Nonionic cellulose ether sa polymer nga semento

Ingon usa ka kinahanglanon nga additive sa polymer nga semento, ang nonionic cellulose ether nakadawat daghang atensyon ug panukiduki. Base sa may kalabutan nga literatura sa balay ug sa gawas sa nasud, ang balaod ug mekanismo sa non-ionic cellulose ether giusab semento mortar gihisgutan gikan sa mga aspeto sa mga matang ug pagpili sa non-ionic cellulose ether, ang epekto niini sa pisikal nga mga kabtangan sa polymer semento, ang epekto niini sa micromorphology ug mekanikal nga mga kabtangan, ug ang mga kakulangan sa karon nga panukiduki gibutang sa unahan. Kini nga trabaho magpasiugda sa paggamit sa cellulose ether sa polymer nga semento.

yawe nga mga pulong: nonionic cellulose ether, polymer nga semento, pisikal nga mga kabtangan, mekanikal nga mga kabtangan, microstructure

1. Overview

Sa nagkadako nga panginahanglan ug mga kinahanglanon sa paghimo sa polymer nga semento sa industriya sa konstruksyon, ang pagdugang sa mga additives sa pagbag-o niini nahimo nga usa ka hotspot sa panukiduki, diin, ang cellulose ether kaylap nga gigamit tungod sa epekto niini sa pagpadayon sa tubig sa semento nga mortar, pagpalapot, pag-atras, hangin. ug uban pa. Niini nga papel, ang mga tipo sa cellulose ether, ang mga epekto sa pisikal ug mekanikal nga mga kabtangan sa polymer nga semento ug ang micromorphology sa polymer nga semento gihulagway, nga naghatag usa ka teoretikal nga pakisayran alang sa paggamit sa cellulose ether sa polymer nga semento.

2. Mga tipo sa nonionic cellulose ether

Ang cellulose ether usa ka klase nga polymer compound nga adunay istruktura nga ether nga hinimo gikan sa cellulose. Adunay daghang mga matang sa cellulose ether, nga adunay dako nga impluwensya sa mga kabtangan sa mga materyales nga nakabase sa semento ug lisud nga pilion. Sumala sa kemikal nga istruktura sa mga substituent, mahimo silang bahinon sa anionic, cationic ug nonionic ethers. Ang nonionic cellulose ether nga adunay side chain substituent sa H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [cH2cH(cH3)0]nH ug uban pang mga non-dissociable nga mga grupo mao ang labing kaylap nga gigamit sa semento, tipikal nga mga representante mao ang methyl cellulose ether, hydroxypropyl methyl cellulose ether, hydroxyethyl methyl cellulose ether, hydroxyethyl cellulose ether ug uban pa. Ang lain-laing mga matang sa cellulose ethers adunay lain-laing mga epekto sa pagtakda sa panahon sa semento. Sumala sa nangaging mga taho sa literatura, ang HEC adunay labing kusog nga pag-atras sa semento, gisundan sa HPMc ug HEMc, ug ang Mc ang adunay labing grabe. Kay ang sama nga matang sa cellulose ether, molekular gibug-aton o viscosity, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl sulod niini nga mga grupo mao ang mga lain-laing mga, ang iyang retarding epekto mao ang lain-laing. Sa kinatibuk-an nga pagsulti, mas dako ang viscosity ug mas taas ang sulod sa non-dissociable nga mga grupo, mas grabe ang abilidad sa paglangan. Busa, sa aktuwal nga proseso sa produksyon, sumala sa mga kinahanglanon sa komersyal nga mortar coagulation, ang angay nga functional nga grupo sulod sa cellulose ether mahimong mapili. O sa produksyon sa cellulose ether sa samang higayon, adjust sa sulod sa functional nga mga grupo, sa paghimo niini sa pagsugat sa mga kinahanglanon sa lain-laing mga mortar.

3,ang impluwensya sa nonionic cellulose ether sa pisikal nga mga kabtangan sa polymer nga semento

3.1 Hinay nga coagulation

Aron mapalugwayan ang hydration hardening time sa semento, aron ang bag-ong sinagol nga mortar sa dugay nga panahon magpabilin nga plastik, aron ma-adjust ang setting sa oras sa bag-ong sinagol nga mortar, mapaayo ang operability niini, kasagaran makadugang retarder sa mortar, non- ionic cellulose ether mao ang angay alang sa polymer semento mao ang usa ka komon nga retarder.

Ang pag-atras sa epekto sa nonionic cellulose ether sa semento nag-una nga apektado sa kaugalingon nga tipo, viscosity, dosis, lainlain nga komposisyon sa mga mineral sa semento ug uban pang mga hinungdan. Pourchez J ug uban pa. nagpakita nga ang mas taas nga ang-ang sa cellulose ether methylation, ang mas grabe ang retarding epekto, samtang ang molekular gibug-aton sa cellulose ether ug hydroxypropoxy sulod adunay usa ka huyang nga epekto sa retarding sa semento hydration. Uban sa pagtaas sa viscosity ug doping nga kantidad sa non-ionic cellulose ether, ang adsorption layer sa ibabaw sa mga partikulo sa semento gipalapot, ug ang inisyal ug katapusan nga oras sa pagtakda sa semento gipalugway, ug ang epekto sa paglangan mas klaro. Gipakita sa mga pagtuon nga ang sayo nga pagpagawas sa kainit sa mga slurries sa semento nga adunay lainlaing sulud sa HEMC mga 15% nga mas ubos kaysa sa lunsay nga mga slurries sa semento, apan wala’y hinungdanon nga kalainan sa ulahi nga proseso sa hydration. Singh NK ug uban pa. nagpakita nga sa pagtaas sa HEc doping nga kantidad, ang hydration heat release sa giusab nga cement mortar nagpakita sa us aka trend sa una nga pagtaas ug dayon pagkunhod, ug ang HEC nga sulod sa dihang makaabot sa pinakataas nga hydration heat release nalangkit sa curing age.

Dugang pa, nahibal-an nga ang pag-atras nga epekto sa nonionic cellulose ether suod nga may kalabotan sa komposisyon sa semento. Peschard ug uban pa. nakit-an nga ang pagpaubos sa sulud sa tricalcium aluminate (C3A) sa semento, mas klaro ang paglangan sa epekto sa cellulose ether. schmitz L ug uban pa. nagtuo nga kini tungod sa lain-laing mga paagi sa cellulose ether ngadto sa hydration kinetics sa tricalcium silicate (C3S) ug tricalcium aluminate (C3A). Ang cellulose ether makapakunhod sa reaction rate sa acceleration period sa C3S, samtang alang sa C3A, kini makapalugway sa induction period, ug sa kataposan makalangan sa solidification ug hardening process sa mortar.

Adunay lain-laing mga opinyon sa mekanismo sa non-ionic cellulose ether delaying semento hydration. Silva ug uban pa. Nagtuo si Liu nga ang pagpaila sa cellulose ether mahimong hinungdan sa pagtaas sa viscosity sa pore solution, sa ingon makapugong sa paglihok sa mga ion ug malangan ang condensation. Apan, Pourchez et al. nagtuo nga adunay usa ka dayag nga relasyon tali sa paglangan sa cellulose ether sa semento hydration ug sa viscosity sa semento slurry. Ang laing teoriya mao nga ang pagpahinay nga epekto sa cellulose ether suod nga nalangkit sa alkali degradation. Ang mga polysaccharides dali nga madunot aron makahimo og hydroxyl carboxylic acid nga makapalangan sa hydration sa semento ubos sa alkaline nga kondisyon. Bisan pa, nakit-an sa mga pagtuon nga ang cellulose ether lig-on kaayo sa ilawom sa alkaline nga mga kondisyon ug gamay ra ang pagkadaot, ug ang pagkadaot adunay gamay nga epekto sa paglangan sa hydration sa semento. Sa pagkakaron, ang mas makanunayon nga pagtan-aw mao nga ang pag-atras nga epekto nag-una tungod sa adsorption. Sa piho, ang hydroxyl nga grupo sa molekular nga nawong sa cellulose ether kay acidic, ang ca(0H) sa hydration cement system, ug uban pang mineral nga mga hugna kay alkaline. Ubos sa synergistic nga aksyon sa hydrogen bonding, complexing ug hydrophobic, acidic cellulose ether molekula nga adsorbed sa nawong sa alkaline semento partikulo ug hydration produkto. Dugang pa, usa ka nipis nga pelikula ang naporma sa ibabaw niini, nga nakababag sa dugang nga pagtubo sa kini nga mga mineral nga bahin sa kristal nga nuclei ug naglangan sa hydration ug pagpahimutang sa semento. Ang mas lig-on nga adsorption kapasidad sa taliwala sa mga produkto sa semento hydration ug cellulose ether, mas klaro ang hydration paglangan sa semento. Sa usa ka bahin, ang gidak-on sa steric hindrance adunay usa ka mahukmanon nga papel sa adsorption nga kapasidad, sama sa gamay nga steric hindrance sa hydroxyl group, ang lig-on nga acidity, ang adsorption kusog usab. Sa laing bahin, ang kapasidad sa adsorption nagdepende usab sa komposisyon sa mga produkto sa hydration sa semento. Pourchez ug uban pa. nakit-an nga ang cellulose ether dali nga ma-adsorb sa nawong sa mga produkto sa hydration sama sa ca (0H) 2, csH gel ug calcium aluminate hydrate, apan dili kini sayon ​​nga ma-adsorbed sa ettringite ug unhydrated nga bahin. Gipakita usab sa pagtuon ni Mullert nga ang cellulose ether adunay kusog nga adsorption sa c3s ug ang mga produkto sa hydration niini, mao nga ang hydration sa silicate nga bahin nalangan pag-ayo. Ang adsorption sa ettringite gamay ra, apan ang pagporma sa ettringite labi nga nalangan. Kini tungod kay ang paglangan sa pagporma sa ettringite naapektuhan sa balanse sa ca2+ sa solusyon, nga mao ang pagpadayon sa paglangan sa cellulose ether sa silicate hydration.

3.2 Pagpreserbar sa Tubig

Ang laing importante nga epekto sa pagbag-o sa cellulose ether sa mortar sa semento mao ang pagpakita isip usa ka ahente sa pagpabilin sa tubig, nga makapugong sa kaumog sa basa nga mortar gikan sa pag-alisngaw sa wala'y panahon o masuhop sa base, ug malangan ang hydration sa semento samtang gipalugway ang oras sa pag-operate sa basa nga mortar, aron masiguro nga ang nipis nga mortar mahimong isuklay, ang plastered mortar mahimong ipakaylap, ug dali nga masuhop ang mortar dili kinahanglan nga pre-basa.

Ang kapasidad sa paghawid sa tubig sa cellulose ether suod nga may kalabotan sa viscosity, dosis, tipo ug temperatura sa palibot niini. Ang ubang mga kahimtang mao ang sama nga, ang mas dako nga viscosity sa cellulose ether, ang mas maayo sa tubig paghawid epekto, ang usa ka gamay nga kantidad sa cellulose ether makahimo sa tubig paghawid rate sa mortar pag-ayo milambo; Alang sa parehas nga cellulose ether, mas taas ang kantidad nga gidugang, labi ka taas ang rate sa pagpadayon sa tubig sa gibag-o nga mortar, apan adunay usa ka kamalaumon nga kantidad, nga labi pa nga ang rate sa pagpadayon sa tubig hinay nga pagtaas. Alang sa lain-laing mga matang sa cellulose ether, adunay mga kalainan usab sa pagpabilin sa tubig, sama sa HPMc ubos sa sama nga mga kondisyon kay sa Mc mas maayo nga pagpabilin sa tubig. Dugang pa, ang pagpabilin sa tubig nga performance sa cellulose ether mikunhod uban ang pagtaas sa temperatura sa ambient.

Gituohan sa kadaghanan nga ang hinungdan ngano nga ang cellulose ether adunay function sa pagpadayon sa tubig nag-una tungod sa 0H sa molekula ug ang 0 atom sa ether bond i-uban sa mga molekula sa tubig aron ma-synthesize ang hydrogen bond, aron ang libre nga tubig mahimong mabugkos. tubig, aron sa pagdula sa usa ka maayo nga papel sa tubig paghawid; Gituohan usab nga ang cellulose ether macromolecular chain adunay usa ka higpit nga papel sa pagsabwag sa mga molekula sa tubig, aron epektibo nga makontrol ang pag-alisngaw sa tubig, aron makab-ot ang taas nga pagpadayon sa tubig; Si Pourchez J nangatarungan nga ang cellulose ether nakab-ot ang epekto sa pagpabilin sa tubig pinaagi sa pagpauswag sa mga rheological nga kabtangan sa bag-ong sinagol nga slurry sa semento, ang istruktura sa porous network ug ang pagporma sa cellulose ether film nga nakababag sa pagsabwag sa tubig. Laetitia P et al. nagtuo usab nga ang rheological kabtangan sa mortar mao ang usa ka yawe nga butang, apan usab nagtuo nga ang viscosity dili lamang ang hinungdan sa pagtino sa maayo kaayo nga pagpabilin sa tubig performance sa mortar. Angay nga matikdan nga bisan kung ang cellulose ether adunay maayo nga performance sa pagpadayon sa tubig, apan ang nabag-o nga gipagahi nga semento nga mortar nga pagsuyup sa tubig makunhuran, ang hinungdan mao nga ang cellulose ether sa mortar film, ug sa mortar usa ka dako nga gidaghanon sa gagmay nga mga sirado nga pores, nga nagbabag. ang mortar sa sulod sa capillary.

3.3 Pagpalapad

Ang pagkamakanunayon sa mortar usa sa hinungdanon nga mga indeks aron masukod ang pasundayag sa pagtrabaho niini. Ang cellulose ether kanunay nga gipaila aron madugangan ang pagkamakanunayon. Ang "pagkakonsistensya" nagrepresentar sa abilidad sa bag-ong gisagol nga mortar nga modagayday ug magbag-o sa ilawom sa aksyon sa grabidad o mga pwersa sa gawas. Ang duha ka mga kabtangan sa pagpalapot ug pagpabilin sa tubig nagsangkap sa usag usa. Ang pagdugang sa usa ka angay nga kantidad sa cellulose ether dili lamang makapauswag sa pagpabilin sa tubig nga performance sa mortar, pagsiguro sa hapsay nga pagtukod, apan usab sa pagdugang sa pagkamakanunayon sa mortar, kamahinungdanon sa pagdugang sa anti-pagkatibulaag abilidad sa semento, pagpalambo sa bugkos performance tali sa mortar ug matrix, ug pagpakunhod sa sagging phenomenon sa mortar.

Ang thickening nga epekto sa cellulose ether nag-una gikan sa kaugalingon nga viscosity, mas dako ang viscosity, mas maayo ang thickening effect, apan kung ang viscosity dako kaayo, kini makapakunhod sa fluidity sa mortar, nga makaapekto sa pagtukod. Ang mga hinungdan nga makaapekto sa pagbag-o sa viscosity, sama sa gibug-aton sa molekula (o degree sa polymerization) ug konsentrasyon sa cellulose ether, temperatura sa solusyon, rate sa paggunting, makaapekto sa katapusan nga epekto sa pagpalapot.

Ang mekanismo sa pagpalapot sa cellulose ether nag-una gikan sa hydration ug pagkahigot tali sa mga molekula. Sa usa ka bahin, ang polymer nga kadena sa cellulose ether dali nga maporma ang hydrogen bond sa tubig sa tubig, ang hydrogen bond naghimo niini nga adunay taas nga hydration; Sa laing bahin, kung ang selulusa nga eter idugang sa mortar, kini mosuhop sa daghang tubig, aron ang kaugalingon nga gidaghanon mapalapad pag-ayo, nga makunhuran ang libre nga wanang sa mga partikulo, sa parehas nga oras ang cellulose ether nga mga molekula nga kadena nag-intertwine sa usag usa. aron maporma ang usa ka three-dimensional nga istruktura sa network, ang mga partikulo sa mortar gilibotan diin, dili libre nga pag-agos. Sa laing pagkasulti, ubos niining duha ka mga aksyon, ang viscosity sa sistema gipaayo, sa ingon nakab-ot ang gitinguha nga thickening effect.

4. Epekto sa nonionic cellulose ether sa morphology ug pore structure sa polymer nga semento

Ingon sa makita gikan sa ibabaw, ang non-ionic cellulose ether adunay hinungdanon nga papel sa polymer nga semento, ug ang pagdugang niini siguradong makaapekto sa microstructure sa tibuuk nga mortar sa semento. Ang mga resulta nagpakita nga ang non-ionic cellulose ether kasagaran nagdugang sa porosity sa semento mortar, ug ang gidaghanon sa mga pores sa gidak-on sa 3nm ~ 350um pagtaas, sa taliwala sa diin ang gidaghanon sa mga pores sa han-ay sa 100nm ~ 500nm nagdugang sa labing. Ang impluwensya sa pore structure sa cement mortar suod nga may kalabutan sa tipo ug viscosity sa non-ionic cellulose ether nga gidugang. Ou Zhihua ug uban pa. nagtuo nga kung parehas ang viscosity, ang porosity sa cement mortar nga giusab sa HEC mas gamay kaysa sa HPMc ug Mc nga gidugang isip modifiers. Alang sa parehas nga cellulose ether, mas gamay ang viscosity, mas gamay ang porosity sa giusab nga mortar sa semento. Pinaagi sa pagtuon sa epekto sa HPMc sa aperture sa foamed semento insulation board, Wang Yanru et al. nakit-an nga ang pagdugang sa HPMC dili kaayo makausab sa porosity, apan makapakunhod pag-ayo sa aperture. Bisan pa, si Zhang Guodian et al. nakit-an nga ang labi ka dako nga sulud sa HEMc, labi ka klaro ang impluwensya sa istruktura sa pore sa slurry sa semento. Ang pagdugang sa HEMc mahimo nga madugangan ang porosity, kinatibuk-ang pore volume ug average pore radius sa semento slurry, apan ang piho nga nawong nga lugar sa pore mikunhod, ug ang gidaghanon sa dagkong mga capillary pores nga mas dako pa sa 50nm ang diametro nga pagtaas sa kamahinungdanon, ug ang gipaila nga mga pores kasagaran sirado pores.

Ang epekto sa nonionic cellulose ether sa proseso sa pagporma sa cement slurry pore structure gisusi. Nakaplagan nga ang pagdugang sa cellulose ether nag-una nga nagbag-o sa mga kabtangan sa liquid phase. Sa usa ka bahin, ang tensiyon sa nawong sa likido nga bahin mikunhod, nga naghimo nga dali nga maporma ang mga bula sa mortar nga semento, ug mapahinay ang pag-agay sa bahin sa likido ug pagsabwag sa bula, aron ang gagmay nga mga bula lisud nga magtigum sa daghang mga bula ug pag-discharge, mao nga ang voidage nadugangan pag-ayo; Sa laing bahin, ang viscosity sa liquid phase nagdugang, nga nagpugong usab sa drainage, bubble diffusion ug bubble merger, ug nagpalambo sa abilidad sa pag-stabilize sa mga bula. Busa, ang impluwensya nga mode sa cellulose ether sa pore size distribution sa cement mortar mahimong makuha: sa pore size range nga labaw pa sa 100nm, ang mga bula mahimong ipaila pinaagi sa pagkunhod sa tensiyon sa nawong sa liquid phase, ug ang bubble diffusion mahimong mapugngan sa pagdugang sa liquid viscosity; sa rehiyon nga 30nm ~ 60nm, ang gidaghanon sa mga pores sa rehiyon mahimong maapektuhan pinaagi sa pagpugong sa panagsama sa gagmay nga mga bula.

5. Impluwensya sa nonionic cellulose ether sa mekanikal nga mga kabtangan sa polymer nga semento

Ang mekanikal nga mga kabtangan sa polymer nga semento suod nga nalangkit sa morpolohiya niini. Uban sa pagdugang sa nonionic cellulose ether, ang porosity nagdugang, nga adunay usa ka dili maayo nga epekto sa kusog niini, labi na ang compressive strength ug flexural strength. Ang pagkunhod sa compressive kusog sa semento mortar mao ang kamahinungdanon mas dako pa kay sa flexural kusog. Ou Zhihua ug uban pa. gitun-an ang impluwensya sa lain-laing mga matang sa non-ionic cellulose ether sa mekanikal nga mga kabtangan sa semento mortar, ug nakit-an nga ang kalig-on sa cellulose ether giusab semento mortar mas ubos kay sa lunsay nga semento mortar, ug ang labing ubos nga 28d compressive kusog mao lamang ang 44.3% sa lunsay nga semento slurry. Ang compressive strength ug flexural strength sa HPMc, HEMC ug MC cellulose ether nga giusab parehas, samtang ang compressive strength ug flexural strength sa HEc modified cement slurry sa matag edad mas taas. Kini suod nga nalangkit sa ilang viscosity o molekular nga gibug-aton, mas taas ang viscosity o molekular nga gibug-aton sa cellulose ether, o mas dako ang kalihokan sa ibabaw, mas ubos ang kusog sa giusab nga semento nga mortar.

Bisan pa, gipakita usab nga ang nonionic cellulose ether makapauswag sa tensile strength, flexibility ug cohesibility sa cement mortar. Huang Liangen et al. nakit-an nga, sukwahi sa pagbag-o sa balaod sa compressive strength, ang shear strength ug tensile strength sa slurry misaka sa pagtaas sa content sa cellulose ether sa cement mortar. Pagtuki sa rason, human sa pagdugang sa cellulose ether, ug polymer emulsion sa tingub sa pagporma sa usa ka dako nga gidaghanon sa dasok polymer film, pag-ayo sa pagpalambo sa pagka-flexible sa slurry, ug semento hydration mga produkto, unhydrated semento, fillers ug uban pang mga materyales nga napuno niini nga pelikula. , aron maseguro ang tensile strength sa coating system.

Aron sa pagpalambo sa performance sa non-ionic cellulose ether giusab polymer semento, pagpalambo sa pisikal nga mga kabtangan sa semento mortar sa samang higayon, dili kamahinungdanon pagpakunhod sa iyang mekanikal nga mga kabtangan, ang naandan nga praktis mao ang pagpares sa cellulose ether ug uban pang mga admixtures, gidugang sa ang mortar nga semento. Li Tao-wen ug uban pa. nakit-an nga ang composite additive nga gilangkuban sa cellulose ether ug polymer glue powder dili lamang gamay nga gipaayo ang bending strength ug compressive strength sa mortar, aron ang cohesiveness ug viscosity sa semento mortar mas angay alang sa coating construction, apan usab kamahinungdanon milambo sa tubig paghawid kapasidad sa mortar itandi sa single cellulose ether. Xu Qi ug uban pa. gidugang slag powder, tubig pagkunhod ahente ug HEMc, ug nakit-an nga ang tubig pagkunhod ahente ug mineral powder makadugang sa Densidad sa mortar, pagpakunhod sa gidaghanon sa mga lungag, aron sa pagpalambo sa kalig-on ug pagkamaunat-unat modulus sa mortar. Ang HEMc makadugang sa tensile bond strength sa mortar, apan dili kini maayo sa compressive strength ug elastic modulus sa mortar. Yang Xiaojie et al. nakit-an nga ang plastic shrinkage cracking sa semento mortar mahimong makunhuran pag-ayo human sa pagsagol sa HEMc ug PP fiber.

6. Panapos

Ang nonionic cellulose ether adunay hinungdanon nga papel sa polymer nga semento, nga mahimo’g makapauswag sa pisikal nga mga kabtangan (lakip ang pagpugong sa coagulation, pagpadayon sa tubig, pagpalapot), microscopic morphology ug mekanikal nga mga kabtangan sa mortar nga semento. Daghang trabaho ang nahimo sa pagbag-o sa mga materyales nga nakabase sa semento pinaagi sa cellulose ether, apan adunay pipila ka mga problema nga nanginahanglan dugang nga pagtuon. Pananglitan, sa praktikal nga mga aplikasyon sa engineering, gamay nga pagtagad ang gihatag sa rheology, deformation properties, volume stability ug durability sa giusab nga semento-based nga mga materyales, ug ang usa ka regular nga katugbang nga relasyon wala matukod uban sa dugang nga cellulose ether. Ang panukiduki bahin sa mekanismo sa paglalin sa cellulose ether polymer ug mga produkto sa hydration sa semento sa reaksyon sa hydration dili pa igo. Ang proseso sa aksyon ug mekanismo sa mga compound additives nga gilangkuban sa cellulose ether ug uban pang mga admixture dili igo nga klaro. Ang composite nga pagdugang sa cellulose ether ug inorganic reinforced nga mga materyales sama sa glass fiber wala pa mahingpit. Ang tanan niini mao ang pokus sa umaabot nga panukiduki aron mahatagan ang teoretikal nga giya alang sa dugang nga pagpaayo sa paghimo sa polymer nga semento.