Slurry di cimentu modificatu à l'etere di cellulosa

L'effettu di e diverse strutture molekulari di l'etere di cellulosa non ionica nantu à a struttura di pori di u slurry di cimentu hè statu studiatu da a prova di densità di rendiment è l'osservazione di a struttura di pori macroscòpica è microscòpica. I risultati mostranu chì l'etere di cellulosa non ionica pò aumentà a porosità di u slurry di cimentu. Quandu a viscosità di l'etere di cellulosa non ionicu mudificatu hè simile, a porosità dietere idrossietil cellulosa(HEC) slurry mudificatu hè più chjucu di quellu di hydroxypropyl metil cellulosa etere (HPMC) è slurry modificati di metilcellulosa etere (MC). A più bassa hè a viscosità / u pesu moleculare relativo di l'etere di cellulosa HPMC cun cuntenutu di gruppu simili, più chjuca hè a porosità di u so slurry di cimentu mudificatu. L'etere di cellulosa non ionica pò riduce a tensione di a superficia di a fase liquida è rende u slurry di cimentu faciule di furmà bolle. E molécule d'etere di cellulosa non ionica sò adsorbite in direzzione à l'interfaccia gas-liquidu di e bolle, chì aumenta ancu a viscosità di a fase di slurry di cimentu è aumenta a capacità di u slurry di cimentu per stabilizzà e bolle.

Parolle chjave:etere di cellulosa non ionica; slurry di cimentu; struttura di i pori; struttura moleculare; tensione di a superficia; viscosità

L'etere di cellulosa non ionica (in seguitu chjamatu etere di cellulosa) hà un eccellente addensante è a ritenzione d'acqua, è hè largamente utilizatu in u mortar mischju seccu, u cimentu autocompactante è altri novi materiali basati in cimentu. L'eteri di cellulosa utilizati in materiali basati in cemento sò generalmente etere metilcellulosa (MC), etere idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), etere idrossietil metilcellulosa (HEMC) è etere idrossietilcellulosa (HEC), tra i quali HPMC è HEMC sò l'applicazioni più cumuni. .

L'etere di cellulosa pò influenzà significativamente a struttura di i pori di u slurry di cimentu. Pourchez et al., attraversu a prova di densità apparente, a prova di dimensione di pori (metudu di iniezione di mercuriu) è l'analisi di l'imaghjini sEM, cuncludi chì l'etere di cellulosa pò aumentà u numeru di pori cù un diametru di circa 500 nm è pori cù un diametru di circa 50-250μm in. slurry di cimentu. Inoltre, per a slurry di cimentu indurita, a distribuzione di a dimensione di i pori di u slurry di cimentu mudificatu HEC à pocu pesu moleculare hè simile à quella di u slurry di cimentu puru. U voluminu tutale di pori di u slurry di cimentu mudificatu HEC di altu pesu moleculare hè più altu ch'è quellu di u slurry di cimentu puru, ma più bassu di quellu di u slurry di cimentu mudificatu HPMC cù quasi a stessa consistenza. Per mezu di l'osservazione SEM, Zhang et al. truvò chì HEMC puderia aumentà significativamente u numeru di pori cù un diametru di circa 0,1 mm in mortar di cimentu. Anu ancu truvatu per mezu di a prova di iniezione di mercuriu chì HEMC puderia aumentà significativamente u voluminu di poru tutale è u diametru mediu di i pori di slurry di cimentu, risultatu in un aumentu significativu di u numeru di pori grossi cù un diametru di 50nm ~ 1μm è pori grossi cù un diametru di più. di più di 1 μm. Tuttavia, u numeru di pori cù un diametru menu di 50 nm hè statu significativamente ridutta. Saric-Coric et al. crede chì l'etere di cellulosa renderebbe u cimentu più poroso è porta à l'aumentu di macropores. Jenni et al. hà pruvatu a densità di rendiment è determinatu chì a frazione di u voluminu di poru di u mortar di cimentu mudificatu HEMC era di circa 20%, mentre chì u mortar di cimentu puro cuntene solu una piccula quantità d'aria. Silva et al. truvò chì in più di i dui picchi à 3.9 nm è 40 ~ 75nm cum'è slurry di cimentu puru, ci era ancu dui picchi à 100 ~ 500nm è più grande di 100μm attraversu a prova di iniezione di mercuriu. Ma Baoguo et al. truvò chì l'etere di cellulosa hà aumentatu u numeru di pori fini cù diametri menu di 1μm è pori grossi cù diametri di più di 2μm in u mortar di cimentu attraversu a prova di iniezione di mercuriu. In quantu à u mutivu chì l'etere di cellulosa aumenta a porosità di u slurry di cimentu, hè di solitu crede chì l'etere di cellulosa hà attività di superficia, arricchisce in l'interfaccia di l'aria è l'acqua, furmendu una film, per stabilizzà e bolle in slurry di cimentu.

Per mezu di l'analisi di letteratura sopra, si pò vede chì l'effettu di l'etere di cellulosa nantu à a struttura di poru di materiali basati in cimentu hà ricevutu assai attenzione. Tuttavia, ci sò parechji tippi di etere di cellulosa, u listessu tipu di etere di cellulosa, u so pesu molekulari relative, u cuntenutu di u gruppu è altri paràmetri di struttura molekulari sò ancu assai diffirenti, è i ricercatori naziunali è stranieri nantu à a selezzione di l'etere di cellulosa hè limitatu solu à a so rispittiva applicazione. campu, mancanza di rapprisintazzioni, a cunclusione hè inevitabbile "overgeneralization", cusì chì a spiegazione di miccanisimu etere cellulosa ùn hè abbastanza prufonda. In questu documentu, l'effettu di l'etere di cellulosa cù una struttura moleculare differente nantu à a struttura di poru di u slurry di cimentu hè statu studiatu da a prova di densità apparente è l'osservazione di a struttura di poru macroscòpica è microscòpica.

1. Test

1.1 Materia prima

U cimentu era un cimentu Portland ordinariu P·O 42.5 fabbricatu da Huaxin Cement Co., LTD., In u quale a cumpusizioni chimica hè stata misurata da AXIOS Ad-Vanced spettrometru di fluorescenza di raghji X di dispersione di lunghezza d'onda (PANa - lytical, Paesi Bassi), è a cumpusizioni di fase hè stata stimata da u metudu Bogue.

L'etere di cellulosa hà sceltu quattru tipi di etere di cellulosa cummerciale, rispettivamente etere di metilcellulosa (MC), etere di idrossipropil metilcellulosa (HPMC1, HPMC2) è etere di idrossietilcellulosa (HEC), struttura molecolare HPMC1 è HPMC2 simili, ma a viscosità hè assai menu di HPMC2. , Questu hè, a massa moleculare relative di HPMC1 hè assai più chjuca di quella di HPMC2. A causa di e proprietà simili di hydroxyethyl metil cellulosa etere (HEMc) è HPMC, HEMC ùn sò micca stati scelti in stu studiu. Per evità l'influenza di u cuntenutu di umidità nantu à i risultati di a prova, tutti l'eteri di cellulosa sò stati cotti à 98 ℃ per 2 ore prima di l'usu.

A viscosità di l'etere di cellulosa hè stata pruvata da u viscosimetru rotativu NDJ-1B (Shanghai Changji Company). A cuncentrazione di a suluzione di prova (rapportu di massa di l'etere di cellulosa à l'acqua) era 2,0%, a temperatura era 20 ℃ è a rata di rotazione era 12r/min. A tensione di a superficia di l'etere di cellulosa hè stata pruvata da u metudu di l'anellu. U strumentu di prova era tensiometru automaticu JK99A (Shanghai Zhongchen Company). A cuncentrazione di a suluzione di prova era 0.01% è a temperatura era 20 ℃. U cuntenutu di u gruppu di etere di cellulosa hè furnitu da u fabricatore.

Sicondu a viscosità, a tensione di a superficia è u cuntenutu di u gruppu di l'etere di cellulosa, quandu a cuncentrazione di suluzione hè 2,0%, u rapportu di viscosità di a suluzione HEC è HPMC2 hè 1: 1,6, è u rapportu di viscosità di a suluzione HEC è MC hè 1: 0,4, ma in sta prova, u rapportu acqua-cimentu hè 0,35, u rapportu massimu di cimentu hè 0,6%, u rapportu di massa di l'etere di cellulosa à l'acqua hè di circa 1,7%, menu di 2,0%, è l'effettu sinergicu di slurry di cimentu nantu à a viscosità, cusì a diffarenza di viscosità di u slurry di cimentu mudificatu HEC, HPMC2 o MC hè chjuca.

Sicondu a viscosità, a tensione di a superficia è u cuntenutu di u gruppu di l'etere di cellulosa, a tensione di a superficia di ogni etere di cellulosa hè diversu. L'etere di cellulosa ha sia gruppi idrofili (gruppi idrossilici ed eteri) sia gruppi idrofobi (anello di carbonio metile e glucosio), è un tensioattivo. L'etere di cellulosa hè diversu, u tipu è u cuntenutu di i gruppi idrofili è idrofobici sò diversi, risultatu in una tensione superficiale diversa.

1.2 I metudi di prova

Sò stati preparati sei tipi di slurry di cimentu, cumprese slurry di cimentu puro, quattru etere di cellulosa (MC, HPMCl, HPMC2 è HEC) slurry di cimentu mudificatu cù 0.60% ratio di cimentu è HPMC2 slurry di cimentu mudificatu cù 0.05% ratio di cimentu. Ref, MC - 0,60, HPMCl - 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0.60 è hpMC2-0.05 indicanu chì a ratio acqua-cimentu hè tramindui 0.35.

Slurry di cimentu prima in cunfurmità cù GB / T 17671 1999 "metudu di prova di forza di mortar di cimentu (metudu ISO)" fattu in bloccu di prova di prismi di 40 mm × 40 mm × 160 mm, sottu a cundizione di 20 ℃ sigillatu curing 28d. Dopu avè pesatu è calculatu a so densità apparente, hè stata aperta cù un picculu martellu, è a cundizione macro di u foru di a seccione cintrali di u blocu di teste hè stata osservata è fotografiata cù una camera digitale. À u listessu tempu, picculi pezzi di 2,5 ~ 5,0 mm sò stati presi per l'osservazione da u microscopiu otticu (microscopiu video tridimensionale HIROX) è u microscopiu elettronicu à scanning (JSM-5610LV).

2. Test risultati

2.1 Densità apparente

Sicondu a densità apparente di slurry di cimentu mudificatu da diverse etere di cellulosa, (1) a densità apparente di slurry di cimentu puro hè a più alta, chì hè 2044 kg / m³; A densità apparente di i quattru tipi di slurry mudificatu di l'etere di cellulosa cù u rapportu di cimentu di 0,60% era 74% ~ 88% di quellu di slurry di cimentu puro, chì indica chì l'etere di cellulosa hà causatu l'aumentu di a porosità di u slurry di cimentu. (2) Quandu u rapportu di cimentu à cimentu hè di 0,60%, l'effettu di eteri di cellulosa differenti nantu à a porosità di u slurry di cimentu hè assai diversu. A viscosità di u slurry di cemento modificatu HEC, HPMC2 è MC hè simile, ma a densità apparente di slurry di cemento modificatu HEC hè a più alta, chì indica chì a porosità di u slurry di cemento modificatu HEC hè più chjuca di quella di HPMc2 è Mc slurry di cemento modificatu cù viscosità simili. . HPMc1 è HPMC2 anu cuntenutu di gruppu simili, ma a viscosità di HPMCl hè assai più bassu di quella di HPMC2, è a densità apparente di u slurry di cimentu mudificatu HPMCl hè significativamente più altu ch'è quellu di u slurry di cimentu mudificatu HPMC2, chì indica chì quandu u cuntenutu di u gruppu hè simile. , più bassu hè a viscosità di l'etere di cellulosa, u più bassu hè a porosità di u slurry di cimentu mudificatu. (3) Quandu u rapportu di cimentu à cimentu hè assai chjuca (0,05%), a densità apparente di u slurry di cimentu mudificatu HPMC2 hè basicamente vicinu à quella di slurry di cimentu puru, chì indica chì l'effettu di l'etere di cellulosa nantu à a porosità di cimentu. slurry hè assai chjucu.

2.2 Poru macroscopicu

Sicondu a rùbbrica photos of cellulosa etere mudificatu cimentu slurry pigliatu da camera digitale, puri ciment slurry hè assai densu, quasi senza pori visibili; I quattru tippi di slurry mudificatu di l'etere di cellulosa cù un rapportu di cimentu di 0,60% anu tutti i pori più macroscòpichi, chì indicanu chì l'etere di cellulosa porta à l'aumentu di a porosità di u slurry di cimentu. Simile à i risultati di a prova di densità apparente, l'effettu di diversi tipi di etere di cellulosa è cuntenutu nantu à a porosità di u slurry di cimentu hè assai diversu. A viscosità di u slurry HEC, HPMC2 è MC mudificatu hè simile, ma a porosità di u slurry modificatu HEC hè più chjuca di quella di HPMC2 è MC slurry mudificatu. Ancu HPMC1 è HPMC2 anu un cuntenutu di gruppu simili, u slurry mudificatu HPMC1 cù viscosità più bassa hà porosità più chjuca. Quandu u rapportu di cimentu à cimentu di u slurry mudificatu HPMc2 hè assai chjuca (0,05%), u numeru di pori macroscòpichi hè ligeramente aumentatu di quellu di u slurry di cimentu puro, ma assai ridottu di quellu di u slurry mudificatu HPMC2 cù 0,60% di cimentu-à. - ratio di cimentu.

2.3 Poru microscòpicu

4. Cunclusioni

(1) L'etere di cellulosa pò aumentà a porosità di u slurry di cimentu.

(2) L'effettu di l'etere di cellulosa nantu à a porosità di u slurry di cimentu cù diversi paràmetri di struttura moleculare hè diversu: quandu a viscosità di u slurry di cimentu mudificatu di l'etere di cellulosa hè simile, a porosità di u slurry di cimentu mudificatu HEC hè più chjuca di quella di HPMC è MC modificata. slurry di cimentu; A più bassa hè a viscosità / u pesu moleculare relativo di l'etere di cellulosa HPMC cun cuntenutu di gruppu simili, più bassa hè a porosità di u so slurry di cimentu mudificatu.

(3) Dopu l'aghjunzione di l'etere di cellulosa in u slurry di cimentu, a tensione superficiale di a fase liquida hè ridutta, cusì chì u slurry di cimentu hè faciule di furmà bolle i molecule d'etere di cellulosa adsorbimentu direzionale in l'interfaccia gas-liquidu di bolle, migliurà a forza è a tenacità di l'adsorzione di film liquidu di bolle in l'interfaccia di gas-liquidu di bolle, migliurà a forza di u film liquidu di bolle è rinfurzà a capacità di u fangu duru per stabilizzà a bolla.