Ether cellwlos ar forffoleg etrisit cynnar

Astudiwyd effeithiau ether cellwlos hydroxyethyl methyl ac ether methyl cellulose ar forffoleg ettringite mewn slyri sment cynnar trwy sganio microsgopeg electron (SEM). Mae'r canlyniadau'n dangos bod y gymhareb hyd-diamedr o grisialau ettringite mewn slyri ether cellwlos hydroxyethyl methyl wedi'i addasu yn llai na'r hyn mewn slyri cyffredin, ac mae morffoleg crisialau ettringite yn debyg i wialen fer. Mae'r gymhareb hyd-diamedr o grisialau ettringite mewn slyri methyl cellwlos ether wedi'i addasu yn fwy na'r gymhareb mewn slyri cyffredin, a morffoleg crisialau ettringit yw gwialen nodwydd. Mae gan y crisialau ettringit mewn slyri sment cyffredin gymhareb agwedd rhywle rhyngddynt. Trwy'r astudiaeth arbrofol uchod, mae'n amlwg ymhellach mai gwahaniaeth pwysau moleciwlaidd dau fath o ether cellwlos yw'r ffactor pwysicaf sy'n effeithio ar morffoleg ettringite.

Geiriau allweddol:ettringite; Cymhareb hyd-diamedr; Methyl cellwlos ether; Hydroxyethyl methyl cellwlos ether; morffoleg

Mae Ettringite, fel cynnyrch hydradu ychydig wedi'i ehangu, yn cael effaith sylweddol ar berfformiad concrit sment, ac mae bob amser wedi bod yn fan cychwyn ymchwil o ddeunyddiau sy'n seiliedig ar sment. Mae ettringit yn fath o hydrad aluminate calsiwm math trisulfide, ei fformiwla gemegol yw [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, neu gellir ei ysgrifennu fel 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, a dalfyrrir yn aml fel AFt . Yn system sment Portland, mae ettringite yn cael ei ffurfio'n bennaf gan adwaith gypswm â mwynau aluminate aluminate neu ferric, sy'n chwarae rôl oedi hydradiad a chryfder cynnar sment. Mae llawer o ffactorau megis tymheredd, gwerth pH a chrynodiad ïon yn effeithio ar ffurfiant a morffoleg ettrite. Mor gynnar â 1976, roedd Metha et al. defnyddio microsgopeg electron sganio i astudio nodweddion morffolegol AFt, a chanfuwyd bod morffoleg cynhyrchion hydradu ychydig wedi'u hehangu ychydig yn wahanol pan oedd y gofod twf yn ddigon mawr a phan oedd y gofod yn gyfyngedig. Roedd y cyntaf yn bennaf yn sfferiwlau main siâp nodwydd, tra bod yr olaf yn bennaf yn brism siâp gwialen fer. Canfu ymchwil Yang Wenyan fod ffurfiau AFt yn wahanol gyda gwahanol amgylcheddau halltu. Byddai amgylcheddau gwlyb yn gohirio cynhyrchu AFt mewn concrit â dop ehangu ac yn cynyddu'r posibilrwydd o chwyddo a chracio concrit. Mae gwahanol amgylcheddau yn effeithio nid yn unig ar ffurfio a microstrwythur AFt, ond hefyd ei sefydlogrwydd cyfaint. Roedd Chen Huxing et al. Canfuwyd bod sefydlogrwydd hirdymor AFt wedi gostwng gyda chynnydd mewn cynnwys C3A. Clark a Monteiro et al. Canfuwyd, gyda'r cynnydd mewn pwysau amgylcheddol, bod strwythur grisial AFt wedi newid o drefn i anhrefn. Adolygodd Balonis a Glasser newidiadau dwysedd AFm ac AFt. Dywedodd Renaudin et al. astudio newidiadau strwythurol AFt cyn ac ar ôl trochi mewn hydoddiant a pharamedrau strwythurol AFt yn sbectrwm Raman. Roedd Kunther et al. astudiodd effaith y rhyngweithio rhwng cymhareb calsiwm-silicon gel CSH ac ïon sylffad ar bwysau crisialu AFt gan NMR. Ar yr un pryd, yn seiliedig ar gymhwyso AFt mewn deunyddiau sy'n seiliedig ar sment, mae Wenk et al. astudio cyfeiriadedd grisial AFt o adran goncrid trwy ymbelydredd synchrotron caled pelydr-X technoleg gorffen diffreithiant. Archwiliwyd ffurfiant AFt mewn sment cymysg a man cychwyn ymchwil ettrite. Yn seiliedig ar oedi wrth adwaith ettrite, mae rhai ysgolheigion wedi cynnal llawer o ymchwil ar achos y cyfnod AFt.

Mae'r ehangiad cyfaint a achosir gan ffurfio ettringite weithiau'n ffafriol, a gall weithredu fel "ehangu" tebyg i asiant ehangu magnesiwm ocsid i gynnal sefydlogrwydd cyfaint deunyddiau sy'n seiliedig ar sment. Mae ychwanegu emwlsiwn polymer a phowdr emwlsiwn coch-wasgadwy yn newid priodweddau macrosgopig deunyddiau sy'n seiliedig ar sment oherwydd eu heffeithiau sylweddol ar ficrostrwythur deunyddiau sy'n seiliedig ar sment. Fodd bynnag, yn wahanol i'r powdr emwlsiwn y gellir ei ail-wasgaru sy'n gwella eiddo bondio morter caled yn bennaf, mae'r ether cellwlos polymer sy'n hydoddi mewn dŵr (CE) yn sicrhau bod y morter sydd newydd ei gymysgu yn cadw dŵr yn dda ac yn tewychu, gan wella'r perfformiad gweithio. Defnyddir CE nad yw'n ïonig yn gyffredin, gan gynnwys methyl cellwlos (MC), cellwlos hydroxyethyl (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC),hydroxyethyl methyl cellwlos (HEMC), ac ati, ac mae CE yn chwarae rhan mewn morter newydd ei gymysgu ond hefyd yn effeithio ar y broses hydradu o slyri sment. Mae astudiaethau wedi dangos bod HEMC yn newid faint o AFt a gynhyrchir fel cynnyrch hydradu. Fodd bynnag, nid oes unrhyw astudiaethau wedi cymharu effaith CE ar forffoleg microsgopig AFt yn systematig, felly mae'r papur hwn yn archwilio'r gwahaniaeth rhwng effaith HEMC a MC ar forffoleg microsgopig ettringham mewn slyri sment cynnar (1-diwrnod) trwy ddadansoddi delweddau a cymhariaeth.

1. arbrawf

1.1 Deunyddiau Crai

P·II 52.5R Dewiswyd sment Portland a gynhyrchwyd gan Anhui Conch Cement Co., LTD fel y sment yn yr arbrawf. Y ddau ether cellwlos yw hydroxyethyl methylcellulose (HEMC) a methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group) yn y drefn honno. MC); Mae'r dŵr cymysgu yn ddŵr tap.

1.2 Dulliau arbrofol

Cymhareb dŵr-sment y sampl past sment oedd 0.4 (cymhareb màs dŵr i sment), ac roedd cynnwys ether cellwlos yn 1% o fàs sment. Paratowyd y sbesimen yn unol â GB1346-2011 “Dull Profi ar gyfer Defnydd Dŵr, Gosod Amser a Sefydlogrwydd Cysondeb Safonol Sment”. Ar ôl ffurfio'r sbesimen, cafodd ffilm blastig ei amgáu ar wyneb y mowld i atal anweddiad dŵr wyneb a charboneiddio, a gosodwyd y sbesimen mewn ystafell halltu gyda thymheredd o (20 ± 2) ℃ a lleithder cymharol o (60 ± 5). ) %. Ar ôl 1 diwrnod, tynnwyd y llwydni, a thorrwyd y sbesimen, yna cymerwyd sampl fach o'r canol a'i socian mewn ethanol anhydrus i derfynu hydradiad, a chymerwyd y sampl allan a'i sychu cyn ei brofi. Cafodd y samplau sych eu gludo i'r bwrdd sampl gyda gludiog dwyochrog dargludol, a chwistrellwyd haen o ffilm aur ar yr wyneb gan offeryn sputtering ïon awtomatig Cressington 108auto. Roedd y cerrynt sputtering yn 20 mA a'r amser sbuttering oedd 60 s. Defnyddiwyd microsgop electron sganio amgylcheddol FEI QUANTAFEG 650 (ESEM) i arsylwi nodweddion morffolegol AFt ar yr adran sampl. Defnyddiwyd y modd electron eilaidd gwactod uchel i arsylwi ar yr AFT. Y foltedd cyflymu oedd 15 kV, diamedr sbot y trawst oedd 3.0 nm, a rheolwyd y pellter gweithio tua 10 mm.

2. Canlyniadau a thrafodaeth

Dangosodd delweddau SEM o ettrite mewn slyri sment caled a addaswyd gan HEMC fod twf cyfeiriadedd haenog Ca (OH) 2(CH) yn amlwg, a dangosodd AFt groniad afreolaidd o AFt tebyg i wialen fer, a gorchuddiwyd rhywfaint o AFT tebyg i wialen fer. gyda strwythur bilen HEMC. Dywedodd Zhang Dongfang et al. canfuwyd hefyd AFt byr tebyg i wialen wrth arsylwi ar y newidiadau microstrwythur o slyri sment wedi'i addasu HEMC trwy ESEM. Roeddent yn credu bod slyri sment cyffredin yn ymateb yn gyflym ar ôl dod ar draws dŵr, felly roedd grisial AFt yn denau, ac arweiniodd ymestyn yr oedran hydradu at gynnydd parhaus yn y gymhareb hyd-diamedr. Fodd bynnag, cynyddodd HEMC gludedd yr hydoddiant, gostyngodd y gyfradd rhwymo ïonau yn yr hydoddiant ac oedi cyn dyfodiad dŵr ar wyneb gronynnau clincer, felly cynyddodd cymhareb hyd-diamedr AFt mewn tuedd wan a dangosodd ei nodweddion morffolegol. siâp byr tebyg i wialen. O'i gymharu ag AFt mewn slyri sment cyffredin o'r un oedran, mae'r ddamcaniaeth hon wedi'i dilysu'n rhannol, ond nid yw'n berthnasol esbonio newidiadau morffolegol AFt mewn slyri sment wedi'i addasu gan MC. Roedd delweddau SEM o ettridite mewn slyri sment wedi'i addasu gan MC wedi'i galedu am 1 diwrnod hefyd yn dangos twf gogwydd o haenog Ca(OH)2, roedd rhai arwynebau AFt hefyd wedi'u gorchuddio â strwythur ffilm MC, a dangosodd AFt nodweddion morffolegol twf clwstwr. Fodd bynnag, mewn cymhariaeth, mae gan grisial AFt mewn slyri sment wedi'i addasu gan MC gymhareb hyd-diamedr fwy a morffoleg fwy main, gan ddangos morffoleg acicular nodweddiadol.

Gohiriodd HEMC a MC y broses hydradu gynnar o sment a chynyddodd gludedd yr hydoddiant, ond roedd y gwahaniaethau mewn nodweddion morffolegol AFt a achoswyd ganddynt yn dal yn sylweddol. Gellir ymhelaethu ymhellach ar y ffenomenau uchod o safbwynt strwythur moleciwlaidd ether cellwlos a strwythur grisial AFt. Dywedodd Renaudin et al. socian yr AFt wedi'i syntheseiddio yn yr hydoddiant alcali parod i gael “AFt gwlyb”, a'i dynnu'n rhannol a'i sychu ar wyneb hydoddiant CaCl2 dirlawn (35% lleithder cymharol) i gael "AFt sych". Ar ôl yr astudiaeth mireinio strwythur gan sbectrosgopeg Raman a diffreithiant powdr pelydr-X, canfuwyd nad oedd unrhyw wahaniaeth rhwng y ddau strwythur, dim ond cyfeiriad ffurfio grisial celloedd a newidiodd yn y broses sychu, hynny yw, yn y broses o amgylcheddol newid o “wlyb” i “sych”, ffurfiodd crisialau AFt gelloedd ar hyd cyfeiriad arferol cynyddodd yn raddol. Daeth y crisialau AFt ar hyd y cyfeiriad arferol c yn llai a llai. Mae'r uned fwyaf sylfaenol o ofod tri dimensiwn yn cynnwys llinell normal, b llinell normal a llinell arferol c sy'n berpendicwlar i'w gilydd. Yn achos b normalau wedi'u gosod, roedd crisialau AFt wedi'u clystyru ar hyd normalau, gan arwain at drawstoriad cell mwy yn y plân ab normal. Felly, os yw'r HEMC yn “storio” mwy o ddŵr na'r MC, gall amgylchedd “sych” ddigwydd mewn ardal leol, gan annog agregu ochrol a thwf crisialau AFt. Patural et al. Canfuwyd, ar gyfer CE ei hun, po uchaf yw gradd y polymerization (neu po fwyaf yw'r pwysau moleciwlaidd), y mwyaf yw'r gludedd CE a'r gorau yw'r perfformiad cadw dŵr. Mae strwythur moleciwlaidd HEMCs ac MCS yn cefnogi'r ddamcaniaeth hon, gyda'r grŵp hydroxyethyl â phwysau moleciwlaidd llawer mwy na'r grŵp hydrogen.

Yn gyffredinol, dim ond pan fydd ïonau perthnasol yn cyrraedd dirlawnder penodol yn y system hydoddiant y bydd crisialau AFt yn ffurfio ac yn gwaddodi. Felly, gall ffactorau megis crynodiad ïon, tymheredd, gwerth pH a gofod ffurfio yn yr ateb adwaith effeithio'n sylweddol ar morffoleg crisialau AFt, a gall newidiadau mewn amodau synthesis artiffisial newid morffoleg crisialau AFt. Felly, gall y gymhareb o grisialau AFt mewn slyri sment cyffredin rhwng y ddau gael ei achosi gan yr un ffactor o ddefnyddio dŵr yn hydradiad cynnar sment. Fodd bynnag, dylai'r gwahaniaeth mewn morffoleg grisial AFt a achosir gan HEMC a MC fod yn bennaf oherwydd eu mecanwaith cadw dŵr arbennig. Mae Hemcs ac MCS yn creu “dolen gaeedig” o gludo dŵr o fewn micro-barth y slyri sment ffres, gan ganiatáu ar gyfer “cyfnod byr” lle mae dŵr yn “hawdd mynd i mewn ac yn anodd mynd allan.” Fodd bynnag, yn ystod y cyfnod hwn, mae'r amgylchedd cyfnod hylif yn y microzone ac yn agos ato hefyd yn cael ei newid. Ffactorau megis crynodiad ïon, pH, ac ati, Mae newid amgylchedd twf yn cael ei adlewyrchu ymhellach yn nodweddion morffolegol crisialau AFt. Mae'r “dolen gaeedig” hon o gludo dŵr yn debyg i'r mecanwaith gweithredu a ddisgrifiwyd gan Pourchez et al. HPMC yn chwarae rhan mewn cadw dŵr.

3. Casgliad

(1) Gall ychwanegu ether cellwlos hydroxyethyl methyl (HEMC) ac ether methyl cellwlos (MC) newid morffoleg ettringite yn sylweddol mewn slyri sment cyffredin cynnar (1 diwrnod).

(2) Mae hyd a diamedr grisial ettringite mewn slyri sment wedi'i addasu HEMC yn siâp gwialen fach a byr; Mae cymhareb hyd a diamedr crisialau ettringite mewn slyri sment wedi'i addasu gan MC yn fawr, sef siâp gwialen nodwydd. Mae gan y crisialau ettringit mewn slyri sment cyffredin gymhareb agwedd rhwng y ddau hyn.

(3) Mae effeithiau gwahanol dwy ether seliwlos ar forffoleg ettringite yn y bôn oherwydd y gwahaniaeth mewn pwysau moleciwlaidd.