Celuloza etero pri la morfologio de frua etringito

La efikoj de hidroksietilmetilceluloza etero kaj metilceluloza etero sur la morfologio de etringito en frua cementa suspensiaĵo estis studitaj per skanado de elektrona mikroskopio (SEM). La rezultoj montras, ke la longo-diametra proporcio de etringitkristaloj en hidroksietilmetilceluloza etero modifita suspensiaĵo estas pli malgranda ol tiu en ordinara suspensiaĵo, kaj la morfologio de etringitkristaloj estas mallonga bastonsimila. La longo-diametra proporcio de etringitaj kristaloj en metilceluloza etero modifita suspensiaĵo estas pli granda ol tiu en ordinara suspensiaĵo, kaj la morfologio de etringitaj kristaloj estas kudrilo. La etringitkristaloj en ordinaraj cementaj suspensiaĵoj havas bildformaton ie intere. Tra ĉi-supra eksperimenta studo, estas pli klare, ke la diferenco de molekula pezo de du specoj de celuloza etero estas la plej grava faktoro influanta la morfologion de etringito.

Ŝlosilvortoj:etringito; Proporcio longo-diametra; Metilceluloza etero; Hidroksietilmetilceluloza etero; morfologio

Ettringito, kiel iomete vastigita hidratiga produkto, havas signifan efikon al la agado de cementa betono, kaj ĉiam estis la esplorpunkto de cement-bazitaj materialoj. Ettringito estas speco de trisulfida tipo kalcia alumina hidrato, ĝia kemia formulo estas [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, aŭ povas esti skribita kiel 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, ofte mallongigita kiel AFt . En portlanda cemento-sistemo, ettringito estas ĉefe formita per la reago de gipso kun aluminataj aŭ feraj aluminitaj mineraloj, kiu ludas la rolon de prokrasti hidratiĝon kaj fruan forton de cemento. La formado kaj morfologio de etringito estas trafitaj per multaj faktoroj kiel ekzemple temperaturo, pH-valoro kaj jonkoncentriĝo. Jam 1976, Metha et al. uzis skanan elektronan mikroskopion por studi la morfologiajn trajtojn de AFt, kaj trovis ke la morfologio de tiaj iomete vastigitaj hidratigproduktoj estis iomete malsama kiam la kreskspaco estis sufiĉe granda kaj kiam la spaco estis limigita. La unua estis plejparte sveltaj pingloformaj sferuloj, dum la lasta estis plejparte mallonga bastonforma prismo. La esplorado de Yang Wenyan trovis ke AFt-formoj estis malsamaj kun malsamaj kuracmedioj. Malsekaj medioj prokrastus AFt-generacion en vastiĝo-dopita betono kaj pliigus la eblecon de betonŝveliĝo kaj fendetiĝo. Malsamaj medioj influas ne nur la formadon kaj mikrostrukturon de AFt, sed ankaŭ ĝian volumenan stabilecon. Chen Huxing et al. trovis, ke la longdaŭra stabileco de AFt malpliiĝis kun la pliiĝo de C3A-enhavo. Clark kaj Monteiro et al. trovis, ke kun la pliiĝo de media premo, AFt-kristala strukturo ŝanĝiĝis de ordo al malordo. Balonis kaj Glasser reviziis la densecŝanĝojn de AFm kaj AFt. Renaudin et al. studis la strukturajn ŝanĝojn de AFt antaŭ kaj post mergado en solvaĵon kaj la strukturajn parametrojn de AFt en Raman-spektro. Kunther et al. studis la efikon de la interago inter CSH-ĝela kalcio-silicio-proporcio kaj sulfata jono sur AFt-kristaligpremo de NMR. Samtempe, surbaze de la apliko de AFt en cement-bazitaj materialoj, Wenk et al. studis AFt kristala orientiĝo de betona sekcio tra malmola sinkrotrona radiado Rentgenfota difrakto finanta teknologio. La formado de AFt en miksita cemento kaj la esplorpunkto de etringito estis esploritaj. Surbaze de malfrua ettringita reago, kelkaj akademiuloj faris multe da esplorado pri la kialo de AFt-fazo.

La volumena ekspansio kaŭzita de la formado de etringito estas foje favora, kaj ĝi povas funkcii kiel "vastiĝo" simila al magnezia oksida ekspansia agento por konservi la volumenan stabilecon de cement-bazitaj materialoj. La aldono de polimera emulsio kaj redispersebla emulsia pulvoro ŝanĝas la makroskopajn ecojn de cement-bazitaj materialoj pro iliaj signifaj efikoj al la mikrostrukturo de cement-bazitaj materialoj. Tamen, male al la redispersebla emulsia pulvoro, kiu ĉefe plibonigas la ligan posedaĵon de hardita pistujo, la hidrosolvebla polimera celuloza etero (CE) donas al la nove miksita pistujo bonan akvan retenon kaj dikiĝantan efikon, tiel plibonigante la laboran agadon. Ne-jona CE estas ofte uzata, inkluzive de metilcelulozo (MC), hidroksietilcelulozo (HEC), hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC),hidroksietilmetilcelulozo (HEMC), ktp., kaj CE ludas rolon en lastatempe miksita mortero sed ankaŭ influas la hidratigprocezon de cementa suspensiaĵo. Studoj montris, ke HEMC ŝanĝas la kvanton de AFt produktita kiel hidratiga produkto. Tamen, neniuj studoj sisteme komparis la efikon de CE sur la mikroskopa morfologio de AFt, do ĉi tiu artikolo esploras la diferencon de la efiko de HEMC kaj MC sur la mikroskopa morfologio de ettringham en frua (1-taga) cementa suspensiaĵo per bildanalizo kaj komparo.

1. Eksperimento

1.1 Krudmaterialoj

P·II 52.5R Portlanda cemento produktita de Anhui Conch Cement Co., LTD estis elektita kiel la cemento en la eksperimento. La du celulozaj eteroj estas hidroksietilmetilcelulozo (HEMC) kaj metilcelulozo (metilcelulozo, Shanghai Sinopath Group) respektive. MC); La miksa akvo estas krana akvo.

1.2 Eksperimentaj metodoj

La akvo-cemento-proporcio de la cementpasta specimeno estis 0,4 (la masa proporcio de akvo al cemento), kaj la enhavo de celuloza etero estis 1% de la maso de cemento. La preparado de la specimeno estis efektivigita laŭ GB1346-2011 "Testa Metodo por Akva Konsumo, Fiksa Tempo kaj Stabileco de Cementa Norma Konsistenco". Post formi la specimenon, plasta filmo estis enkapsuligita sur la surfaco de la ŝimo por malhelpi surfacan akvovaporiĝon kaj karboniĝon, kaj la specimeno estis metita en kuracĉambron kun temperaturo de (20±2)℃ kaj relativa humideco de (60±5). ) %. Post 1 tago, la ŝimo estis forigita, kaj la specimeno estis rompita, tiam malgranda specimeno estis prenita de la mezo kaj trempita en anhidra etanolo por ĉesigi hidratadon, kaj la specimeno estis prenita kaj sekigita antaŭ testado. La sekigitaj specimenoj estis gluitaj al la specimena tablo per kondukta duflanka gluo, kaj tavolo de ora filmo estis ŝprucita sur la surfacon per Cressington 108auto aŭtomata jona ŝpruciga instrumento. La ŝprucfluo estis 20 mA kaj la ŝpructempo estis 60 s. FEI QUANTAFEG 650 media Skananta elektrona mikroskopo (ESEM) estis uzata por observi la morfologiajn trajtojn de AFt sur la specimena sekcio. La alta vakua sekundara elektrona reĝimo kutimis observi la AFT. La akcela tensio estis 15 kV, la diametro de la radiopunkto estis 3.0 nm, kaj la labordistanco estis kontrolita je ĉirkaŭ 10 mm.

2. Rezultoj kaj diskuto

SEM-bildoj de etringito en hardita HEMC-modifita cementa suspensiaĵo montris ke la orientiĝokresko de tavoligita Ca (OH)2 (CH) estis evidenta, kaj AFt montris neregulan amasiĝon de mallonga baston-simila AFt, kaj iom da mallonga baston-simila AFT estis kovrita. kun HEMC-membranstrukturo. Zhang Dongfang et al. ankaŭ trovis mallongan baston-similan AFt dum observado de la mikrostrukturŝanĝoj de HEMC modifita cementa suspensiaĵo tra ESEM. Ili kredis, ke ordinara cementa suspensiaĵo reagis rapide post renkonto de akvo, do AFt-kristalo estis svelta, kaj la etendo de hidratiga aĝo kaŭzis la kontinuan pliiĝon de longo-diametra rilatumo. Tamen, HEMC pliigis la viskozecon de la solvaĵo, reduktis la ligan indicon de jonoj en la solvaĵo kaj prokrastis la alvenon de akvo sur la surfaco de klinkeraj partikloj, do la longo-diametra rilatumo de AFt pliiĝis en malforta tendenco kaj ĝiaj morfologiaj trajtoj montris. mallonga bastonsimila formo. Kompare kun AFt en ordinara cementa suspensiaĵo de la sama aĝo, ĉi tiu teorio estis parte kontrolita, sed ĝi ne aplikeblas klarigi la morfologiajn ŝanĝojn de AFt en MC modifita cementa suspensiaĵo. SEM-bildoj de etridito en 1-taga hardita MC modifita cementa suspensiaĵo ankaŭ montris orientitan kreskon de tavoligita Ca(OH)2, kelkaj AFt-surfacoj ankaŭ estis kovritaj per filmstrukturo de MC, kaj AFt montris morfologiajn trajtojn de aretkresko. Tamen, kompare, AFt-kristalo en MC modifita cementa suspensiaĵo havas pli grandan longo-diametran rilatumon kaj pli sveltan morfologion, montrante tipan acikulan morfologion.

Kaj HEMC kaj MC prokrastis la fruan hidratigprocezon de cemento kaj pliigis la viskozecon de la solvo, sed la diferencoj en AFt-morfologiaj trajtoj kaŭzitaj de ili daŭre estis signifaj. Ĉi-supraj fenomenoj povas esti plue ellaboritaj de la perspektivo de molekula strukturo de celuloza etero kaj AFt-kristala strukturo. Renaudin et al. trempis la sintezitan AFt en la preta alkala solvaĵo por akiri "malsekan AFt", kaj parte forigis ĝin kaj sekigis ĝin sur la surfaco de saturita CaCl2-solvo (35% relativa humideco) por akiri "sekan AFt". Post la studo de struktura rafinado per Raman-spektroskopio kaj rentgena pulvordifrakto, oni trovis, ke ne ekzistas diferenco inter la du strukturoj, nur la direkto de kristalformado de ĉeloj ŝanĝiĝis en la sekiga procezo, tio estas, en la procezo de media. ŝanĝo de "malseka" al "seka", AFt-kristaloj formis ĉelojn laŭ la normala direkto de iom post iom pliiĝis. La AFt-kristaloj laŭ la c normala direkto iĝis malpli kaj malpli. La plej baza unuo de tridimensia spaco estas kunmetita de normala linio, b normala linio kaj c normala linio, kiuj estas perpendikularaj unu al la alia. En la kazo ke b normaloj estis fiksitaj, AFt-kristaloj amasiĝis laŭ normaloj, rezultigante pligrandigitan ĉelan sekcon en la ebeno de ab normaloj. Tiel, se la HEMC "stokas" pli da akvo ol la MC, "seka" medio povas okazi en lokalizita areo, instigante flankan agregadon kaj kreskon de AFt-kristaloj. Patural et al. trovis, ke por CE mem, ju pli alta la grado de polimerigo (aŭ des pli granda la molekula pezo), des pli granda la viskozeco de CE kaj des pli bona la akva reteno efikeco. La molekula strukturo de HEMCoj kaj MCS apogas tiun hipotezon, kie la hidroksietilgrupo havas multe pli grandan molekulpezon ol la hidrogengrupo.

Ĝenerale, AFt-kristaloj formiĝos kaj precipitos nur kiam signifaj jonoj atingas certan saturiĝon en la solvsistemo. Tial faktoroj kiel jonkoncentriĝo, temperaturo, pH-valoro kaj formacia spaco en la reagsolvo povas signife influi la morfologion de AFt-kristaloj, kaj ŝanĝoj en artefaritaj sintezaj kondiĉoj povas ŝanĝi la morfologion de AFt-kristaloj. Tial, la proporcio de AFt-kristaloj en ordinara cementa suspensiaĵo inter la du povas esti kaŭzita de la ununura faktoro de akvokonsumo en la frua hidratado de cemento. Tamen, la diferenco en AFt-kristala morfologio kaŭzita de HEMC kaj MC devus esti plejparte pro ilia speciala akvoretenmekanismo. Hemcs kaj MCS kreas "fermitan buklon" de akvotransporto ene de la mikrozono de la freŝa cementa suspensiaĵo, enkalkulante "mallongan periodon" en kiu akvo estas "facila eniri kaj malfacila eliri." Tamen, dum tiu periodo, la likva faza medio en kaj proksime de la mikrozono ankaŭ estas ŝanĝita. Faktoroj kiel jonkoncentriĝo, pH, ktp., La ŝanĝo de kreskmedio estas plu reflektita en la morfologiaj trajtoj de AFt-kristaloj. Tiu "fermita buklo" de akvotransporto estas simila al la mekanismo de ago priskribita fare de Pourchez et al. HPMC ludanta rolon en akvoreteno.

3. Konkludo

(1) La aldono de hidroksietilmetilceluloza etero (HEMC) kaj metilceluloza etero (MC) povas signife ŝanĝi la morfologion de etringito en frua (1 tago) ordinara cementa suspensiaĵo.

(2) La longo kaj diametro de ettringita kristalo en HEMC modifita cementa suspensiaĵo estas malgrandaj kaj mallongaj bastonformoj; La longo kaj diametro-proporcio de ettringito-kristaloj en MC modifita cementa suspensiaĵo estas granda, kio estas pinglo-stanga formo. La etringitkristaloj en ordinaraj cementaj suspensiaĵoj havas bildformaton inter ĉi tiuj du.

(3) La malsamaj efikoj de du celulozaj eteroj sur la morfologio de etringito estas esence pro la diferenco en molekula pezo.