Celuloza etero modifita cementa slurry

La efiko de malsama molekula strukturo de ne-ionika celuloza etero sur la poro-strukturo de cementa slurry estis studita per testo de rendimento kaj makroskopa kaj mikroskopa poro-strukturo. La rezultoj montras, ke neionika celuloza etero povas pliigi la porosecon de cementa slurry. Kiam la viskozeco de ne-ionika celuloza etero modifita slurry estas simila, la poroseco deHidroksietila celuloza etero(HEC) Modifita slurry estas pli malgranda ol tiu de hidroxipropil -metil -celuloza etero (HPMC) kaj metil -celuloza etero (MC) modifita slurry. Ju pli malalta la viskozeco/relativa molekula pezo de HPMC -celuloza etero kun simila grupa enhavo, des pli malgranda estas la poroseco de ĝia modifita cementa slurry. Ne-ionika celuloza etero povas redukti la surfacan streĉiĝon de likva fazo kaj faciligi la cementan slurry por formi bobelojn. Ne-ionikaj celulozaj eteraj molekuloj estas direkte adsorbitaj ĉe la gas-likva interfaco de la bobeloj, kio ankaŭ pliigas la viskozecon de la cementa slurry-fazo kaj plibonigas la kapablon de la cementa slurry stabiligi la bobelojn.

Ŝlosilvortoj:neionika celuloza etero; Cemento Slurry; Poro -strukturo; Molekula strukturo; Surfaca streĉiĝo; viskozeco

Neionika celuloza etero (ĉi tie nomata celuloza etero) havas bonegan densigon kaj retenadon de akvo, kaj estas vaste uzata en seka miksita mortero, memkompaktanta betono kaj aliaj novaj cement-bazitaj materialoj. Cellulose ethers used in cement-based materials usually include methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) and hydroxyethyl cellulose ether (HEC), among which HPMC and HEMC are the most common applications .

Celulosa etero povas signife influi la poro -strukturon de cementa slurry. Pourchez et al., Tra ŝajna denseca testo, testo de poro-grandeco (hidrarga injekto-metodo) kaj SEM-bilda analizo, konkludis, ke celuloza etero povas pliigi la nombron de poroj kun diametro de ĉirkaŭ 500nm kaj poroj kun diametro de ĉirkaŭ 50-250μm en Cemento Slurry. Plie, por hardita cementa slurry, la poro -ampleksa distribuo de malalta molekula pezo HEC modifita cementa slurry similas al tiu de pura cementa slurry. La totala poro -volumo de alta molekula pezo HEC modifita cementa slurry estas pli alta ol tiu de pura cementa slurry, sed pli malalta ol tiu de HPMC modifita cementa slurry kun proksimume la sama konsistenco. Per SEM -observado, Zhang et al. trovis ke HEMC povus signife pliigi la nombron de poroj kun diametro de ĉirkaŭ 0,1mm en cementa mortero. Ili ankaŭ trovis per hidrarga injekto -testo, ke HEMC povus signife pliigi la totalan poro -volumon kaj mezan poro -diametron de cementa slurry, rezultigante signifan kreskon de la nombro de grandaj poroj kun diametro de 50nm ~ 1μm kaj grandaj poroj kun diametro de pli ol 1μm. Tamen, la nombro de poroj kun diametro malpli ol 50nm estis signife reduktita. Saric-Cori et al. kredis, ke celuloza etero igos cementan slurry pli pora kaj kondukos al la kresko de makroporoj. Jenni et al. testis la rendimentan densecon kaj determinis, ke la poro -volumena frakcio de HEMC modifita cementa mortero estis proksimume 20%, dum pura cementa mortero enhavis nur malgrandan aeron. Silva et al. trovis, ke aldone al la du pintoj ĉe 3.9 nm kaj 40 ~ 75nm kiel pura cementa slurry, estis ankaŭ du pintoj je 100 ~ 500nm kaj pli grandaj ol 100μm per hidrarga injekto -testo. Ma Baoguo et al. trovis ke celuloza etero pliigis la nombron da fajnaj poroj kun diametroj malpli ol 1μm kaj grandaj poroj kun diametroj pli grandaj ol 2μm en cementa mortero per hidrarga injekto -testo. Pri la kialo, ke celuloza etero pliigas la porosecon de cementa slurry, oni kutime kredas, ke celuloza etero havas surfacan agadon, riĉigos en la aero kaj akvo -interfaco, formante filmon, por stabiligi la bobelojn en cementa ŝlimo.

Per ĉi-supra literatura analizo, oni povas vidi, ke la efiko de celuloza etero sur la poro-strukturo de cement-bazitaj materialoj ricevis grandan atenton. Tamen, ekzistas multaj specoj de celuloza etero, la sama speco de celuloza etero, ĝia relativa molekula pezo, grupa enhavo kaj aliaj molekulaj strukturaj parametroj ankaŭ estas tre malsamaj, kaj hejmaj kaj eksterlandaj esploristoj pri celuloza etero -elekto nur limiĝas al ilia respektiva apliko Kampo, manko de reprezentado, la konkludo estas neevitebla "supergeneraligo", tiel ke la klarigo de celuloza etera mekanismo ne estas sufiĉe profunda. En ĉi tiu papero, la efiko de celuloza etero kun malsama molekula strukturo sur la poro -strukturo de cementa slurry estis studita per ŝajna denseca testo kaj makroskopa kaj mikroskopa poro -strukturo -observado.

1. Testo

1.1 Krudmaterialoj

La cemento estis P · O 42.5 Ordinara Portlanda Cemento fabrikita de Huaxin Cement Co., Ltd., En kiu la kemia konsisto estis mezurita per Axios Ad-Licind ondolong-dispersion-tipo X-radia fluoreska spektrometro (Pana-litika, Netherlands), kaj la fazo -kunmetaĵo estis taksita per Bogue -metodo.

Cellulose ether selected four kinds of commercial cellulose ether, respectively methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC1, HPMC2) and hydroxyethyl cellulose ether (HEC), HPMC1 molecular structure and HPMC2 similar, but the viscosity is much less than HPMC2 , Tio estas, la relativa molekula maso de HPMC1 estas multe pli malgranda ol tiu de HPMC2. Pro la similaj ecoj de hidroksietila metil -celuloza etero (HEMC) kaj HPMC, HEMCoj ne estis elektitaj en ĉi tiu studo. Por eviti influon de humideca enhavo sur testrezultoj, ĉiuj celulozaj eroj estis bakitaj je 98 ℃ por 2h antaŭ uzo.

La viskozeco de celuloza etero estis testita de rotacia viskozimetro NDJ-1B (Ŝanhaja Changji-Kompanio). La test -solva koncentriĝo (masa proporcio de celuloza etero al akvo) estis 2,0%, la temperaturo estis 20 ℃, kaj la rotacio estis 12r/min. La surfaca streĉiĝo de celuloza etero estis testita per la ringa metodo. La testo -instrumento estis aŭtomata tensiometro JK99A (Ŝanhaja Zhongchen -Kompanio). La koncentriĝo de la testo -solvo estis 0,01% kaj la temperaturo estis 20 ℃. Enhavo de la fabrikanto de Cellulose Ether estas provizita de la fabrikanto.

Laŭ la viskozeco, surfaca streĉiĝo kaj grupa enhavo de celuloza etero, kiam la solva koncentriĝo estas 2,0%, la viskozeca rilatumo de HEC kaj HPMC2 -solvo estas 1: 1,6, kaj la viskozeca rilatumo de HEC kaj MC -solvo estas 1: 0,4, sed En ĉi tiu provo, la akvo-cementa rilatumo estas 0,35, la maksimuma cementa proporcio estas 0,6%, la masa proporcio de celuloza etero al akvo estas ĉirkaŭ 1,7%, malpli ol 2,0%, kaj la sinergia efiko de cementa slurry sur viskozeco, do la Malsana diferenco de HEC, HPMC2 aŭ MC modifita cementa slurry estas malgranda.

Laŭ la viskozeco, surfaca streĉiĝo kaj grupa enhavo de celuloza etero, la surfaca streĉiĝo de ĉiu celuloza etero estas malsama. Celulosa etero havas ambaŭ hidrofilajn grupojn (hidroksil kaj eteraj grupoj) kaj hidrofobaj grupoj (metil kaj glukoza karbona ringo), estas surfactant. Celulosa etero estas malsama, la tipo kaj enhavo de hidrofilaj kaj hidrofobaj grupoj estas malsamaj, rezultigante malsaman surfacan streĉiĝon.

1.2 Testmetodoj

Ses specoj de cementa slurry estis preparitaj, inkluzive de pura cementa slurry, kvar celuloza etero (MC, HPMCL, HPMC2 kaj HEC) modifita cementa slurry kun 0,60% cementa rilatumo kaj HPMC2 modifita cementa slurry kun 0,05% cementa proporcio. Ref, MC-0,60, HPMCL-0,60, HPMC2-0.60. HEC 1-0.60 kaj HPMC2-0.05 indikas, ke la akvo-cementa rilatumo estas ambaŭ 0.35.

Cementa slurry unue laŭ GB/T 17671 1999 "Cementa Mort -Forta Testo -Metodo (ISO -Metodo)" farita en 40mm × 40mm × 160mm prismoj -testo -bloko, sub la kondiĉo de 20 ℃ sigelita resanigo 28d. Post pesado kaj kalkulado de ĝia ŝajna denseco, ĝi estis fendita malfermita per malgranda martelo, kaj la makro -trua kondiĉo de la centra sekcio de la testo -bloko estis observita kaj fotita per cifereca fotilo. Samtempe, malgrandaj pecoj de 2,5 ~ 5,0mm estis prenitaj por observado per optika mikroskopo (Hirox tridimensia video-mikroskopo) kaj skananta elektronan mikroskopon (JSM-5610LV).

2. Testrezultoj

2.1 ŝajna denseco

Laŭ la ŝajna denseco de cementa slurry modifita de malsamaj celulozaj eroj, (1) la ŝajna denseco de pura cementa slurry estas la plej alta, kiu estas 2044 kg/m³; La ŝajna denseco de la kvar specoj de celuloza etero modifita slurry kun la cementa rilatumo de 0,60% estis 74% ~ 88% de tiu de pura cementa slurry, indikante ke celuloza etero kaŭzis la kreskon de la poroseco de cementa slurry. (2) Kiam la rilatumo de cemento al cemento estas 0,60%, la efiko de malsamaj celulozaj eroj sur la poroseco de cementa slurry estas tre malsama. La viskozeco de HEC, HPMC2 kaj MC modifita cementa slurry estas simila, sed la ŝajna denseco de HEC -modifita cementa slurry estas la plej alta, indikante ke la poroseco de HEC -modifita cementa slurry estas pli malgranda ol tiu de HPMC2 kaj MC modifita cementa slurry kun simila viskozeco . HPMC1 kaj HPMC2 havas similan grupan enhavon, sed la viskozeco de HPMCL estas multe pli malalta ol tiu de HPMC2, kaj la ŝajna denseco de HPMCL -modifita cementa slurry estas signife pli alta ol tiu de HPMC2 modifita cementa slurry, kio indikas ke kiam la grupa enhavo estas simila , ju pli malalta la viskozeco de celuloza etero, des pli malalta la poroseco de la modifita cementa slurry. (3) Kiam la cemento-al-cementa rilatumo estas tre malgranda (0,05%), la ŝajna denseco de HPMC2-modifita cementa slurry estas esence proksima al tiu de pura cementa slurry, indikante ke la efiko de celuloza etero sur la poroseco de cemento Slurry estas tre malgranda.

2.2 makroskopa poro

Laŭ la sekcio fotoj de celuloza etero modifita cementa slurry prenita de cifereca fotilo, pura cementa slurry estas tre densa, preskaŭ neniuj videblaj poroj; La kvar specoj de celuloza etero modifita slurry kun 0,60% cementa proporcio ĉiuj havas pli da makroskopaj poroj, indikante ke celuloza etero kondukas al pliigo de cementa slurry poroseco. Simile al la rezultoj de la ŝajna denseca testo, la efiko de malsamaj celulozaj eteraj tipoj kaj enhavoj sur la poroseco de cementa slurry estas tute alia. La viskozeco de HEC, HPMC2 kaj MC modifita slurry estas simila, sed la poroseco de HEC modifita slurry estas pli malgranda ol tiu de HPMC2 kaj MC modifita slurry. Kvankam HPMC1 kaj HPMC2 havas similan grupan enhavon, HPMC1 modifita slurry kun pli malalta viskozeco havas pli malgrandan porosecon. Kiam la cement-al-cementa rilatumo de HPMC2 modifita slurry estas tre malgranda (0,05%), la nombro de makroskopaj poroj estas iomete pliigita ol tiu de pura cementa slurry, sed tre reduktita ol tiu de HPMC2 modifita slurry kun 0,60% cement-al -cera proporcio.

2.3 Mikroskopa poro

4. Konkludo

(1) Celulosa etero povas pliigi la porosecon de cementa slurry.

(2) La efiko de celuloza etero sur la poroseco de cementa slurry kun malsamaj molekulaj strukturaj parametroj estas malsama: kiam la viskozeco de celuloza etero modifita cementa slurry estas simila, la poroseco de HEC -modifita cemento estas pli malgranda ol tiu de HPMC kaj MC modifita Cemento Slurry; Ju pli malalta la viskozeco/relativa molekula pezo de HPMC -celuloza etero kun simila grupa enhavo, des pli malalta la poroseco de ĝia modifita cementa slurry.

(3) Post aldono de celuloza etero en cementan slurry, la surfaca streĉiĝo de likva fazo estas reduktita, tiel ke la cementa slurry estas facile formi bobelojn I celuloza etero molekuloj direkta adsorbado en la bobelo gaso-likva interfaco, plibonigu la forton kaj malmolecon de La adsorbado de la bobela likva filmo en la bobelo-gas-likva interfaco, plibonigas la forton de la bobela likva filmo kaj plifortigas la kapablon de la malmola koto stabiligi la bobelon.