Etere di cellulosa nantu à a morfologia di l'etringite precoce

L'effetti di l'etere d'idrossietil metil cellulosa è l'etere di metilcellulosa nantu à a morfologia di ettringite in u slurry di cimentu iniziale sò stati studiati da a microscopia elettronica di scanning (SEM). I risultati mostranu chì u rapportu di lunghezza-diametru di i cristalli di ettringite in u slurry mudificatu in hydroxyethyl metil cellulosa etere hè più chjuca di quellu in u slurry ordinariu, è a morfologia di i cristalli di ettringite hè corta di bastone. U rapportu di lunghezza-diamitru di i cristalli di ettringite in u slurry mudificatu di l'etere di metilcellulosa hè più grande di quellu in u slurry ordinariu, è a morfologia di i cristalli di ettringite hè agulla-rod. I cristalli di ettringite in slurries di cimentu ordinariu anu un rapportu d'aspettu in un locu trà. Attraversu u studiu spirimintali supra, hè ancu chjaru chì a diffarenza di u pesu molekulari di dui tipi di cellulosa etere hè u fattore più impurtante chì afecta a morfologia di ettringite.

Parolle chjave:ettringite; rapportu lunghezza-diamitru; etere metilcellulosa; etere idrossietilmetilcellulosa; morfologia

Ettringite, cum'è un pruduttu di idratazione pocu allargatu, hà un effettu significativu nantu à u funziunamentu di u cimentu di cimentu, è hè sempre statu u puntu di ricerca di materiali basati in cimentu. Ettringite hè un tipu di trisulfide di calcium aluminate hydrate, a so formula chimica hè [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, o pò esse scritta cum'è 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, spessu abbreviata cum'è AFt. . In u sistema di cimentu Portland, ettringite hè principalmente furmatu da a reazione di gypsum cù minerali aluminate o ferric aluminate, chì ghjucanu u rolu di ritardà l'idratazione è a forza iniziale di u cimentu. A furmazione è a morfologia di ettringite sò affettati da parechji fatturi, cum'è a temperatura, u valore di pH è a cuncentrazione di ioni. Già in u 1976, Metha et al. usatu microscopia ilittronica scanning à studià i carattiristichi morfologicu di AFt, è truvò chì a morfologia di tali prudutti di idratazione ligeramente allargata era pocu sfarente quandu u spaziu di crescita era abbastanza grande è quandu u spaziu era limitatu. U primu era soprattuttu sferule sottili in forma di agulla, mentre chì l'ultimu era principalmente prisma curtu in forma di bastone. A ricerca di Yang Wenyan hà truvatu chì e forme AFt eranu diverse cù l'ambienti di curazione differenti. L'ambienti umidi ritardanu a generazione AFt in u béton dopatu di espansione è aumentanu a pussibilità di gonfiore è cracking di u cimentu. Diversi ambienti affettanu micca solu a furmazione è a microstruttura di AFt, ma ancu a so stabilità di u voluminu. Chen Huxing et al. truvò chì a stabilità à longu andà di AFt diminuite cù l'aumentu di u cuntenutu C3A. Clark è Monteiro et al. truvò chì cù l'aumentu di a pressione ambientale, a struttura di cristalli AFt hà cambiatu da l'ordine à u disordine. Balonis è Glasser anu rivisatu i cambiamenti di densità di AFm è AFt. Renaudin et al. hà studiatu i cambiamenti strutturali di AFt prima è dopu l'immersione in suluzione è i parametri strutturali di AFt in u spettru Raman. Kunther et al. hà studiatu l'effettu di l'interazzione trà u rapportu di calcium-silicuu di gel CSH è l'ioni sulfate nantu à a pressione di cristallizazione AFt da RMN. À u listessu tempu, basatu annantu à l'applicazione di AFt in materiali di cimentu, Wenk et al. hà studiatu l'orientazione di cristalli AFt di a sezione di cimentu attraversu a tecnulugia di finitura di diffrazione di raghji X di radiazione di sincrotrone dura. A furmazione di AFt in cimentu mistu è u hotspot di ricerca di ettringite sò stati esplorati. Basatu nantu à a reazione di ettringite ritardata, certi studiosi anu realizatu assai ricerche nantu à a causa di a fase AFt.

L'espansione di u voluminu causata da a furmazione di ettringite hè qualchì volta favurevule, è pò agisce cum'è una "espansione" simile à l'agente di espansione di l'ossidu di magnesiu per mantene a stabilità di u voluminu di materiali basati in cimentu. L'aghjunzione di l'emulsione di polimeru è l'emulsione in polvere redispersible cambia e proprietà macroscòpiche di i materiali basati in cimentu per via di i so effetti significativi nantu à a microstruttura di materiali basati in cimentu. Tuttavia, à u cuntrariu di l'emulsione in polvere redispersibile chì aumenta principalmente a pruprietà di ligame di u mortar induritu, l'etere di cellulosa di polimeru solubile in acqua (CE) dà à u mortare novu mischju una bona ritenzione d'acqua è un effettu addensante, migliurà cusì u funziunamentu di u travagliu. CE non ionica è comunemente usata, tra cui metil cellulosa (MC), idrossietilcellulosa (HEC), idrossipropilmetilcellulosa (HPMC),idrossietilmetilcellulosa (HEMC), etc., è CE ghjoca un rolu in u mortu novu mischju, ma ancu affetta u prucessu di idratazione di u slurry di cimentu. I studii anu dimustratu chì HEMC cambia a quantità di AFt prodotta cum'è un pruduttu di idratazione. Tuttavia, nisun studiu hà paragunatu sistematicamente l'effettu di CE nantu à a morfologia microscòpica di AFt, cusì stu documentu esplora a diffarenza di l'effettu di HEMC è MC nantu à a morfologia microscòpica di ettringham in u slurry di cimentu precoce (1-day) attraversu l'analisi d'imaghjini è paraguni.

1. Sperimenta

1.1 Materia prima

U cimentu Portland P·II 52.5R pruduttu da Anhui Conch Cement Co., LTD hè statu sceltu cum'è u cimentu in l'esperimentu. I dui eteri di cellulosa sò hydroxyethyl methylcellulose (HEMC) è methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group) rispettivamente. MC); L'acqua di mistura hè l'acqua di l'acqua.

1.2 I metudi spirimintali

U rapportu di l'acqua-cimentu di a mostra di pasta di cimentu era 0,4 (a massa di l'acqua à u cimentu), è u cuntenutu di l'etere di cellulosa era 1% di a massa di cimentu. A preparazione di u specimenu hè stata realizata secondu GB1346-2011 "Metudu di Test per u Cunsumu d'Acqua, Tempu di Setting è Stabilità di Consistenza Standard di Cimentu". Dopu a furmazione di u specimenu, a film plastica hè stata incapsulata nantu à a superficia di u moldu per prevene l'evaporazione di l'acqua di a superficia è a carbonizazione, è u specimenu hè stata postu in una sala di curazione cù una temperatura di (20±2) ℃ è umidità relativa di (60±5). ) %. Dopu à 1 ghjornu, u muffa hè stata sguassata, è u specimenu hè stata rottu, dopu una piccula mostra hè stata pigliata da u mità è imbevuta in etanolu anidru per finisce l'idratazione, è a mostra hè stata presa è secca prima di pruvà. I campioni secchi sò stati incollati à a tavola di mostra cù un adesivo conduttivu à doppia faccia, è una strata di film d'oru hè stata spruzzata nantu à a superficia da l'instrumentu automaticu Cressington 108auto di sputtering ionicu. A corrente di sputtering era 20 mA è u tempu di sputtering era 60 s. FEI QUANTAFEG 650 Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) hè stata utilizata per osservà e caratteristiche morfologiche di AFt in a sezione di mostra. U modu di l'elettroni secundariu altu vacuum hè stata utilizata per osservà l'AFT. A tensione d'accelerazione era 15 kV, u diametru di u spot di fasciu era 3.0 nm, è a distanza di travagliu hè stata cuntrullata à circa 10 mm.

2. Risultati è discussione

L'imaghjini SEM di ettringite in slurry di cimentu mudificatu da HEMC hà dimustratu chì a crescita di l'orientazione di Ca (OH)2 (CH) stratificata era evidente, è AFt mostrava l'accumulazione irregulare di AFt corta simile à bastone, è un pocu AFT simile à bastone curtu era coperto. cù struttura di membrana HEMC. Zhang Dongfang et al. anu ancu trovu AFt corta simile à una barra quandu si osservanu i cambiamenti di a microstruttura di u slurry di cimentu mudificatu HEMC attraversu ESEM. Cridianu chì u slurry di cimentu ordinariu hà reagitu rapidamente dopu avè scontru l'acqua, cusì u cristallu AFt era slender, è l'estensione di l'età di idratazione hà purtatu à l'aumentu cuntinuu di u rapportu di lunghezza-diametru. Tuttavia, HEMC hà aumentatu a viscosità di a suluzione, hà riduciutu a rata di ligame di ioni in a suluzione è hà ritardatu l'arrivu di l'acqua nantu à a superficia di particeddi di clinker, cusì u rapportu di lunghezza-diametru di AFt hà aumentatu in una tendenza debule è e so caratteristiche morfologiche anu dimustratu. forma corta di bastone. Paragunatu cù AFt in slurry di cimentu ordinariu di a listessa età, sta tiuria hè stata verificata parzialmente, ma ùn hè micca applicabile per spiegà i cambiamenti morfologichi di AFt in slurry di cimentu mudificatu MC. L'imaghjini SEM di ettridite in slurry di cimentu mudificatu in MC indurita di 1 ghjornu anu dimustratu ancu una crescita orientata di Ca(OH)2 stratificati, alcune superfici AFt eranu ancu cuperte cù a struttura di film di MC, è AFt mostrava caratteristiche morfologiche di crescita di cluster. Tuttavia, in paragone, u cristallu AFt in u slurry di cimentu mudificatu MC hà un rapportu di lunghezza-diametru più grande è una morfologia più slender, chì mostra una morfologia acicular tipica.

Tanti HEMC è MC ritardanu u prucessu di idratazione iniziale di u cimentu è anu aumentatu a viscosità di a suluzione, ma e sferenze in e caratteristiche morfologiche AFt causate da elli eranu sempre significativu. I fenomeni sopra ponu esse elaborati più da a perspettiva di a struttura moleculare di l'etere di cellulosa è a struttura di cristalli AFt. Renaudin et al. imbulighjate l'AFt sintetizatu in a suluzione alkali preparata per ottene "AFt bagnatu", è parzialmente sguassate è siccatu nantu à a superficia di suluzione saturata di CaCl2 (35% umidità relativa) per ottene "AFt seccu". Dopu à u studiu di raffinamentu di a struttura da a spettroscopia Raman è a diffrazione di polveri di raghji X, hè statu truvatu chì ùn ci era micca differenza trà e duie strutture, solu a direzzione di a furmazione di cristalli di e cellule cambiata in u prucessu di secca, vale à dì, in u prucessu di l'ambiente. cambia da "umitu" à "seccu", i cristalli AFt formanu cellule longu a direzzione nurmale di una crescita gradualmente. I cristalli AFt longu a direzzione c nurmale diventenu menu è menu. L'unità più basica di u spaziu tridimensionale hè cumpostu da una linea nurmale, b linea nurmale è c linea normale chì sò perpendiculari à l'altri. In u casu chì b nurmali sò stati fissi, i cristalli AFt raggruppati longu un nurmale, risultatu in una sezione trasversale di cellula allargata in u pianu di i normali ab. Cusì, se l'HEMC "almacenà" più acqua chì u MC, un ambiente "secu" pò esse in una zona localizata, incuraghjendu l'agregazione laterale è a crescita di cristalli AFt. Patural et al. truvò chì per u CE stessu, u più altu u gradu di polimerizazione (o u più grande u pesu moleculare), u più grande a viscosità di CE è u megliu u rendiment di ritenzione d'acqua. A struttura molekulari di HEMC è MCS sustene sta ipotesi, cù u gruppu hydroxyethyl avè un pesu moleculare assai più grande cà u gruppu di l'idrogenu.

In generale, i cristalli AFt si formanu è precipitanu solu quandu i ioni pertinenti righjunghjenu una certa saturazione in u sistema di suluzione. Dunque, fattori cum'è a cuncentrazione di ioni, a temperatura, u valore di pH è u spaziu di furmazione in a suluzione di reazzione ponu influenzà significativamente a morfologia di i cristalli AFt, è i cambiamenti in e cundizioni di sintesi artificiale ponu cambià a morfologia di i cristalli AFt. Dunque, u rapportu di cristalli AFt in slurry di cimentu ordinariu trà i dui pò esse causatu da u fattore unicu di cunsumu d'acqua in a prima idratazione di cimentu. Tuttavia, a diffarenza in a morfologia di cristalli AFt causata da HEMC è MC deve esse principalmente per via di u so mecanismu di ritenzione d'acqua speciale. Hemcs è MCS creanu un "ciclu chjusu" di trasportu d'acqua in a microzona di u slurry di cimentu frescu, chì permettenu un "periodu brevi" in quale l'acqua hè "facile per entra è difficiule per esce". Tuttavia, durante stu periodu, l'ambienti di a fase liquida in è vicinu à a microzona hè ancu cambiatu. Fattori cum'è a cuncentrazione di ioni, pH, etc., U cambiamentu di l'ambienti di crescita hè più riflessu in e caratteristiche morfologiche di i cristalli AFt. Stu "circulu chjusu" di u trasportu d'acqua hè simili à u miccanisimu di l'azzione descrittu da Pourchez et al. HPMC ghjucà un rolu in a ritenzione d'acqua.

3. Cunclusioni

(1) L'aghjunzione di hydroxyethyl metil cellulosa etere (HEMC) è metil cellulosa etere (MC) pò cambià significativamente a morfologia di ettringite in principiu (1 ghjornu) slurry di cimentu ordinariu.

(2) A lunghezza è u diametru di u cristallu di ettringite in u slurry di cimentu mudificatu HEMC sò forma di bastone chjuca è corta; U rapportu di lunghezza è di diamitru di i cristalli di ettringite in slurry di cimentu mudificatu MC hè grande, chì hè a forma di agulla. I cristalli di ettringite in slurries di cimentu ordinariu anu un rapportu d'aspettu trà questi dui.

(3) I sfarenti effetti di dui eteri di cellulosa nantu à a morfologia di ettringite sò essenzialmente per a diferenza di u pesu moleculare.