Cellulose ether giusab nga semento slurry

Ang epekto sa lain-laing molekular nga istruktura sa non-ionic cellulose ether sa pore structure sa semento slurry gitun-an pinaagi sa performance density test ug macroscopic ug microscopic pore structure obserbasyon. Ang mga resulta nagpakita nga ang nonionic cellulose ether makadugang sa porosity sa semento slurry. Kung parehas ang viscosity sa non-ionic cellulose ether nga giusab nga slurry, ang porosity sahydroxyethyl cellulose ether(HEC) nga giusab nga slurry mas gamay kay sa hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) ug methyl cellulose ether (MC) nga giusab nga slurry. Kon mas ubos ang viscosity/relative molekular nga gibug-aton sa HPMC cellulose ether nga adunay susama nga sulod sa grupo, mas gamay ang porosity sa giusab nga cement slurry niini. Ang non-ionic cellulose ether makapakunhod sa tensiyon sa nawong sa liquid phase ug makahimo sa semento nga slurry nga sayon ​​​​nga maporma nga mga bula. Ang non-ionic cellulose ether nga mga molekula kay direksiyon nga adsorbed sa gas-liquid interface sa mga bula, nga nagdugang usab sa viscosity sa semento nga slurry nga bahin ug nagpalambo sa abilidad sa semento nga slurry sa pagpalig-on sa mga bula.

yawe nga mga pulong:nonionic cellulose ether; slurry sa semento; Pore ​​nga istruktura; Molekular nga istruktura; Ang tensiyon sa nawong; viscosity

Ang nonionic cellulose ether (human niini gitawag nga cellulose ether) adunay maayo kaayo nga pagpalapot ug pagpabilin sa tubig, ug kaylap nga gigamit sa uga nga sinagol nga mortar, self-compacting concrete ug uban pang bag-ong mga materyales nga nakabase sa semento. Ang mga cellulose ether nga gigamit sa mga materyales nga nakabase sa semento kasagaran naglakip sa methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) ug hydroxyethyl cellulose ether (HEC), diin ang HPMC ug HEMC mao ang labing komon nga aplikasyon. .

Ang cellulose ether mahimo’g makaapekto sa istruktura sa pore sa slurry sa semento. Pourchez et al., pinaagi sa dayag nga densidad nga pagsulay, pore size test (mercury injection method) ug sEM image analysis, nakahinapos nga ang cellulose ether makadugang sa gidaghanon sa mga pores nga adunay diametro nga mga 500nm ug mga pores nga adunay diametro nga mga 50-250μm sa slurry sa semento. Dugang pa, alang sa gahi nga semento slurry, Ang pore gidak-on-apod-apod sa ubos nga molekular gibug-aton HEC giusab semento slurry susama sa lunsay nga semento slurry. Ang kinatibuk-ang pore volume sa taas nga molekular nga gibug-aton sa HEC nga gibag-o nga semento slurry mas taas kaysa sa puro nga semento slurry, apan mas ubos kaysa sa HPMC giusab nga semento slurry nga adunay halos parehas nga pagkamakanunayon. Pinaagi sa SEM obserbasyon, Zhang et al. nakit-an nga ang HEMC mahimo nga madugangan ang gidaghanon sa mga pores nga adunay diyametro nga mga 0.1mm sa mortar nga semento. Nakaplagan usab nila pinaagi sa mercury injection test nga ang HEMC mahimong makadugang sa kinatibuk-ang pore volume ug average pore diameter sa cement slurry, nga moresulta sa dakong pagtaas sa gidaghanon sa dagkong pores nga adunay diametro nga 50nm ~ 1μm ug dagkong pores nga adunay diametro nga mas daghan. kay sa 1m. Bisan pa, ang gidaghanon sa mga pores nga adunay diyametro nga ubos sa 50nm gikunhuran pag-ayo. Saric-Coric et al. nagtuo nga ang cellulose ether maghimo sa semento nga slurry nga mas porous ug mosangpot sa pagdaghan sa macropores. Jenni ug uban pa. gisulayan ang performance density ug gitino nga ang pore volume fraction sa HEMC nga giusab nga cement mortar gibana-bana nga 20%, samtang ang lunsay nga semento nga mortar adunay gamay ra nga hangin. Silva ug uban pa. nakit-an nga dugang pa sa duha nga mga taluktok sa 3.9 nm ug 40 ~ 75nm ingon lunsay nga semento slurry, adunay usab duha nga mga taluktok sa 100 ~ 500nm ug labi pa sa 100μm pinaagi sa pagsulay sa mercury injection. Ma Baoguo et al. nakit-an nga ang cellulose ether nagdugang sa gidaghanon sa mga pinong mga pores nga adunay mga diyametro nga ubos sa 1μm ug dagkong mga pores nga adunay mga diametro nga labaw sa 2μm sa semento nga mortar pinaagi sa mercury injection test. Sama sa alang sa rason nga ang cellulose ether nagdugang sa porosity sa semento slurry, kini kasagaran nagtuo nga ang cellulose ether adunay ibabaw nga kalihokan, makapauswag sa hangin ug tubig interface, pagporma sa usa ka pelikula, aron sa stabilize sa mga bula sa semento slurry.

Pinaagi sa pag-analisar sa literatura sa ibabaw, makita nga ang epekto sa cellulose ether sa pore structure sa mga materyales nga nakabase sa semento nakadawat og dakong pagtagad. Bisan pa, adunay daghang mga klase sa cellulose ether, parehas nga klase sa cellulose ether, ang relatibong gibug-aton sa molekula niini, sulud sa grupo ug uban pang mga parameter sa istruktura sa molekula lahi usab, ug ang mga lokal ug langyaw nga tigdukiduki sa pagpili sa cellulose ether limitado ra sa ilang kaugalingon nga aplikasyon. natad, kakulang sa representasyon, ang konklusyon dili kalikayan nga "overgeneralization", aron ang pagpatin-aw sa mekanismo sa cellulose ether dili igo nga lawom. Niini nga papel, ang epekto sa cellulose ether nga adunay lain-laing molekular nga istruktura sa pore structure sa cement slurry gitun-an pinaagi sa dayag nga density test ug macroscopic ug microscopic pore structure observation.

1. Pagsulay

1.1 Hilaw nga Materyal

Ang semento kay P·O 42.5 ordinaryo nga Portland semento nga gigama sa Huaxin Cement Co., LTD., diin ang kemikal nga komposisyon gisukod sa AXIOS Ad-Vanced wavelength dispersion-type X-ray fluorescence spectrometer (PANa — lytical, Netherlands), ug ang komposisyon sa bahin gibanabana sa pamaagi sa Bogue.

Ang cellulose ether mipili ug upat ka matang sa commercial cellulose ether, matag usa methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC1, HPMC2) ug hydroxyethyl cellulose ether (HEC), HPMC1 molecular structure ug HPMC2 susama, apan ang viscosity mas ubos kay sa HPMC2 , Sa ato pa, ang relatibong molekular nga masa sa HPMC1 mas gamay kay sa HPMC2. Tungod sa susama nga mga kabtangan sa hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMc) ug HPMC, ang mga HEMC wala gipili niini nga pagtuon. Aron malikayan ang impluwensya sa kaumog sa mga resulta sa pagsulay, ang tanan nga cellulose ethers giluto sa 98 ℃ sulod sa 2 ka oras sa wala pa gamiton.

Ang viscosity sa cellulose ether gisulayan sa NDJ-1B rotary viscosimeter (Shanghai Changji Company). Ang konsentrasyon sa solusyon sa pagsulay (mass ratio sa cellulose ether ngadto sa tubig) mao ang 2.0%, ang temperatura mao ang 20 ℃, ug ang rotation rate mao ang 12r/min. Ang tensiyon sa nawong sa cellulose ether gisulayan sa paagi sa singsing. Ang instrumento sa pagsulay mao ang JK99A automatic tensiometer (Shanghai Zhongchen Company). Ang konsentrasyon sa solusyon sa pagsulay mao ang 0.01% ug ang temperatura mao ang 20 ℃. Ang sulud sa grupo sa cellulose ether gihatag sa tiggama.

Sumala sa viscosity, surface tension ug grupo nga sulod sa cellulose ether, kung ang konsentrasyon sa solusyon mao ang 2.0%, ang viscosity ratio sa HEC ug HPMC2 nga solusyon mao ang 1: 1.6, ug ang viscosity ratio sa HEC ug MC nga solusyon mao ang 1: 0.4, apan sa niini nga pagsulay, ang tubig-semento ratio mao ang 0.35, ang maximum semento ratio mao ang 0.6%, ang masa ratio sa cellulose ether sa tubig mao ang mahitungod sa 1.7%, ubos pa kay sa 2.0%, ug ang synergistic epekto sa semento slurry sa viscosity, mao nga ang viscosity kalainan sa HEC, HPMC2 o MC giusab semento slurry gamay.

Sumala sa viscosity, surface tension ug grupo content sa cellulose ether, ang surface tension sa matag cellulose ether lahi. Ang cellulose ether adunay duha ka hydrophilic nga mga grupo (hydroxyl ug ether nga mga grupo) ug hydrophobic nga mga grupo (methyl ug glucose carbon ring), usa ka surfactant. Lahi ang cellulose ether, lahi ang tipo ug sulud sa hydrophilic ug hydrophobic nga mga grupo, nga miresulta sa lainlaing tensiyon sa nawong.

1.2 Mga pamaagi sa pagsulay

Unom ka matang sa cement slurry ang giandam, lakip ang pure cement slurry, upat ka cellulose ether (MC, HPMCl, HPMC2 ug HEC) modified cement slurry nga adunay 0.60% cement ratio ug HPMC2 modified cement slurry nga adunay 0.05% cement ratio. Ref, MC — 0.60, HPMCl — 0.60, Hpmc2-0.60. Ang HEC 1-0.60 ug hpMC2-0.05 nagpakita nga ang ratio sa tubig-semento pareho nga 0.35.

Semento slurry una sumala sa GB / T 17671 1999 "semento mortar kusog pagsulay nga pamaagi (ISO pamaagi)" nga gihimo ngadto sa 40mm × 40mm × 160mm prisms test block, ubos sa kahimtang sa 20 ℃ sealed curing 28d. Human sa pagtimbang ug pagkalkulo sa dayag nga densidad niini, gibuka kini gamit ang gamay nga martilyo, ug ang kahimtang sa macro hole sa sentral nga seksyon sa bloke sa pagsulay naobserbahan ug nakuhaan og litrato gamit ang digital camera. Sa samang higayon, ang gagmay nga mga piraso sa 2.5 ~ 5.0mm gikuha alang sa obserbasyon pinaagi sa optical microscope (HIROX three-dimensional video microscope) ug scanning electron microscope (JSM-5610LV).

2. Mga resulta sa pagsulay

2.1 Dayag nga Densidad

Sumala sa dayag nga densidad sa semento slurry giusab sa lain-laing mga cellulose ethers, (1) ang dayag nga densidad sa lunsay nga semento slurry mao ang pinakataas, nga mao ang 2044 kg/m³; Ang dayag nga Densidad sa upat ka mga matang sa cellulose ether giusab slurry uban sa semento ratio sa 0.60% mao ang 74% ~ 88% sa nga sa lunsay nga semento slurry, nga nagpakita nga ang cellulose ether hinungdan sa pagtaas sa porosity sa semento slurry. (2) Sa diha nga ang ratio sa semento sa semento mao ang 0.60%, ang epekto sa lain-laing mga cellulose ethers sa porosity sa semento slurry lahi kaayo. Ang viscosity sa HEC, HPMC2 ug MC modified cement slurry parehas, apan ang dayag nga density sa HEC modified cement slurry mao ang pinakataas, nga nagpakita nga ang porosity sa HEC modified cement slurry mas gamay kay sa HPMc2 ug Mc modified cement slurry nga adunay susama nga viscosity . Ang HPMc1 ug HPMC2 adunay susama nga sulod sa grupo, apan ang viscosity sa HPMCl mas ubos kay sa HPMC2, ug ang dayag nga densidad sa HPMCl modified cement slurry mas taas kay sa HPMC2 modified cement slurry, nga nagpakita nga kung ang sulod sa grupo parehas. , mas ubos ang viscosity sa cellulose ether, mas ubos ang porosity sa giusab nga semento slurry. (3) Sa diha nga ang ratio sa semento-sa-semento gamay kaayo (0.05%), ang dayag nga Densidad sa HPMC2-modified semento slurry mao ang batakan nga duol sa sa lunsay nga semento slurry, nga nagpakita nga ang epekto sa cellulose ether sa porosity sa semento gamay ra kaayo ang slurry.

2.2 Macroscopic pore

Sumala sa seksyon nga mga litrato sa cellulose ether giusab nga semento slurry nga gikuha sa digital camera, lunsay nga semento slurry kaayo dasok, halos walay makita pores; Ang upat ka mga klase sa cellulose ether nga giusab nga slurry nga adunay 0.60% nga ratio sa semento tanan adunay daghang mga macroscopic pores, nga nagpakita nga ang cellulose ether nagdala sa pagtaas sa porosity sa slurry sa semento. Susama sa mga resulta sa dayag nga densidad pagsulay, ang epekto sa lain-laing mga cellulose ether matang ug mga sulod sa porosity sa semento slurry mao ang medyo lain-laing mga. Ang viscosity sa HEC, HPMC2 ug MC modified slurry parehas, apan ang porosity sa HEC modified slurry mas gamay kay sa HPMC2 ug MC modified slurry. Bisan kung ang HPMC1 ug HPMC2 adunay parehas nga sulud sa grupo, ang gibag-o nga slurry sa HPMC1 nga adunay gamay nga viscosity adunay gamay nga porosity. Kung ang ratio sa semento-sa-semento sa HPMc2 nga giusab nga slurry gamay kaayo (0.05%), ang gidaghanon sa mga macroscopic pores gamay nga nadugangan kaysa sa puro nga semento slurry, apan labi nga pagkunhod kaysa sa HPMC2 nga gibag-o nga slurry nga adunay 0.60% nga semento-sa. - ratio sa semento.

2.3 Microscopic pore

4. Panapos

(1) Cellulose ether makadugang sa porosity sa semento slurry.

(2) Ang epekto sa cellulose ether sa porosity sa semento slurry uban sa lain-laing mga molekular istruktura parameter mao ang lain-laing mga: sa diha nga ang viscosity sa cellulose ether giusab semento slurry susama, ang porosity sa HEC giusab semento slurry mao ang mas gamay kay sa sa HPMC ug MC giusab. slurry sa semento; Kon mas ubos ang viscosity/relative molekular nga gibug-aton sa HPMC cellulose ether nga adunay susama nga sulod sa grupo, mas ubos ang porosity sa giusab nga cement slurry niini.

(3) Human sa pagdugang sa cellulose ether ngadto sa semento slurry, ang nawong tension sa liquid phase mao ang pagkunhod, mao nga ang semento slurry mao ang sayon ​​sa pagporma bubbles i selulusa ether molekula direksyon adsorption sa bula gas-likido interface, pagpalambo sa kalig-on ug katig-a sa ang bubble liquid film adsorption sa bubble gas-liquid interface, pagpalambo sa kalig-on sa bubble liquid film ug pagpalig-on sa abilidad sa gahi nga lapok aron mapalig-on ang bula.