Změna viskozity etheru celulózy na omítce na bázi cementu

Zahušťování je důležitým modifikačním účinkem éteru celulózy na materiály na bázi cementu. Vliv obsahu éteru celulózy, rychlosti otáčení viskozimetru a teploty na změnu viskozity cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky byly studovány. Výsledky ukazují, že viskozita cementuna bázi omítky se neustále zvyšuje se zvyšováním obsahu etheru celulózy a viskozity roztoku etheru celulózy a cementuna bázi omítky má „efekt složené superpozice“; pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky je nižší než u čistého cementuna bázi omítkya viskozita Čím nižší je rychlost otáčení nástroje nebo čím nižší je viskozita cementu modifikovaného celulózouna bázi omítkynebo čím nižší je obsah éteru celulózy, tím zjevnější je pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky; S kombinovaným účinkem hydratace, viskozita cementu modifikovaného celulózovým éteremna bázi omítky zvýší nebo sníží. Různé typy éteru celulózy mají různé změny viskozity modifikovaného cementuna bázi omítky.

klíčová slova: ether celulózy; cementna bázi omítky; viskozita

0、Předmluva

Ethery celulózy se často používají jako činidla zadržující vodu a zahušťovadla pro materiály na bázi cementu. Podle různých substituentů ethery celulózy používané v materiálech na bázi cementu obecně zahrnují methylcelulózu (MC), hydroxyethylcelulózu (HEC), ether hydroxyethylmethylcelulózy (hydroxyethylmethylcelulóza, HEMC) a hydroxypropylmethylcelulózu (Hydroxypropylmethylcelulóza, HPMC), mezi nimiž se nejčastěji používají HPMC a HEMC.

Zahušťování je důležitým modifikačním účinkem éteru celulózy na materiály na bázi cementu. Éter celulózy může poskytnout vlhké maltě vynikající viskozitu, výrazně zvýšit schopnost lepení mezi vlhkou maltou a základní vrstvou a zlepšit odolnost malty proti stékání. Může také zvýšit homogenitu a antidisperzní schopnost čerstvě namíchaných materiálů na bázi cementu a zabránit delaminaci, segregaci a krvácení malty a betonu.

Zahušťovací účinek éteru celulózy na materiály na bázi cementu lze kvantitativně vyhodnotit pomocí reologického modelu materiálů na bázi cementu. Materiály na bázi cementu jsou obvykle považovány za Binghamovu tekutinu, to znamená, že když aplikované smykové napětí r je menší než mez kluzu r0, materiál zůstává ve svém původním tvaru a neteče; když smykové napětí r překročí meze kluzu r0, předmět podléhá proudové deformaci a smykové napětí Napětí r má lineární vztah s rychlostí deformace y, tj. r=r0+f·y, kde f je plastická viskozita. Étery celulózy obecně zvyšují mez kluzu a plastickou viskozitu materiálů na bázi cementu, avšak nižší dávkování vede k nižší meze kluzu a plastické viskozitě, zejména díky efektu strhávání vzduchu éterů celulózy. Paturalův výzkum ukazuje, že se zvyšuje molekulová hmotnost éteru celulózy, mez kluzu cementuna bázi omítky klesá a konzistence se zvyšuje.

Viskozita cementuna bázi omítky je důležitým ukazatelem pro hodnocení zahušťovacího účinku éteru celulózy na materiály na bázi cementu. Některá literatura zkoumala zákon změny viskozity roztoku éteru celulózy, ale stále chybí relevantní výzkum účinku éteru celulózy na změnu viskozity cementu.na bázi omítky. Zároveň podle různých typů substituentů existuje mnoho typů etherů celulózy. Vliv různých typů a viskozit éterů celulózy na změnu cementuna bázi omítky viskozita je také velmi znepokojeným problémem při použití etherů celulózy. Tato práce využívá rotační viskozimetr ke studiu změn viskozity cementových suspenzí modifikovaných etherem celulózy různých typů a viskozit při různých poměrech polypopelů, rychlostech otáčení a teplotách.

1. Experiment

1.1 Suroviny

(1) Ether celulózy. Bylo vybráno šest druhů éterů celulózy běžně používaných v mé zemi, včetně 1 druhu MC, 1 druhu HEC, 2 druhů HPMC a 2 druhů HEMC, mezi nimiž byly zjevně viskozity 2 druhů HPMC a 2 druhů HEMC. jiný. Viskozita éteru celulózy byla testována rotačním viskozimetrem NDJ-1B (Shanghai Changji Company), koncentrace testovaného roztoku byla 1,0 % nebo 2,0 %, teplota byla 20 °C.°C a rychlost otáčení byla 12 ot./min.

(2) Cement. Obyčejný portlandský cement vyráběný společností Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. má specifikaci P·O 42,5 (GB 175-2007).

1.2 Metoda měření viskozity roztoku etheru celulózy

Odeberte vzorek éteru celulózy stanovené kvality a přidejte jej do skleněné kádinky o objemu 250 ml, poté přidejte 250 g horké vody o teplotě asi 90 °C.°C; důkladně promíchejte skleněnou tyčinkou, aby éter celulózy vytvořil stejnoměrný disperzní systém v horké vodě, a současně umístěte kádinku Cool na vzduch. Když roztok začne vytvářet viskozitu a nebude se znovu srážet, okamžitě přestaňte míchat; když je roztok ochlazen na vzduchu, dokud není barva stejnoměrná, vložte kádinku do vodní lázně s konstantní teplotou a udržujte teplotu na specifikované teplotě. Chyba je± 0,1°C; po 2 h (počítáno z doby kontaktu éteru celulózy s horkou vodou) změřte teploměrem teplotu středu roztoku. Výrobní) rotor zasunutý do roztoku do určené hloubky, po 5min odstátí změřit jeho viskozitu.

1.3 Měření viskozity cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky

Před experimentem uchovávejte všechny suroviny při stanovené teplotě, odvažte uvedenou hmotu éteru celulózy a cementu, důkladně je promíchejte a do skleněné kádinky o objemu 250 ml s poměrem voda-cement 0,65 přidejte vodu z vodovodu o stanovené teplotě; poté přidejte suchý prášek do kádinky a počkejte 3 minuty Důkladně promíchejte skleněnou tyčinkou 300krát, vložte rotor rotačního viskozimetru (typ NDJ-1B, výrobce Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) do roztoku do stanovené hloubky a po 2 minutách stání změřte jeho viskozitu. Aby se zabránilo vlivu hydratačního tepla cementu na zkoušku viskozity cementuna bázi omítky co nejvíce viskozitu cementu modifikovaného etherem celulózyna bázi omítky musí být testován, když je cement v kontaktu s vodou po dobu 5 minut.

2. Výsledky a analýza

2.1 Vliv obsahu etheru celulózy

Množství éteru celulózy se zde vztahuje k hmotnostnímu poměru éteru celulózy k cementu, to znamená k poměru polypopelů. Vlivem P2, E2 a H1 tři druhy etherů celulózy na změnu viskozity cementuna bázi omítky při různých dávkách (0,1 %, 0,3 %, 0,6 % a 0,9 %) lze vidět, že po přidání éteru celulózy se viskozita cementuna bázi omítky Viskozita se zvyšuje; jak se zvyšuje množství éteru celulózy, viskozita cementuna bázi omítky se neustále zvyšuje a rozsah zvýšení viskozity cementuna bázi omítky se také zvětší.

Když je poměr voda-cement 0,65 a obsah etheru celulózy je 0,6 %, vezmeme-li v úvahu vodu spotřebovanou při počáteční hydrataci cementu, je koncentrace etheru celulózy vzhledem k vodě asi 1 %. Když je koncentrace 1 %, vodné roztoky P2, E2 a H1. Viskozita je 4990 mPa·S, 5070 mPa·S a 5250 mPa·s v uvedeném pořadí; když je poměr voda-cement 0,65, viskozita čistého cementuna bázi omítky je 836 mPa·S. Nicméně viskozity cementových suspenzí modifikovaných etherem celulózy P2, E2 a H1 jsou 13800 mPa·S, 12900 mPa·S a 12700 mPa·s resp. Je zřejmé, že viskozita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky není viskozita roztoku éteru celulózy a jednoduché přidání viskozity čistého cementuna bázi omítky je výrazně větší než součet dvou viskozit, tj. viskozity roztoku éteru celulózy a viskozity cementuna bázi omítky mají „efekt složené superpozice“. Viskozita roztoku éteru celulózy pochází ze silné hydrofilnosti hydroxylových skupin a éterových vazeb v molekulách éteru celulózy a trojrozměrné síťové struktury tvořené molekulami éteru celulózy v roztoku; viskozita čistého cementuna bázi omítky pochází ze sítě vytvořené mezi strukturou produktů hydratace cementu. Vzhledem k tomu, že produkty hydratace polymeru a cementu často tvoří vzájemně se prostupující síťovou strukturu, v cementu modifikovaném celulózovým etheremna bázi omítky, trojrozměrná síťová struktura éteru celulózy a síťová struktura produktů hydratace cementu jsou propojeny a molekuly éteru celulózy Adsorpce s produkty hydratace cementu společně vytváří „efekt složené superpozice“, který výrazně zvyšuje celkovou viskozitu cementuna bázi omítky; protože jedna molekula éteru celulózy se může prolínat s více molekulami éteru celulózy a produkty hydratace cementu, proto se zvýšením obsahu éteru celulózy hustota síťové struktury roste více než nárůst molekul éteru celulózy a viskozita cementuna bázi omítky neustále se zvyšuje; navíc rychlá hydratace cementu potřebuje zreagovat část vody. což je ekvivalentní zvýšení koncentrace éteru celulózy, což je také důvodem výrazného zvýšení viskozity cementuna bázi omítky.

Od éteru celulózy a cementuna bázi omítky mají „kompozitní superpoziční efekt“ ve viskozitě, za stejných podmínek obsahu éteru celulózy a poměru voda-cement, viskozita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky se zřejmým rozdílem při koncentraci 2% Rozdíl viskozity není velký, např. viskozity P2 a E2 jsou 48000 mPa·s a 36700 mPa·ve vodném roztoku o koncentraci 2 %. S, rozdíl není zřejmý; viskozity E1 a E2 ve 2% vodném roztoku jsou 12300 mPa·S a 36700 mPa·s je rozdíl velmi velký, ale viskozity jejich modifikované cementové pasty jsou 9800 mPa·S respektive 12900 mPa·S, rozdíl byl značně snížen, takže při volbě éteru celulózy ve strojírenství není nutné usilovat o příliš vysokou viskozitu éteru celulózy. Navíc v praktických technických aplikacích je koncentrace etheru celulózy vzhledem k vodě obvykle relativně nízká. Například v běžné omítkové maltě je poměr voda-cement obvykle asi 0,65 a obsah éteru celulózy je 0,2 % až 0,6 %. Koncentrace vody se pohybuje mezi 0,3 % a 1 %.

Z výsledků testů lze také vidět, že různé typy éterů celulózy mají různé účinky na viskozitu cementu.na bázi omítky. Když je koncentrace 1 %, viskozity tří druhů vodných roztoků etheru celulózy P2, E2 a H1 jsou 4990 mPa.·s, 5070 mPa·S a 5250 mPa·S, v tomto pořadí, viskozita roztoku H1 je nejvyšší, ale viskozita P2, E2 a H1 tři druhy etheru celulózy Viskozita etherem modifikovaných cementových suspenzí byla 13800 mPa·S, 12900 mPa·S a 12700 mPa·S v uvedeném pořadí a viskozita H1 modifikovaných cementových suspenzí byla nejnižší. Je to proto, že étery celulózy mají obvykle účinek zpomalující hydrataci cementu. Mezi třemi druhy éterů celulózy, HEC, HPMC a HEMC, má HEC nejsilnější schopnost zpomalit hydrataci cementu. Proto v H1 modifikovaném cementuna bázi omítky, v důsledku pomalejší hydratace cementu se síťová struktura produktů hydratace cementu vyvíjí pomaleji a viskozita je nejnižší.

2.2 Vliv rychlosti otáčení

Z vlivu rychlosti otáčení viskozimetru na viskozitu čistého cementuna bázi omítky a cement modifikovaný etherem celulózyna bázi omítkyje vidět, že se zvyšující se rychlostí rotace viskozita cementu modifikovaného etherem celulózyna bázi omítky a čistý cementna bázi omítky klesá v různé míře, to znamená, že všechny mají vlastnost smykového ztenčování a patří k pseudoplastické kapalině. Čím menší je rychlost rotace, tím větší je pokles viskozity veškerého cementuna bázi omítky s rychlostí rotace, to znamená, čím je pseudoplasticita cementu zjevnějšína bázi omítky. S rostoucí rychlostí rotace klesá křivka viskozity cementuna bázi omítky postupně se plošší a pseudoplasticita slábne. Ve srovnání s čistým cementemna bázi omítky, pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky je slabší, to znamená, že začlenění éteru celulózy snižuje pseudoplasticitu cementuna bázi omítky.

Z vlivu rychlosti otáčení na viskozitu cementuna bázi omítky při různých typech a viskozitách etherů celulózy může být známo, že cementna bázi omítky modifikovaný různými ethery celulózy má různou pseudoplastickou pevnost a čím menší je viskozita etheru celulózy, tím vyšší je viskozita modifikovaného cementuna bázi omítky. Tím je pseudoplasticita cementu zjevnějšína bázi omítky je; pseudoplasticita modifikovaného cementuna bázi omítky nemá žádný zřejmý rozdíl s různými typy etherů celulózy s podobnými viskozitami. Z P2, E2 a H1 tři druhy cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky v různém dávkování (0,1 %, 0,3 %, 0,6 % a 0,9 %) lze znát vliv rychlosti otáčení na viskozitu, P2, E2 a H1 tři druhy vláken Cementové kaše modifikované prostým éterem mají stejné výsledky zkoušek : když je množství éteru celulózy jiné, jejich pseudoplasticita je různá. Čím menší je množství éteru celulózy, tím silnější je pseudoplasticita modifikovaného cementuna bázi omítky.

Po kontaktu cementu s vodou dochází k rychlé hydrataci částic cementu na povrchu a hydratační produkty (zejména CSH gel) vytvářejí aglomerační strukturu. Když je v roztoku směrová smyková síla, aglomerační struktura se otevře, takže ve směru smykové síly se sníží odpor směrového proudění, čímž se projeví vlastnost smykového ztenčení. Ether celulózy je druh makromolekuly s asymetrickou strukturou. Když je roztok nehybný, molekuly etheru celulózy mohou mít různé orientace. Když je v roztoku směrová smyková síla, dlouhý řetězec molekuly se otočí a bude pokračovat. Směr smykové síly je snížen, což má za následek snížení odporu proudění a také vykazuje vlastnost smykového ztenčení. Ve srovnání s produkty hydratace cementu jsou molekuly éteru celulózy pružnější a mají určitou pufrační kapacitu pro smykovou sílu. Proto ve srovnání s čistým cementemna bázi omítky, pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky je slabší a se zvyšující se viskozitou nebo obsahem éteru celulózy je tlumicí účinek molekul éteru celulózy na smykovou sílu zjevnější. Plasticita slábne.

2.3 Vliv teploty

Z vlivu teplotních změn (20°C, 27°C a 35°C) na viskozitě cementu modifikovaného etherem celulózyna bázi omítkylze vidět, že když je obsah éteru celulózy 0,6 %, s rostoucí teplotou čistý cementna bázi omítky a M1 Viskozita modifikovaného cementuna bázi omítky zvýšená a viskozita jiného cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky poklesl, ale pokles nebyl velký, a viskozita H1 modifikovaného cementuna bázi omítky klesl nejvíce. Pokud jde o modifikovaný cement E2na bázi omítky Jedná se o viskozitu cementu, pokud je poměr polypopelů 0,6 %.na bázi omítky klesá s rostoucí teplotou, a když je poměr polypopelů 0,3 %, viskozita cementuna bázi omítky se zvyšuje s rostoucí teplotou.

Obecně řečeno, v důsledku poklesu intermolekulární interakční síly se viskozita kapaliny sníží se zvýšením teploty, což je případ roztoku etheru celulózy. Nicméně, jak teplota stoupá a doba kontaktu mezi cementem a vodou se zvyšuje, rychlost hydratace cementu se výrazně zrychlí a stupeň hydratace se zvýší, takže viskozita čistého cementuna bázi omítky se místo toho zvýší.

V cementu modifikovaném celulózovým etheremna bázi omítkyéter celulózy se bude adsorbovat na povrch produktů hydratace cementu, čímž bude inhibovat hydrataci cementu, ale různé typy a množství éterů celulózy mají různé schopnosti inhibovat hydrataci cementu, MC (jako je M1) má slabou schopnost inhibovat hydrataci cementu, a jak se teplota zvyšuje, rychlost hydratace cementuna bázi omítky je stále rychlejší, takže s rostoucí teplotou se viskozita obecně zvyšuje; HEC, HPMC a HEMC mohou významně inhibovat hydrataci cementu, protože teplota se zvyšuje, rychlost hydratace cementuna bázi omítky je pomalejší, takže jak se teplota zvyšuje, HEC, HPMC a HEMC modifikovaný cement Viskozitana bázi omítky (0,6% poměr polypopelu) je obecně snížen, a protože schopnost HEC zpomalit hydrataci cementu je větší než u HPMC a HEMC, změna éteru celulózy v teplotních změnách (20°C, 27°C a 35°C) Viskozita H1 modifikovaného cementuna bázi omítky klesl nejvíce s nárůstem teploty. Nicméně, hydratace cementu stále existuje, když je teplota vyšší, takže stupeň redukce cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky s nárůstem teploty není zřejmé. Pokud jde o modifikovaný cement E2na bázi omítky jde o to, že při vysokém dávkování (popelovost 0,6 %) je zřejmý účinek inhibice hydratace cementu a viskozita klesá s rostoucí teplotou; při nízkém dávkování (poměr popela je 0,3 %) není účinek inhibice hydratace cementu zřejmý a viskozita se zvyšuje s rostoucí teplotou.

3. Závěr

(1) S neustálým zvyšováním obsahu éteru celulózy se viskozita a viskozita zvyšují rychlost cementuna bázi omítky nadále zvyšovat. Molekulární síťová struktura éteru celulózy a síťová struktura produktů hydratace cementu se prolínají a počáteční hydratace cementu nepřímo zvyšuje koncentraci éteru celulózy, takže viskozita roztoku éteru celulózy a cementuna bázi omítky má „kompozitní superpoziční efekt“, tj. éter celulózy Viskozita modifikovaného cementuna bázi omítky je mnohem větší než součet jejich příslušných viskozit. Ve srovnání s cementovými suspenzemi modifikovanými HPMC a HEMC mají cementové suspenze modifikované HEC nižší hodnoty testu viskozity v důsledku pomalejšího vývoje hydratace.

(2) Oba cementy modifikované éterem celulózyna bázi omítky a čistý cementna bázi omítky mají vlastnost smykového ztenčení nebo pseudoplasticity; pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky je nižší než u čistého cementuna bázi omítky; čím nižší je rychlost rotace nebo celulóza, tím nižší je viskozita etherem modifikovaného cementuna bázi omítkynebo čím nižší je obsah éteru celulózy, tím zjevnější je pseudoplasticita cementu modifikovaného éterem celulózyna bázi omítky.

(3) Jak teplota stále stoupá, zvyšuje se rychlost a stupeň hydratace cementu, takže viskozita čistého cementuna bázi omítky postupně narůstá. Vzhledem k tomu, že různé typy a množství etherů celulózy mají různé schopnosti inhibovat hydrataci cementu, viskozita modifikované cementové pasty se mění s teplotou.