Èter cel·lulós sobre la morfologia de la ettringita precoç

Es van estudiar els efectes de l’èter hidroxietil metil cel·lulosa i l’èter de metil cel·lulosa sobre la morfologia de l’ettringita en el purí de ciment precoç mitjançant la microscòpia electrònica d’escaneig (SEM). Els resultats mostren que la proporció de diàmetre de longitud dels cristalls d’ettringita en hidroxietil metil cel·lulosa olorosa modificada és menor que la de la purina ordinària, i la morfologia dels cristalls d’ettringita és similar a les varetes. La proporció de diàmetre de longitud dels cristalls d’ettringita en el purí modificat per èter de metil cel·lulosa és més gran que la de la purina ordinària, i la morfologia dels cristalls d’ettringita és la canya d’agulla. Els cristalls d’Ettringite en els purins de ciment ordinaris tenen una relació d’aspecte en algun lloc entremig. A través de l'estudi experimental anterior, queda clar que la diferència de pes molecular de dos tipus d'èter de cel·lulosa és el factor més important que afecta la morfologia de l'ettringita.

Paraules clau:Ettringite; Proporció de diàmetre de longitud; Èter de metil cel·lulosa; Èter hidroxietil metil cel·lulosa; morfologia

Ettringite, com a producte d’hidratació lleugerament expandit, té un efecte significatiu en el rendiment del formigó de ciment i sempre ha estat el punt d’investigació de materials basats en ciment. Ettringite és una mena d’hidrat d’aluminat de calci de tipus trisulfur, la seva fórmula química és [Ca3al (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O, o es pot escriure com 3CaO · al2O3 · 3caso4 · 32H2O, sovint abrevell . En el sistema de ciment de Portland, l’ettringita es forma principalment per la reacció del guix amb minerals aluminats aluminats o fèrics, que té el paper de retardar la hidratació i la força precoç del ciment. La formació i la morfologia de l'ettringita es veuen afectades per molts factors com la temperatura, el valor de pH i la concentració d'ions. Ja des del 1976, Metha et al. va utilitzar la microscòpia electrònica d’escaneig per estudiar les característiques morfològiques de AFT i va trobar que la morfologia d’aquests productes d’hidratació lleugerament expandida era lleugerament diferent quan l’espai de creixement era prou gran i quan l’espai era limitat. El primer era majoritàriament esfèrules en forma de canya d’agulla, mentre que el segon era majoritàriament prisma en forma de barra curta. La investigació de Yang Wenyan va trobar que les formes AFT eren diferents amb diferents entorns de curació. Els ambients humits retardarien la generació de popa en formigó dopat amb expansió i augmentarien la possibilitat d’inflor i esquerdament de formigó. Diferents entorns no només afecten la formació i la microestructura de AFT, sinó també la seva estabilitat de volum. Chen Huxing et al. va trobar que l'estabilitat a llarg termini de la AFT va disminuir amb l'augment del contingut de C3A. Clark i Monteiro et al. va trobar que amb l’augment de la pressió ambiental, l’estructura de cristall AFT va canviar d’ordre en desordre. Balonis i Glasser van revisar els canvis de densitat de AFM i AFT. Renaudin et al. va estudiar els canvis estructurals de AFT abans i després de la immersió en solució i els paràmetres estructurals de la AFT en l'espectre de Raman. Kunther et al. Va estudiar l'efecte de la interacció entre la relació de calci de calci de gel CSH i l'ió sulfat sobre la pressió de cristal·lització AFT per RMN. Al mateix temps, basant-se en l'aplicació de AFT en materials basats en ciment, Wenk et al. Es va estudiar l'orientació de cristalls a popa de la secció de formigó mitjançant la tecnologia d'acabament de difracció de radiacions de radiació de síncrotró dura. Es va explorar la formació de AFT en ciment mixt i el punt de recerca de la investigació d'ETtringite. A partir de la reacció d’ettringita retardada, alguns estudiosos han realitzat moltes investigacions sobre la causa de la fase AFT.

L’expansió del volum causada per la formació d’ettringita de vegades és favorable i pot actuar com una “expansió” similar a l’agent d’expansió d’òxid de magnesi per mantenir l’estabilitat del volum dels materials basats en ciment. L’addició d’emulsió de polímer i en pols d’emulsió redispersible canvia les propietats macroscòpiques dels materials basats en ciment a causa dels seus efectes significatius sobre la microestructura de materials basats en ciment. Tanmateix, a diferència de la pols d’emulsió redispersible que millora principalment la propietat d’enllaç del morter endurit, l’èter de cel·lulosa polímer soluble en aigua (CE) proporciona al morter recentment mixt una bona retenció d’aigua i un efecte espessidor, millorant així el rendiment del treball. S’utilitza habitualment CE no iònic, incloent metil cel·lulosa (MC), hidroxietil cel·lulosa (HEC), hidroxipropil metil cel·lulosa (HPMC),,hidroxietil metil cel·lulosa (HEMC), etc., i el CE té un paper en el morter recentment mixt, però també afecta el procés d’hidratació de purins de ciment. Els estudis han demostrat que HEMC canvia la quantitat de AFT produïda com a producte d’hidratació. No obstant això, cap estudi no ha comparat sistemàticament l'efecte de la CE en la morfologia microscòpica de la AFT, de manera que aquest treball explora la diferència de l'efecte de HEMC i MC en la morfologia microscòpica d'Ettringham en un purí de ciment primerenc (1 dia) Comparació.

1. Experiment

1.1 Matèries primeres

P · II 52.5R Ciment Portland produït per Anhui Conch Cement Co., Ltd va ser seleccionat com a ciment en l'experiment. Els dos èters de cel·lulosa són hidroxietil metilcel·lulosa (HEMC) i metilcel·lulosa (metilcel·lulosa, grup de sinòpats de Xangai) respectivament. MC); L’aigua que barreja és l’aigua de l’aixeta.

1.2 Mètodes experimentals

La proporció d’aigua-ciment de la mostra de pasta de ciment va ser de 0,4 (la proporció de massa d’aigua amb ciment) i el contingut d’èter de cel·lulosa va ser de l’1% de la massa de ciment. La preparació de l'exemplar es va dur a terme segons el GB1346-2011 "Mètode de prova per al consum d'aigua, el temps de configuració i l'estabilitat de la consistència estàndard de ciment". Després de formar l'exemplar, la pel·lícula de plàstic es va encapsular a la superfície del motlle per evitar l'evaporació i la carbonització de les aigües superficials, i l'exemplar es va col·locar en una sala de curació amb una temperatura de (20 ± 2) i una humitat relativa de (60 ± 5 ) %. Després d’un dia, es va eliminar el motlle i es va trencar l’exemplar, després es va treure una petita mostra del centre i es va remullar en etanol anhidre per acabar amb la hidratació, i la mostra es va treure i es va assecar abans de la prova. Les mostres seques es van enganxar a la taula de mostres amb adhesiu conductiu a doble cara i es va polvoritzar una capa de pel·lícula d'or a la superfície per l'instrument de sputter automàtic d'ions de Cressington 108Auto. El corrent de sputtering era de 20 mA i el temps de sputtering era de 60 s. El microscopi electrònic d’escaneig ambiental FEI 650 (ESEM) es va utilitzar per observar les característiques morfològiques de AFT a la secció de mostra. Es va utilitzar el mode d’electrons secundaris alt al buit per observar la popa. La tensió d’acceleració era de 15 kV, el diàmetre del punt de feix era de 3,0 nm i la distància de treball es controlava a uns 10 mm.

2. Resultats i discussió

Les imatges SEM d’ettringita en purins de ciment modificat per Hemc endurits van demostrar que el creixement d’orientació de Ca (OH) 2 (OH) 2 (CH) era evident, i AFT va mostrar una acumulació irregular de popa de varetes curta i que es va cobrir una mica de canya curta AFT amb estructura de membrana HEMC. Zhang Dongfang et al. També es va trobar AFT curt de varetes quan es va observar la microestructura dels canvis de ciment modificat per Hemc a través de l'ESEM. Creien que el purí de ciment ordinari va reaccionar ràpidament després de trobar-se amb aigua, de manera que el cristall a popa era esvelt i que l’extensió de l’edat d’hidratació va provocar l’augment continu de la relació de diàmetre de longitud. No obstant això, HEMC va augmentar la viscositat de la solució, va reduir la velocitat d’unió dels ions en la solució i va retardar l’arribada de l’aigua a la superfície de les partícules de clinker, de manera que la proporció de diàmetre de longitud de AFT va augmentar en una tendència feble i les seves característiques morfològiques es van mostrar Forma curta de vareta. En comparació amb AFT en purins de ciment ordinari de la mateixa edat, aquesta teoria s'ha verificat parcialment, però no és aplicable a explicar els canvis morfològics de AFT en la purina de ciment modificada. Les imatges SEM d’Ettridita en un purí de ciment modificat per MC endurit d’1 dia també van mostrar un creixement orientat de Ca (OH) 2 en capes, algunes superfícies de popa també es van cobrir amb l’estructura de la pel·lícula de MC, i AFT va mostrar característiques morfològiques del creixement del clúster. No obstant això, per comparació, el cristall AFT en el purí de ciment modificat per MC té una proporció de diàmetre de longitud més gran i una morfologia més esvelta, que mostra una morfologia acicular típica.

Tant HEMC com MC van retardar el procés d’hidratació precoç del ciment i van augmentar la viscositat de la solució, però les diferències en les característiques morfològiques AFT causades per elles eren encara significatives. Els fenòmens anteriors es poden elaborar més des de la perspectiva de l'estructura molecular de l'èter de cel·lulosa i l'estructura de cristall AFT. Renaudin et al. va remullar la popa sintetitzada a la solució alcalí preparada per obtenir "popa mullat" i el va treure parcialment i la va assecar a la superfície de la solució saturada CACL2 (35% d'humitat relativa) per obtenir "a popa seca". Després de l'estudi de refinament de l'estructura per l'espectroscòpia Raman i la difracció de pols de raigs X, es va trobar que no hi havia diferència entre les dues estructures, només la direcció de la formació de cristalls de cèl·lules canviades en el procés d'assecat, és a dir, en el procés de medi ambient Canvia de "humit" a "sec", els cristalls de popa formaven cèl·lules al llarg de la direcció normal d'un augment gradualment. Els cristalls de popa al llarg de la direcció C normal es feien cada cop menys. La unitat més bàsica de l’espai tridimensional està composta per una línia normal, la línia normal B i la línia normal C que són perpendiculars entre si. En el cas que es fixessin les normals B, els cristalls AFT s’agrupaven al llarg d’uns normals, donant lloc a una secció de cel·les ampliades en el pla de les normals AB. Així, si l’HEMC “emmagatzema” més aigua que el MC, es pot produir un entorn “sec” en una zona localitzada, fomentant l’agregació lateral i el creixement de cristalls de popa. Patatural et al. va trobar que per a CE en si, com més gran sigui el grau de polimerització (o més gran és el pes molecular), més gran és la viscositat de la CE i el millor rendiment de retenció d’aigua. L’estructura molecular dels HEMCs i MCS dóna suport a aquesta hipòtesi, amb el grup d’hidroxietil amb un pes molecular molt més gran que el grup d’hidrogen.

Generalment, els cristalls AFT es formaran i precipitaran només quan els ions rellevants arribin a una certa saturació del sistema de solucions. Per tant, factors com la concentració d’ions, la temperatura, el valor de pH i l’espai de formació en la solució de reacció poden afectar significativament la morfologia dels cristalls AFT i els canvis en les condicions de síntesi artificial poden canviar la morfologia dels cristalls AFT. Per tant, la proporció de cristalls AFT en purins de ciment ordinari entre tots dos pot ser causada pel factor únic del consum d’aigua en la hidratació precoç del ciment. No obstant això, la diferència en la morfologia de cristall AFT causada per HEMC i MC hauria de ser principalment deguda al seu mecanisme especial de retenció d'aigua. Els HEMC i els MC creen un "bucle tancat" de transport d'aigua dins de la microzona de la purina de ciment fresc, permetent un "període curt" en què l'aigua és "fàcil d'entrar i difícil de sortir". No obstant això, durant aquest període, també es canvia l’entorn de fase líquida dins i a prop i a prop de la microzona. Factors com la concentració d’ions, pH, etc., el canvi d’entorn de creixement es reflecteix encara més en les característiques morfològiques dels cristalls AFT. Aquest "bucle tancat" del transport d'aigua és similar al mecanisme d'acció descrit per Purchez et al. HPMC jugant un paper en la retenció d’aigua.

3. Conclusió

(1) L’addició d’èter de hidroxietil metil cel·lulosa (HEMC) i èter de cel·lulosa de metil (MC) pot canviar significativament la morfologia de l’ettringita en un purí de ciment ordinari inicial (d’un dia).

(2) la longitud i el diàmetre del cristall d'ettringita en purins de ciment modificat per Hemc són de forma petita i curta; La relació de longitud i diàmetre dels cristalls d’ettringita en puré de ciment modificat per MC és gran, que és la forma de les canya d’agulla. Els cristalls d’ettringita en els purins de ciment ordinaris tenen una relació d’aspecte entre aquests dos.

(3) Els diferents efectes de dos èters de cel·lulosa sobre la morfologia de l'ettringita es deuen essencialment a la diferència de pes molecular.