Epekto sa cellulose ether sa kainit sa hydration sa lain-laing semento ug single ore

ang mga epekto sa cellulose ether sa hydration heat sa Portland semento, sulfoaluminate semento, tricalcium silicate ug tricalcium aluminate sa 72h gitandi sa isothermal calorimetry test. Ang mga resulta nagpakita nga ang cellulose ether mahimo nga makunhuran ang hydration ug heat release rate sa Portland semento ug tricalcium silicate, ug ang pagkunhod sa epekto sa hydration ug heat release rate sa tricalcium silicate mas mahinungdanon. Ang epekto sa cellulose ether sa pagkunhod sa kainit release rate sa hydration sa sulfoaluminate semento mao ang kaayo huyang, apan kini adunay usa ka huyang nga epekto sa pagpalambo sa kainit release rate sa hydration sa tricalcium aluminate. Ang cellulose ether ma-adsorbed sa pipila ka mga produkto sa hydration, sa ingon naglangan sa crystallization sa mga produkto sa hydration, ug unya makaapekto sa hydration heat release rate sa semento ug single ore.

yawe nga mga pulong:cellulose ether; semento; Usa ka ore; Kainit sa hydration; adsorption

1. Pasiuna

Ang cellulose ether usa ka importante nga thickening agent ug water retaining agent sa dry mixed mortar, self-compacting concrete ug uban pang bag-ong cement-based nga materyales. Bisan pa, ang cellulose ether maglangan usab sa hydration sa semento, nga makatabang sa pagpauswag sa oras sa pag-opera sa mga materyales nga nakabase sa semento, pagpauswag sa pagkamakanunayon sa mortar ug pagkawala sa oras sa konkreto nga pagkahulog, apan mahimo usab nga malangan ang pag-uswag sa pagtukod. Sa partikular, kini adunay dili maayo nga mga epekto sa mortar ug kongkreto nga gigamit sa ubos nga temperatura nga kahimtang sa palibot. Busa, importante kaayo nga masabtan ang balaod sa cellulose ether sa cement hydration kinetics.

Ang OU ug Pourchez sistematikong nagtuon sa mga epekto sa mga parameter sa molekula sama sa gibug-aton sa molekula sa cellulose ether, tipo sa substituent o degree sa substitution sa kinetics sa hydration sa semento, ug naghimog daghang importanteng konklusyon: Ang abilidad sa hydroxyethyl cellulose ether (HEC) sa paglangan sa hydration sa Ang semento kasagaran mas lig-on kay sa methyl cellulose ether (HPMC), hydroxymethyl ethyl cellulose ether (HEMC) ug methyl cellulose ether (MC). Sa cellulose ether nga adunay methyl, ang ubos nga methyl content, mas lig-on ang abilidad sa paglangan sa hydration sa semento; Kon mas ubos ang molekular nga gibug-aton sa cellulose ether, mas lig-on ang abilidad sa paglangan sa hydration sa semento. Kini nga mga konklusyon naghatag og siyentipikanhong basehan sa pagpili sa cellulose ether sa hustong paagi.

Alang sa lainlaing mga sangkap sa semento, ang epekto sa cellulose ether sa mga kinetika sa hydration sa semento usa usab ka problema sa mga aplikasyon sa engineering. Bisan pa, wala’y panukiduki bahin niini nga aspeto. Niini nga papel, ang impluwensya sa cellulose ether sa hydration kinetics sa ordinaryo nga Portland semento, C3S(tricalcium silicate), C3A(tricalcium aluminate) ug sulfoaluminate cement (SAC) gitun-an pinaagi sa isothermal calorimetry test, aron mas masabtan ang interaksiyon ug internal nga mekanismo tali sa cellulose ether ug mga produkto sa hydration sa semento. Naghatag kini og dugang nga siyentipikong basehan alang sa makatarunganon nga paggamit sa cellulose ether sa mga materyales nga nakabase sa semento ug naghatag usab og basehan sa panukiduki alang sa interaksyon tali sa ubang mga admixture ug mga produkto sa hydration sa semento.

2. Pagsulay

2.1 Hilaw nga Materyal

(1) ordinaryo nga semento sa Portland (P·0). Gigama sa Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., ang espesipikasyon mao ang P· 042.5 (GB 175-2007), nga gitino sa wavelength dispersion-type X-ray fluorescence spectrometer (AXIOS advanced, PANalytical Co., LTD.). Sumala sa pagtuki sa JADE 5.0 software, dugang sa semento clinker mineral C3S, C2s, C3A, C4AF ug gypsum, semento hilaw nga materyales naglakip usab sa calcium carbonate.

(2) sulfoaluminate semento (SAC). Ang paspas nga gahi nga sulfoaluminate nga semento nga gihimo sa Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. mao ang R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Ang mga nag-unang grupo niini mao ang calcium sulfoaluminate ug dicalcium silicate.

(3) tricalcium silicate (C3S). Press Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 ug H2O sa 3:1:0.08: Ang mass ratio sa 10 gisagol nga parehas ug gipugos ubos sa kanunay nga pressure sa 60MPa aron makahimo og cylindrical green billet. Ang billet gi-calcined sa 1400 ℃ sulod sa 1.5 ~ 2 ka oras sa usa ka silicon-molybdenum rod nga taas nga temperatura nga electric furnace, ug dayon gibalhin ngadto sa microwave oven alang sa dugang nga pagpainit sa microwave sulod sa 40min. Human makuha ang billet, kini kalit nga gipabugnaw ug balik-balik nga gibuak ug gi-calcined hangtud nga ang sulod sa libre nga CaO sa nahuman nga produkto ubos pa sa 1.0%

(4) tricalcium aluminate (c3A). Ang CaO ug A12O3 gisagol nga parehas, gi-calcined sa 1450 ℃ sulod sa 4 ka oras sa usa ka silicon-molybdenum rod electric furnace, gigaling ngadto sa powder, ug balik-balik nga calcined hangtud nga ang sulod sa libre nga CaO ubos pa sa 1.0%, ug ang mga taluktok sa C12A7 ug CA mao ang gibalewala.

(5) cellulose ether. Ang miaging trabaho nagtandi sa mga epekto sa 16 ka matang sa cellulose ethers sa hydration ug heat release rate sa ordinaryo nga Portland semento, ug nakita nga lain-laing mga matang sa cellulose ethers adunay dakong kalainan sa hydration ug kainit release balaod sa semento, ug analisar sa internal nga mekanismo. niining mahinungdanong kalainan. Sumala sa mga resulta sa miaging pagtuon, tulo ka mga matang sa cellulose ether nga adunay dayag nga retarding nga epekto sa ordinaryo nga Portland semento ang gipili. Kini naglakip sa hydroxyethyl cellulose ether (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), ug hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). Ang viscosity sa cellulose ether gisukod sa usa ka rotary viscometer nga adunay usa ka konsentrasyon sa pagsulay nga 2%, usa ka temperatura nga 20 ℃ ug usa ka tulin nga rotation nga 12 r / min. Ang viscosity sa cellulose ether gisukod sa usa ka rotary viscometer nga adunay usa ka konsentrasyon sa pagsulay nga 2%, usa ka temperatura nga 20 ℃ ug usa ka tulin nga rotation nga 12 r / min. Ang molar substitution degree sa cellulose ether gihatag sa tiggama.

(6) Tubig. Gamit ug secondary distilled water.

2.2 Pamaagi sa pagsulay

Kainit sa hydration. Ang TAM Air 8-channel isothermal calorimeter nga gihimo sa TA Instrument Company gisagop. Ang tanan nga mga hilaw nga materyales gitipigan kanunay nga temperatura aron masulayan ang temperatura (sama sa (20 ± 0.5) ℃) sa wala pa ang eksperimento. Una, ang 3 g nga semento ug 18 mg nga cellulose ether powder gidugang ngadto sa calorimeter (mass ratio sa cellulose ether ngadto sa cemellative nga materyal mao ang 0.6%). Human sa bug-os nga pagsagol, ang sinagol nga tubig (secondary distilled water) gidugang sumala sa espesipikong ratio sa tubig-semento ug gikutaw nga parehas. Dayon, kini dali nga gibutang sa calorimeter alang sa pagsulay. Ang water-binder ratio sa c3A mao ang 1.1, ug ang water-binder ratio sa laing tulo ka cementitious nga mga materyales mao ang 0.45.

3. Resulta ug panaghisgot

3.1 Mga resulta sa pagsulay

Ang mga epekto sa HEC, HPMC ug HEMC sa hydration heat release rate ug cumulative heat release rate sa ordinaryo nga Portland cement, C3S ug C3A sulod sa 72 h, ug ang mga epekto sa HEC sa hydration heat release rate ug cumulative heat release rate sa sulfoaluminate nga semento sulod sa 72 h, ang HEC mao ang cellulose ether nga adunay pinakakusog nga delay effect sa hydration sa ubang semento ug single ore. Ang paghiusa sa duha ka mga epekto, makita nga sa pagbag-o sa cementitious nga komposisyon sa materyal, ang cellulose ether adunay lain-laing mga epekto sa hydration heat release rate ug cumulative heat release. Ang pinili nga cellulose ether mahimo kamahinungdanon pagpakunhod sa hydration ug kainit release rate sa ordinaryo nga Portland semento ug C, S, nag-una nagpalugway sa induction panahon sa panahon, paglangan sa dagway sa hydration ug kainit release peak, sa taliwala sa nga ang cellulose ether ngadto sa C, S hydration ug Ang paglangan sa rate sa pagpagawas sa kainit mas klaro kaysa sa ordinaryo nga hydration sa semento sa Portland ug pagkalangan sa rate sa pagpagawas sa kainit; Cellulose ether mahimo usab nga malangan ang kainit release rate sa sulfoaluminate semento hydration, apan ang paglangan abilidad mao ang kaayo huyang, ug nag-una paglangan sa hydration human sa 2 h; Alang sa heat release rate sa C3A hydration, ang cellulose ether adunay huyang nga pagpadali nga abilidad.

3.2 Pagtuki ug diskusyon

Ang mekanismo sa cellulosic ether paglangan sa semento hydration. Silva ug uban pa. hypothesized nga ang cellulosic ether nagdugang sa viscosity sa pore solution ug nakababag sa rate sa ionic nga paglihok, sa ingon naglangan sa hydration sa semento. Bisan pa, daghang mga literatura ang nagduhaduha niini nga pangagpas, tungod kay ang ilang mga eksperimento nakit-an nga ang cellulose ethers nga adunay ubos nga viscosity adunay mas lig-on nga abilidad sa paglangan sa hydration sa semento. Sa pagkatinuod, ang panahon sa paglihok sa ion o paglalin mubo ra kaayo nga kini tataw nga dili ikatandi sa panahon sa paglangan sa hydration sa semento. Ang adsorption tali sa cellulose ether ug cement hydration nga mga produkto giisip nga tinuod nga hinungdan sa paglangan sa semento hydration pinaagi sa cellulose ether. Ang cellulose ether dali nga ma-adsorbed sa nawong sa mga produkto sa hydration sama sa calcium hydroxide, CSH gel ug calcium aluminate hydrate, apan dili kini sayon ​​nga ma-adsorbed sa ettringite ug unhydrated nga bahin, ug ang kapasidad sa adsorption sa cellulose ether sa calcium hydroxide mas taas kay sa nga sa CSH gel. Busa, alang sa ordinaryo nga Portland cement hydration nga mga produkto, ang cellulose ether adunay labing kusog nga paglangan sa calcium hydroxide, ang pinakakusog nga paglangan sa calcium, ang ikaduha nga paglangan sa CSH gel, ug ang pinakahuyang nga paglangan sa ettringite.

Gipakita sa miaging mga pagtuon nga ang adsorption tali sa non-ionic polysaccharide ug mineral nga bahin nag-una naglakip sa hydrogen bonding ug kemikal nga komplikado, ug kining duha ka mga epekto mahitabo tali sa hydroxyl nga grupo sa polysaccharide ug sa metal nga hydroxide sa ibabaw sa mineral. Liu ug uban pa. dugang nga giklasipikar ang adsorption tali sa polysaccharides ug metal hydroxides isip acid-base interaction, uban sa polysaccharides isip acids ug metal hydroxides isip base. Alang sa gihatag nga polysaccharide, ang alkalinity sa nawong sa mineral nagtino sa kalig-on sa interaksyon tali sa polysaccharides ug mga mineral. Lakip sa upat ka mga sangkap sa gelling nga gitun-an niini nga papel, ang nag-unang metal o dili metal nga mga elemento naglakip sa Ca, Al ug Si. Sumala sa han-ay sa kalihokan sa metal, ang alkalinity sa ilang mga hydroxides mao ang Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4. Sa pagkatinuod, ang Si(OH)4 nga solusyon kay acidic ug dili mo-adsorb sa cellulose ether.Busa, ang sulod sa Ca(OH)2 sa ibabaw sa mga produkto sa semento hydration nagtino sa adsorption kapasidad sa hydration mga produkto ug cellulose ether Tungod kay calcium hydroxide, CSH gel (3CaO·2SiO2·3H20), ettringite (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). ug calcium aluminate hydrate (3CaO·Al2O3·6H2O) sa sulod sa inorganic oxides sa CaO mao ang 100%, 58.33%, 49.56% ug 62 .2%. aluminate>CSH gel> ettringite, nga nahiuyon sa mga resulta sa literatura.

Ang mga produkto sa hydration sa c3S nag-una naglakip sa Ca(OH) ug csH gel, ug ang cellulose ether adunay maayong epekto sa paglangan niini. Busa, ang cellulose ether adunay klaro kaayo nga paglangan sa C3s hydration. Gawas sa c3S, ang ordinaryo nga semento sa Portland naglakip usab sa C2s hydration nga mas hinay, nga naghimo sa pagkalangan nga epekto sa cellulose ether nga dili klaro sa sayong bahin. Ang mga produkto sa hydration sa ordinaryo nga silicate naglakip usab sa ettringite, ug ang paglangan nga epekto sa cellulose ether dili maayo. Busa, ang abilidad sa paglangan sa cellulose ether sa c3s mas lig-on kay sa ordinaryo nga semento sa Portland nga naobserbahan sa pagsulay.

Ang C3A dali nga matunaw ug mag-hydrate kung kini magtagbo sa tubig, ug ang mga produkto sa hydration kasagaran C2AH8 ug c4AH13, ug ang kainit sa hydration ipagawas. Kung ang solusyon sa C2AH8 ug c4AH13 makaabut sa saturation, ang crystallization sa C2AH8 ug C4AH13 hexagonal sheet hydrate maporma, ug ang reaksyon rate ug kainit sa hydration makunhuran sa parehas nga oras. Tungod sa adsorption sa cellulose ether ngadto sa nawong sa calcium aluminate hydrate (CxAHy), ang presensya sa cellulose ether makapalangan sa crystallization sa C2AH8 ug C4AH13 hexagonal-plate hydrate, nga moresulta sa pagkunhod sa reaction rate ug hydration heat release rate kaysa niana. sa lunsay nga C3A, nga nagpakita nga ang cellulose ether adunay huyang nga abilidad sa pagpadali sa C3A hydration. Angay nga matikdan nga sa kini nga pagsulay, ang cellulose ether adunay huyang nga pagpadali nga abilidad sa hydration sa lunsay nga c3A. Bisan pa, sa ordinaryo nga semento sa Portland, tungod kay ang c3A mo-react sa gypsum aron maporma ang ettringite, tungod sa impluwensya sa balanse sa ca2 + sa slurry nga solusyon, ang cellulose ether maglangan sa pagporma sa ettringite, sa ingon malangan ang hydration sa c3A.

Gikan sa mga epekto sa HEC, HPMC ug HEMC sa hydration ug heat release rate ug cumulative heat release sa ordinaryo nga Portland cement, C3S ug C3A sulod sa 72 h, ug ang mga epekto sa HEC sa hydration ug heat release rate ug cumulative heat release sa sulfoaluminate semento sa sulod sa 72 h, kini makita nga sa taliwala sa tulo ka cellulose ethers pinili, Ang abilidad sa nalangan hydration sa c3s ug Portland semento mao ang lig-on sa HEC, gisundan sa HEMC, ug huyang sa HPMC. Kutob sa C3A, ang abilidad sa tulo ka cellulose ethers sa pagpadali sa hydration anaa usab sa samang han-ay, nga mao, ang HEC mao ang pinakalig-on, ang HEMC mao ang ikaduha, ang HPMC mao ang pinakahuyang ug pinakalig-on. Kini nagpamatuod sa usag usa nga ang cellulose ether naglangan sa pagporma sa mga produkto sa hydration sa gelling nga mga materyales.

Ang nag-unang mga produkto sa hydration sa sulfoaluminate nga semento mao ang ettringite ug Al(OH)3 gel. Ang C2S sa sulfoaluminate nga semento mo-hydrate usab nga gilain aron mahimong Ca(OH)2 ug cSH gel. Tungod kay ang adsorption sa cellulose ether ug ettringite mahimong ibaliwala, ug ang hydration sa sulfoaluminate paspas kaayo, busa, sa sayong bahin sa hydration, cellulose ether adunay gamay nga epekto sa hydration kainit release rate sa sulfoaluminate semento. Apan sa usa ka piho nga panahon sa hydration, tungod kay ang mga c2s magbulag nga mag-hydrate aron makamugna ang Ca(OH)2 ug CSH gel, kining duha nga mga produkto sa hydration malangan sa cellulose ether. Busa, naobserbahan nga ang cellulose ether naglangan sa hydration sa sulfoaluminate nga semento human sa 2 ka oras.

4. Panapos

Niini nga papel, pinaagi sa isothermal calorimetry test, ang impluwensya sa balaod ug mekanismo sa pagporma sa cellulose ether sa hydration heat sa ordinaryo nga Portland nga semento, c3s, c3A, sulfoaluminate nga semento ug uban pang lain-laing mga component ug single ore sa 72 h gitandi. Ang mga nag-unang konklusyon mao ang mosunod:

(1) Ang cellulose ether makapakunhod pag-ayo sa hydration heat release rate sa ordinaryo nga Portland semento ug tricalcium silicate, ug ang epekto sa pagkunhod sa hydration heat release rate sa tricalcium silicate mas mahinungdanon; Ang epekto sa cellulose ether sa pagkunhod sa rate sa pagpagawas sa kainit sa sulfoaluminate nga semento huyang kaayo, apan kini adunay huyang nga epekto sa pagpauswag sa rate sa pagpagawas sa kainit sa tricalcium aluminate.

(2) ang cellulose ether ma-adsorbed sa pipila ka mga produkto sa hydration, sa ingon malangan ang crystallization sa mga produkto sa hydration, nga makaapekto sa heat release rate sa semento hydration. Ang tipo ug gidaghanon sa mga produkto sa hydration lainlain alang sa lainlaing mga sangkap sa cement bill ore, busa ang epekto sa cellulose ether sa ilang hydration heat dili parehas.