Celuloza etero modifita cementa suspensiaĵo

La efiko de malsama molekula strukturo de ne-jona celuloza etero sur la pora strukturo de cementa suspensiaĵo estis studita per agado denseca testo kaj makroskopa kaj mikroskopa pora strukturo-observado. La rezultoj montras ke nejona celuloza etero povas pliigi la porecon de cementa suspensiaĵo. Kiam la viskozeco de ne-jona celuloza etero modifita suspensiaĵo estas simila, la poreco dehidroksietil celuloza etero(HEC) modifita suspensiaĵo estas pli malgranda ol tiu de hidroksipropilmetilceluloza etero (HPMC) kaj metilceluloza etero (MC) modifita suspensiaĵo. Ju pli malalta la viskozeco/relativa molekula pezo de HPMC-celuloza etero kun simila grupenhavo, des pli malgranda la poreco de ĝia modifita cementa suspensiaĵo. Ne-jona celuloza etero povas redukti la surfacan streĉiĝon de likva fazo kaj faciligi la forman bobelojn de la cementa suspensiaĵo. Ne-jonaj celulozaj etermolekuloj estas direkte adsorbitaj ĉe la gas-likva interfaco de la vezikoj, kio ankaŭ pliigas la viskozecon de la cementa suspensiaĵo kaj plifortigas la kapablon de la cementa suspensiaĵo stabiligi la vezikojn.

Ŝlosilvortoj:nejona celuloza etero; Cementa suspensiaĵo; Pora strukturo; Molekula strukturo; Surfaca streĉiĝo; viskozeco

Nejona celuloza etero (ĉi-poste nomata celuloza etero) havas bonegan dikiĝon kaj akvoretenon, kaj estas vaste uzata en seka miksita pistujo, mem-kompakta betono kaj aliaj novaj cement-bazitaj materialoj. Celulozeteroj uzitaj en cement-bazitaj materialoj kutime inkludas metilcelulozetero (MC), hidroksipropilmetilcelulozetero (HPMC), hidroksietilmetilcelulozo etero (HEMC) kaj hidroksietilcelulozo etero (HEC), inter kiuj HPMC kaj HEMC estas la plej oftaj aplikoj .

Celuloza etero povas grave influi la poran strukturon de cementa suspensiaĵo. Pourchez et al., per ŝajna densectesto, testo de poro-grandeco (metodo de hidrarga injekto) kaj analizo de bilda sEM, konkludis, ke celuloza etero povas pliigi la nombron da poroj kun diametro de ĉirkaŭ 500nm kaj poroj kun diametro de ĉirkaŭ 50-250μm en. cementa suspensio. Plie, por hardita cementa suspensiaĵo, La pora grandeco distribuo de malalta molekula pezo HEC modifita cementa suspensiaĵo estas simila al tiu de pura cementa suspensiaĵo. La totala pora volumo de alta molekula pezo HEC modifita cementa suspensiaĵo estas pli alta ol tiu de pura cementa suspensiaĵo, sed pli malalta ol tiu de HPMC modifita cementa suspensiaĵo kun proksimume la sama konsistenco. Tra SEM-observado, Zhang et al. trovis ke HEMC povis signife pliigi la nombron da poroj kun diametro de proksimume 0.1mm en cementmortero. Ili ankaŭ trovis per hidrarga injekto-testo, ke HEMC povus signife pliigi la totalan poran volumon kaj averaĝan poran diametron de cementa suspensiaĵo, rezultigante signifan pliiĝon en la nombro da grandaj poroj kun diametro de 50nm ~ 1μm kaj grandajn porojn kun diametro de pli. ol 1μm. Tamen, la nombro da poroj kun diametro malpli ol 50nm estis signife reduktita. Saric-Coric et al. kredis ke celuloza etero igus cementan suspensiaĵon pli pora kaj kaŭzus la pliiĝon de makroporoj. Jenni et al. testis la agadon denseco kaj determinis ke la pora volumeno frakcio de HEMC modifita cementmortero estis proksimume 20%, dum pura cementmortero enhavis nur malgrandan kvanton da aero. Silva et al. trovis, ke krom la du pintoj je 3.9 nm kaj 40 ~ 75nm kiel pura cementa suspensiaĵo, 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 de fajnaj poroj kun diametroj malpli ol 1μm kaj grandaj poroj kun diametroj pli grandaj ol 2μm en cementa mortero per hidrarga injekto-testo. Koncerne la kialon, ke celuloza etero pliigas la porecon de cementa suspensiaĵo, oni kutime kredas, ke celuloza etero havas surfacan aktivecon, riĉiĝos en la aero kaj akvo-interfaco, formante filmon, por stabiligi la bobelojn en cementa suspensiaĵo.

Tra la supra literatura analizo, oni povas vidi, ke la efiko de celuloza etero sur la pora 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, grupenhavo kaj aliaj molekula strukturo-parametroj ankaŭ estas tre malsamaj, kaj hejmaj kaj eksterlandaj esploristoj pri celuloza etero-elekto estas nur limigitaj al ilia respektiva apliko. kampo, manko de reprezento, la konkludo estas neevitebla "troĝeneraligo", tiel ke la klarigo de celulozo etera mekanismo ne estas sufiĉe profunda. En ĉi tiu artikolo, la efiko de celuloza etero kun malsama molekula strukturo sur la pora strukturo de cementa suspensiaĵo estis studita per ŝajna denseca testo kaj makroskopa kaj mikroskopa pora 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-Vanced ondolonga dispers-speca Rentgenfota fluoreskeca spektrometro (PANa — lytical, Nederlando), kaj la fazkonsisto estis taksita per Bogue-metodo.

Celuloza etero elektis kvar specojn de komerca celuloza etero, respektive metilceluloza etero (MC), hidroksipropilmetilceluloza etero (HPMC1, HPMC2) kaj hidroksietilceluloza etero (HEC), HPMC1 molekula strukturo kaj HPMC2 simila, sed la viskozeco estas multe malpli ol HPMC2. , Tio estas, la relativa molekula maso de HPMC1 estas multe pli malgranda ol tiu de HPMC2. Pro la similaj trajtoj de hidroksietilmetilceluloza etero (HEMc) kaj HPMC, HEMCoj ne estis elektitaj en ĉi tiu studo. Por eviti influon de humida enhavo sur testrezultoj, ĉiuj celulozaj eteroj estis bakitaj je 98℃ dum 2 horoj antaŭ uzo.

La viskozeco de celuloza etero estis testita per NDJ-1B rotacia viskozimetro (Shanghai Changji Company). La prova solvkoncentriĝo (masproporcio de celuloza etero al akvo) estis 2.0%, la temperaturo estis 20℃, kaj la rotacia rapideco estis 12r/min. La surfaca tensio de celuloza etero estis testita per la ringa metodo. La testinstrumento estis aŭtomata tensiometro JK99A (Ŝanhaja Zhongchen Company). La koncentriĝo de la testa solvo estis 0.01% kaj la temperaturo estis 20℃. La enhavo de la grupo de celuloza etero estas provizita de la fabrikanto.

Laŭ la viskozeco, surfaca tensio 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-cemento-proporcio estas 0,35, la maksimuma cement-proporcio estas 0,6%, la mas-proporcio de celuloza etero al akvo estas ĉirkaŭ 1,7%, malpli ol 2,0%, kaj la sinergia efiko de cementa suspensiaĵo sur viskozeco, do la viskozeca diferenco de HEC, HPMC2 aŭ MC modifita cementa suspensiaĵo estas malgranda.

Laŭ la viskozeco, surfaca tensio kaj grupa enhavo de celuloza etero, la surfaca tensio de ĉiu celuloza etero estas malsama. Celuloza etero havas kaj hidrofilajn grupojn (hidroksilaj kaj etergrupoj) kaj hidrofobajn grupojn (metilo kaj glukoza karbonringo), estas surfaktanto. Celuloza 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 suspensiaĵo estis preparitaj, inkluzive de pura cementa suspensiaĵo, kvar celuloza etero (MC, HPMCl, HPMC2 kaj HEC) modifita cementa suspensiaĵo kun 0.60% cementa proporcio kaj HPMC2 modifita cementa suspensiaĵo 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-cemento-proporcio estas ambaŭ 0.35.

Cementa suspensiaĵo unue laŭ GB/T 17671 1999 "cementa mortero-forta testa metodo (ISO-metodo)" transformita en 40mm×40mm×160mm-prisman testoblokon, 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 makrotruokondiĉo de la centra sekcio de la testbloko estis observita kaj fotita per cifereca fotilo. Samtempe, malgrandaj pecoj de 2.5 ~ 5.0mm estis prenitaj por observado per optika mikroskopo (HIROX tridimensia videomikroskopo) kaj skana elektrona mikroskopo (JSM-5610LV).

2. Testrezultoj

2.1 Ŝajna denseco

Laŭ la ŝajna denseco de cementa suspensiaĵo modifita de malsamaj celulozaj eteroj, (1) la ŝajna denseco de pura cementa suspensiaĵo estas la plej alta, kiu estas 2044 kg/m³; La ŝajna denseco de la kvar specoj de celuloza etero modifita suspensiaĵo kun la cementproporcio de 0,60% estis 74% ~ 88% de tiu de pura cementa suspensiaĵo, indikante ke celuloza etero kaŭzis la pliiĝon en la poreco de cementa suspensiaĵo. (2) Kiam la proporcio de cemento al cemento estas 0.60%, la efiko de malsamaj celulozaj eteroj sur la poreco de cementa suspensiaĵo estas tre malsama. La viskozeco de HEC, HPMC2 kaj MC modifita cementsuspensiaĵo estas simila, sed la ŝajna denseco de HEC modifita cementsuspensiaĵo estas la plej alta, indikante ke la poreco de HEC modifita cementsuspensiaĵo estas pli malgranda ol tiu de HPMc2 kaj Mc modifita cementsuspensiaĵo kun simila viskozeco. . HPMc1 kaj HPMC2 havas similan grupenhavon, sed la viskozeco de HPMCl estas multe pli malalta ol tiu de HPMC2, kaj la ŝajna denseco de HPMCl modifita cementa suspensiaĵo estas signife pli alta ol tiu de HPMC2 modifita cementa suspensiaĵo, kio indikas ke kiam la grupenhavo estas simila. , des pli malalta la viskozeco de celuloza etero, des pli malalta la poreco de la modifita cementa suspensiaĵo. (3) Kiam la cemento-al-cemento-proporcio estas tre malgranda (0.05%), la ŝajna denseco de HPMC2-modifita cementa suspensiaĵo estas esence proksima al tiu de pura cementa suspensiaĵo, indikante ke la efiko de celuloza etero sur la poreco de cemento. suspensiaĵo estas tre malgranda.

2.2 Makroskopa poro

Laŭ la sekcio fotoj de celuloza etero modifita cementa suspensiaĵo prenita per cifereca fotilo, pura cementa suspensiaĵo estas tre densa, preskaŭ neniuj videblaj poroj; La kvar specoj de celuloza etero modifita suspensiaĵo kun 0.60% cementproporcio ĉiuj havas pli makroskopajn porojn, indikante ke celuloza etero kondukas al la pliiĝo de cementa suspensiaĵo poreco. Simile al la rezultoj de la ŝajna denseca testo, la efiko de malsamaj celulozaj eteroj kaj enhavoj sur la poreco de cementa suspensiaĵo estas sufiĉe malsama. La viskozeco de HEC, HPMC2 kaj MC modifita suspensiaĵo estas simila, sed la poreco de HEC modifita suspensiaĵo estas pli malgranda ol tiu de HPMC2 kaj MC modifita suspensiaĵo. Kvankam HPMC1 kaj HPMC2 havas similan grupenhavon, HPMC1 modifita suspensiaĵo kun pli malalta viskozeco havas pli malgrandan porecon. Kiam la cemento-al-cemento proporcio de HPMc2 modifita suspensiaĵo estas tre malgranda (0.05%), la nombro da makroskopaj poroj estas iomete pliigita ol tiu de pura cementa suspensiaĵo, sed tre reduktita ol tiu de HPMC2 modifita suspensiaĵo kun 0.60% cemento-al -cementa proporcio.

2.3 Mikroskopa poro

4. Konkludo

(1) Celuloza etero povas pliigi la porecon de cementa suspensiaĵo.

(2) La efiko de celuloza etero sur la poreco de cementa suspensiaĵo kun malsamaj molekula strukturo-parametroj estas malsama: kiam la viskozeco de celuloza etero modifita cementa suspensiaĵo estas simila, la poreco de HEC modifita cementa suspensiaĵo estas pli malgranda ol tiu de HPMC kaj MC modifita. cementa suspensio; Ju pli malalta la viskozeco/relativa molekula pezo de HPMC-celuloza etero kun simila grupenhavo, des pli malalta la poreco de ĝia modifita cementa suspensiaĵo.

(3) Post aldonado de celuloza etero en cementan suspensiaĵon, la surfaca tensio de likva fazo estas reduktita, tiel ke la cementa suspensiaĵo estas facile formi bobelojn i celulozan eteron-molekulojn direkteman adsorbadon en la bobelgaso-likva interfaco, plibonigu la forton kaj fortikecon de la bobelo likva filmo adsorbado en la bobelgaso-likva interfaco, plibonigu la forton de la bobelo likva filmo kaj plifortigu la kapablon de la malmola koto stabiligi la bobelon.