Puré de ciment modificat per eter de cel·lulosa

Es va estudiar l'efecte de diferents estructures moleculars de l'èter de cel·lulosa no iònica sobre l'estructura de porus de la purina de ciment mitjançant la prova de densitat de rendiment i l'observació de l'estructura de porus macroscòpica i microscòpica. Els resultats mostren que l’èter de cel·lulosa no iònica pot augmentar la porositat del purí de ciment. Quan la viscositat de la purina modificada de l'èter de cel·lulosa no iònica és similar, la porositat deèter hidroxietil cel·lulosa(HEC) El purí modificat és menor que el de l’èter modificat de la cel·lulosa hidroxipropil metil (HPMC) i l’èter de metil cel·lulosa (MC). Com més baixa sigui la viscositat/pes molecular relatiu de l’èter de cel·lulosa HPMC amb un contingut de grup similar, més petita és la porositat del seu purí de ciment modificat. L’èter de cel·lulosa no iònica pot reduir la tensió superficial de la fase líquida i fer que el purí de ciment sigui fàcil de formar bombolles. Les molècules d’èter de cel·lulosa no iòniques s’absorbeixen de manera directa a la interfície de gas-líquid de les bombolles, cosa que també augmenta la viscositat de la fase de purins de ciment i millora la capacitat del purí de ciment d’estabilitzar les bombolles.

Paraules clau:èter de cel·lulosa no iònica; Puré de ciment; Estructura de porus; Estructura molecular; Tensió superficial; viscositat

L’èter de cel·lulosa no iònica (en endavant anomenat èter de cel·lulosa) té un espessiment i retenció d’aigua excel·lents, i s’utilitza àmpliament en morter mixt sec, formigó autocompactant i altres materials basats en ciment. Els èters de cel·lulosa utilitzats en materials basats en ciment solen incloure èter de metil cel·lulosa (MC), hidroxipropil metil cel·lulosa èter (HPMC), hidroxietil metil cel·lulosa èter (HEMC) i hidroxietil cel·lulosa èter (HEC), entre les quals HPMC i HEMC són les aplicacions més comunes que són aplicacions més comunes aplicacions comunes .

L’èter de cel·lulosa pot afectar significativament l’estructura de porus de la purina de ciment. Pourchez et al., A través de la prova aparent de densitat, la prova de la mida dels porus (mètode d'injecció de mercuri) i l'anàlisi de la imatge SEM, van concloure que l'èter de cel·lulosa pot augmentar el nombre de porus amb un diàmetre d'uns 500nm i els porus amb un diàmetre d'uns 50-250 μm en puré de ciment. D'altra banda, per a purins de ciment endurit, la distribució de la mida dels porus de la purina de ciment modificada de pes molecular de baix pes molecular és similar a la de la purina de ciment pur. El volum total de porus de purí de ciment modificat HEC de pes molecular elevat és superior al de la purina de ciment pur, però inferior al de la purina de ciment modificada de HPMC amb aproximadament la mateixa consistència. Mitjançant l’observació de SEM, Zhang et al. va trobar que HEMC podria augmentar significativament el nombre de porus amb un diàmetre d’uns 0,1 mm en morter de ciment. També es van trobar a través de la prova d'injecció de mercuri que HEMC podria augmentar significativament el volum total de porus i el diàmetre mitjà de porus de purins de ciment, donant lloc a un augment significatiu del nombre de porus grans amb un diàmetre de 50nm ~ 1μm i grans porus amb un diàmetre més que 1 μm. No obstant això, es va reduir significativament el nombre de porus amb diàmetre inferior a 50 nm. Saric-Coric et al. creia que l’èter de cel·lulosa faria que el purí de ciment fos més porós i comportaria l’augment de macropores. Jenni et al. va provar la densitat de rendiment i va determinar que la fracció de volum de porus de morter de ciment modificat per HEMC era aproximadament del 20%, mentre que el morter de ciment pur només contenia una petita quantitat d'aire. Silva et al. va trobar que, a més dels dos pics a 3,9 nm i 40 ~ 75nm com a purins de ciment pur, també hi havia dos pics a 100 ~ 500nm i superiors a 100 μm mitjançant la prova d'injecció de mercuri. Ma Baoguo et al. va trobar que l'èter de cel·lulosa augmentava el nombre de porus fins amb diàmetres inferiors a 1μm i els porus grans amb diàmetres superiors a 2μm en morter de ciment mitjançant la prova d'injecció de mercuri. Pel que fa a la raó que l’èter de cel·lulosa augmenta la porositat del purí de ciment, es sol creure que l’èter de cel·lulosa té activitat superficial, s’enriquirà en la interfície de l’aire i l’aigua, formant una pel·lícula, per tal d’estabilitzar les bombolles en purins de ciment.

A través de l’anàlisi de literatura anterior, es pot veure que l’efecte de l’èter de cel·lulosa sobre l’estructura dels porus dels materials basats en ciment ha rebut una gran atenció. Tot i això, hi ha molts tipus d’èter de cel·lulosa, el mateix tipus d’èter de cel·lulosa, el seu pes molecular relatiu, el contingut de grup i altres paràmetres d’estructura molecular també són molt diferents, i els investigadors nacionals i estrangers en selecció d’èter de cel·lulosa només es limiten a la seva aplicació respectiva Camp, falta de representació, la conclusió és inevitable “sobregeneralització”, de manera que l’explicació del mecanisme d’èter de cel·lulosa no és prou profunda. En aquest treball, es va estudiar l'efecte de l'èter de cel·lulosa amb una estructura molecular diferent sobre l'estructura de porus de la purina de ciment mitjançant una prova aparent de densitat i l'observació de l'estructura de porus macroscòpica i microscòpica.

1. Prova

1.1 Matèries primeres

El ciment era un ciment de Portland ordinari P · O 42.5 fabricat per Huaxin Cement Co., Ltd., En el qual la composició química es va mesurar per espectròmetre de fluorescència de raigs X de dispersió Axios AD-Viatge (Pana-Lític, Països Baixos), i la composició de fase es va estimar mitjançant mètode bogue.

L’èter de cel·lulosa va seleccionar quatre tipus d’èter de cel·lulosa comercial, respectivament èter de metil cel·lulosa (MC), hidroxipropil metil cel·lulosa èter (HPMC1, HPMC2) i hidroxietil cel·lulosa Ether (HEC), HPMC1 Estructura molecular i HPMC2 similar, però la visualitat és molt menys menys que HPMC2 2 , És a dir, la massa molecular relativa de HPMC1 és molt menor que la de HPMC2. A causa de les propietats similars de l'èter hidroxietil metil cel·lulosa (HEMC) i HPMC, no es van seleccionar HEMC en aquest estudi. Per evitar la influència del contingut d’humitat en els resultats de les proves, es van coure tots els èters de cel·lulosa a 98 ℃ durant 2 hores abans de l’ús.

La viscositat de l’èter de cel·lulosa va ser provada per NDJ-1B Rotary Viscosimeter (Xangai Changji Company). La concentració de solucions de prova (proporció de massa d’èter de cel·lulosa amb aigua) va ser del 2,0%, la temperatura va ser de 20 ℃ i la velocitat de rotació va ser de 12R/min. La tensió superficial de l’èter de cel·lulosa es va provar mitjançant el mètode de l’anell. L’instrument de prova va ser el tensiòmetre automàtic JK99A (Xangai Zhongchen Company). La concentració de la solució de prova va ser del 0,01% i la temperatura de 20 ℃. El fabricant proporciona contingut del grup de cel·lulosa Ether.

Segons la viscositat, la tensió superficial i el contingut en grup de l’èter de cel·lulosa, quan la concentració de solució és del 2,0%, la proporció de viscositat d’HEC i la solució HPMC2 és 1: 1,6, i la relació de viscositat de HEC i MC és 1: 0,4, però En aquesta prova, la proporció d'aigua-ciment és de 0,35, la proporció màxima de ciment és del 0,6%, la proporció de massa de l'èter cel·lulosa amb l'aigua és d'aproximadament l'1,7%, menys del 2,0%i l'efecte sinèrgic de la purina de ciment sobre la viscositat, de manera que el La diferència de viscositat de HEC, HPMC2 o MC Modified Cement Slurry és petita.

Segons la viscositat, la tensió superficial i el contingut en grup de l’èter de cel·lulosa, la tensió superficial de cada èter de cel·lulosa és diferent. L’èter de cel·lulosa té tant grups hidròfils (grups d’hidroxil i èter) com grups hidrofòbics (anell de carboni de metil i glucosa), és un tensioactiu. L’èter de cel·lulosa és diferent, el tipus i el contingut dels grups hidròfils i hidrofòbics són diferents, donant lloc a una tensió superficial diferent.

1.2 Mètodes de prova

Es van preparar sis tipus de purins de ciment, incloent purins de ciment pur, quatre èter de cel·lulosa (MC, HPMCL, HPMC2 i HEC) purins de ciment modificats amb una proporció de ciment 0,60% i purí de ciment modificat HPMC2 amb una proporció de ciment 0,05%. Ref, MC-0,60, HPMCL-0,60, HPMC2-0.60. HEC 1-0.60 i HPMC2-0.05 indiquen que la proporció d’aigua-ciment és de 0,35.

Slurry de ciment primer d’acord amb GB/T 17671 1999 “Mètode de prova de força de morter de ciment (mètode ISO)” realitzat en un bloc de proves de 40mm × 40mm × 160mm, sota la condició de 20 ℃ Curing segellat 28d. Després de pesar i calcular la seva densitat aparent, es va obrir amb un petit martell i es va observar i fotografiar la condició de forat macro de la secció central del bloc de proves amb una càmera digital. Al mateix temps, es van prendre petites peces de 2,5 ~ 5,0 mm per a l'observació mitjançant microscopi òptic (microscopi de vídeo tridimensional Hirox) i microscopi electrònic d'escaneig (JSM-5610LV).

2. Resultats de les proves

2.1 Densitat aparent

Segons l’aparent densitat de purins de ciment modificat per diferents èters de cel·lulosa, (1) la densitat aparent de purí de ciment pur és la més alta, que és de 2044 kg/m³; L’aparent densitat dels quatre tipus de purins modificats per èter de cel·lulosa amb la proporció de ciment del 0,60% va ser del 74% ~ 88% de la purina de ciment pur, cosa que indica que l’èter cel·lulós va provocar l’augment de la porositat de la purina de ciment. (2) Quan la proporció de ciment amb ciment és del 0,60%, l'efecte de diferents èters de cel·lulosa sobre la porositat de la purina de ciment és molt diferent. La viscositat de HEC, HPMC2 i MC Modified Cement Slurry és similar, però la densitat aparent de la purina de ciment modificada de HEC és la més alta, cosa que indica que la porositat de la purina de ciment modificada de HEC és menor que la de HPMC2 i MC MODIFICAR SLURRY CEXED amb viscositat similar . HPMC1 i HPMC2 tenen un contingut de grup similar, però la viscositat de HPMCL és molt inferior a la de HPMC2, i la densitat aparent de la purina de ciment modificada per HPMCL és significativament superior a la de la purina de ciment modificada de HPMC2, que indica que quan el contingut del grup és similar , Com més baixa sigui la viscositat de l’èter de cel·lulosa, més baixa és la porositat de la purina de ciment modificada. (3) Quan la proporció de ciment-ciment és molt petita (0,05%), la densitat aparent del purí de ciment modificat per HPMC2 és bàsicament propera a la de la purina de ciment pur, cosa que indica que l'efecte de l'èter de cel·lulosa sobre la porositat del ciment El purí és molt petit.

2.2 Pore macroscòpic

Segons la secció Fotos de ciment de ciment modificat de ciment de cel·lulosa presa per càmera digital, el purí de ciment pur és molt dens, gairebé no hi ha porus visibles; Els quatre tipus de purins modificats per èter de cel·lulosa amb una proporció de ciment del 0,60% tenen més porus macroscòpics, cosa que indica que l’èter de cel·lulosa condueix a l’augment de la porositat de purins de ciment. Semblant als resultats de la prova de densitat aparent, l'efecte de diferents tipus d'èter de cel·lulosa i contingut sobre la porositat de la purina de ciment és força diferent. La viscositat de HEC, HPMC2 i MC modificada Slurry és similar, però la porositat de la purina modificada HEC és menor que la de HPMC2 i MC modificades. Tot i que HPMC1 i HPMC2 tenen un contingut de grup similar, el purí modificat de HPMC1 amb viscositat inferior té una porositat menor. Quan la proporció ciment-ciment de purins modificats per HPMC2 és molt petita (0,05%), el nombre de porus macroscòpics és lleugerament augmentat que el de la purina de ciment pur, però es redueix molt que el de la purina modificada de HPMC2 amb un 0,60% de ciment a ciment-a -Ràtio de ciència.

2,3 porus microscòpics

4. Conclusió

(1) L’èter de cel·lulosa pot augmentar la porositat del purí de ciment.

(2) L’efecte de l’èter de cel·lulosa sobre la porositat del purí de ciment amb diferents paràmetres d’estructura molecular és diferent: quan la viscositat de la purina de ciment modificada de ciment de cel·lulosa és similar, la porositat del purí de ciment modificat HEC és menor que la de HPMC i MC modificada puré de ciment; Com més baixa sigui la viscositat/pes molecular relatiu de l’èter de cel·lulosa HPMC amb un contingut de grup similar, com més baixa sigui la porositat del seu purí de ciment modificat.

(3) Després d’afegir l’èter de cel·lulosa a la purina de ciment, es redueix la tensió superficial de la fase líquida, de manera que la purina de ciment és fàcil de formar bombolles I Molècules d’èter de cel·lulosa L’adsorció de pel·lícules líquides de bombolles a la interfície de gas-líquid de bombolles, millora la força de la pel·lícula líquida de bombolles i reforça la capacitat del fang dur d’estabilitzar la bombolla.