на чистата циментова суспензия, но значително намален от този на HPMC2 модифицирана суспензия с 0,60% цимент-към-до-до-до-до-до-до-до-до-до-до-до-до-до-до цимент-към-цимент-към-до цимент-към-до цимент-към-до-до-до-до-до-до-до цимент-към-до цимент-до-до-до цимент-към-до цимент-към-до-до-до-до-до-до-до-до цимент-към-до цимент-към-цимент-към-до-до-до-до-до-към -Под съотношение на организацията.

2.3 Микроскопична пора

4. Заключение

(1) Целулозният етер може да увеличи порьозността на циментовата каша.

(2) Ефектът на целулозния етер върху порьозността на циментовата суспензия с различни параметри на молекулната структура е различен: когато вискозитетът на циментовата каша на циментовата каша е подобна, порьозността на модифицираната от HEC циментова суспензия е по -малка от тази на HPMC и MC модифицирана циментова каша; Колкото по -ниско е вискозитетът/относителното молекулно тегло на HPMC целулозен етер с подобно съдържание на група, толкова по -ниска е порьозността на модифицираната му циментова каша.

(3) След добавяне на целулозен етер в циментова каша, повърхностното напрежение на течната фаза се намалява, така че циментовата суспензия е лесно да се образува мехурчета I целулозна етер молекули, насочена адсорбция в интерфейса на газовата течност на мехурчета Адсорбцията на течен филм с мехурче в интерфейса на балонния газ-течност, подобрява силата на течния филм с мехурчета и укрепва способността на трудната кал да стабилизира балона.