Nejona celuloza etero en polimercemento

Kiel nemalhavebla aldonaĵo en polimera cemento, nejona celuloza etero ricevis ampleksan atenton kaj esploradon. Surbaze de la koncerna literaturo hejme kaj eksterlande, la leĝo kaj mekanismo de ne-jona celuloza etero modifita cementa mortero estis diskutitaj de la aspektoj de la tipoj kaj elekto de ne-jona celuloza etero, ĝia efiko al la fizikaj propraĵoj de polimera cemento, ĝia efiko al la mikromorfologio kaj mekanikaj trajtoj, kaj la mankoj de la nuna esplorado estis prezentitaj. Ĉi tiu laboro antaŭenigos la aplikon de celuloza etero en polimera cemento.

Ŝlosilvortoj: nejona celuloza etero, polimercemento, fizikaj propraĵoj, mekanikaj propraĵoj, mikrostrukturo

1. Superrigardo

Kun la kreskanta postulo kaj rendimento postuloj de polimera cemento en la konstrua industrio, aldonado de aldonaĵoj al ĝia modifo fariĝis esplora retpunkto, inter kiuj, celuloza etero estis vaste uzata pro sia efiko al cementa mortero reteno de akvo, dikiĝo, malfruo, aero. kaj tiel plu. En ĉi tiu artikolo, la specoj de celuloza etero, la efikoj al la fizikaj kaj mekanikaj propraĵoj de polimera cemento kaj la mikromorfologio de polimera cemento estas priskribitaj, kiu provizas teorian referencon por la apliko de celuloza etero en polimera cemento.

2. Tipoj de nejona celuloza etero

Celuloza etero estas speco de polimera kunmetaĵo kun etera strukturo farita el celulozo. Estas multaj specoj de celuloza etero, kiu havas grandan influon sur la propraĵoj de cement-bazitaj materialoj kaj malfacilas elekti. Laŭ la kemia strukturo de anstataŭaĵoj, ili povas esti dividitaj en anjonajn, katjonajn kaj nejonajn eterojn. Nejona celuloza etero kun flanka ĉeno anstataŭanto de H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [cH2cH(cH3)0]nH kaj aliaj nedisigeblaj grupoj estas la plej uzataj en cemento, tipaj reprezentantoj estas metilceluloza etero, hidroksipropilmetilo. celuloza etero, hidroksietil-metilceluloza etero, hidroksietil-celuloza etero ktp. Malsamaj specoj de celulozaj eteroj havas malsamajn efikojn al la fiksa tempo de cemento. Laŭ antaŭaj literaturaj raportoj, HEC havas la plej fortan malfruigan kapablon por cemento, sekvita de HPMc kaj HEMc, kaj Mc havas la plej malbonan. Por la sama speco de celuloza etero, molekula pezo aŭ viskozeco, metilo, hidroksietil, hidroksipropila enhavo de ĉi tiuj grupoj estas malsamaj, ĝia malfruiga efiko ankaŭ estas malsama. Ĝenerale, ju pli granda la viskozeco kaj des pli alta la enhavo de nedisigeblaj grupoj, des pli malbona la prokrasta kapablo. Tial, en la fakta produktada procezo, laŭ la postuloj de komerca pistujo koaguliĝo, la taŭga funkcia grupa enhavo de celuloza etero povas esti elektita. Aŭ en la produktado de celuloza etero samtempe, ĝustigu la enhavon de funkciaj grupoj, igu ĝin plenumi la postulojn de malsamaj pistujo.

3、la influo de nejona celuloza etero sur la fizikaj propraĵoj de polimercemento

3.1 Malrapida koaguliĝo

Por plilongigi la hidratigan malmoltempon de cemento, por ke la nove miksita pistujo en longa tempo restu plasta, por ĝustigi la fiksan tempon de la nove miksita pistujo, plibonigu ĝian operablecon, kutime aldonu retardilon en pistujo, ne- jona celuloza etero taŭgas por polimera cemento estas ofta malfrusto.

La malfruiga efiko de nejona celuloza etero sur cemento estas ĉefe tuŝita de sia propra tipo, viskozeco, dozo, malsama konsisto de cementaj mineraloj kaj aliaj faktoroj. Pourchez J et al. montris, ke ju pli alta estas la grado de celuloza etera metiliĝo, des pli malbona estas la malfruiga efiko, dum la molekula pezo de celuloza etero kaj hidroksipropoksia enhavo havis malfortan efikon sur la malrapidigo de cementa hidratado. Kun la pliiĝo de viskozeco kaj dopa kvanto de ne-jona celuloza etero, la adsorba tavolo sur la surfaco de cementaj partikloj estas dikigita, kaj la komenca kaj fina fiksa tempo de cemento plilongiĝas, kaj la malfruiga efiko estas pli evidenta. Studoj montris, ke la frua varmoliberigo de cementaj suspensiaĵoj kun malsama HEMC-enhavo estas ĉirkaŭ 15% pli malalta ol tiu de puraj cementaj suspensiaĵoj, sed ekzistas neniu signifa diferenco en la posta hidratigprocezo. Singh NK et al. montris, ke kun la pliiĝo de HEc-dopa kvanto, la hidratiga varmo-liberigo de modifita cementa mortero montris tendencon unue pliiĝi kaj poste malpliiĝi, kaj la HEC-enhavo atinginte la maksimuman hidratigan varmo-liberigon rilatis al la resaniga aĝo.

Krome, oni trovas, ke la malfruiga efiko de nejona celuloza etero estas proksime rilata al la konsisto de cemento. Peschard et al. trovis, ke ju pli malalta estas la enhavo de trikalcia aluminato (C3A) en cemento, des pli evidentas la malfruiga efiko de celuloza etero. schmitz L et al. kredis ke tio estis kaŭzita de la malsamaj manieroj de celuloza etero al la hidratadkinetiko de trikalcia silikato (C3S) kaj trikalcia aluminato (C3A). Celuloza etero povus redukti la reagan indicon en la akcela periodo de C3S, dum por C3A, ĝi povus plilongigi la induktan periodon, kaj finfine prokrasti la solidiĝon kaj malmoliĝoprocezon de mortero.

Estas malsamaj opinioj pri la mekanismo de ne-jona celuloza etero prokrastante cementan hidratadon. Silva et al. Liu kredis, ke la enkonduko de celuloza etero igos la viskozecon de pora solvaĵo pliiĝi, tiel blokante la movadon de jonoj kaj prokrastante la kondensadon. Tamen, Pourchez et al. kredis ke ekzistis evidenta rilato inter la prokrasto de celuloza etero al cementhidratigo kaj la viskozeco de cementa suspensiaĵo. Alia teorio estas ke la malfruiga efiko de celuloza etero estas proksime rilatita al alkala degenero. Polisakaridoj tendencas degradi facile por produkti hidroksilan karboksilacidon kiu povas prokrasti la hidratigon de cemento sub alkalaj kondiĉoj. Tamen, studoj trovis, ke celuloza etero estas tre stabila sub alkalaj kondiĉoj kaj nur iomete degradas, kaj la degenero havas malmulte da efiko al la malfruo de cementhidratiĝo. Nuntempe, la pli konsekvenca vidpunkto estas, ke la malfruiga efiko estas ĉefe kaŭzita de adsorbado. Specife, la hidroksila grupo sur la molekula surfaco de celuloza etero estas acida, la ca (0H) en la hidratiga cementa sistemo, kaj aliaj mineralaj fazoj estas alkalaj. Sub la sinergia ago de hidrogena ligo, komplekso kaj hidrofoba, acidaj celulozaj etermolekuloj estos adsorbitaj sur la surfaco de alkalaj cementaj partikloj kaj hidrataj produktoj. Krome, maldika filmo formiĝas sur ĝia surfaco, kiu malhelpas la pluan kreskon de ĉi tiuj mineralfazaj kristalaj kernoj kaj prokrastas la hidratadon kaj fiksadon de cemento. Ju pli forta estas la adsorbadkapacito inter cementaj hidratigproduktoj kaj celuloza etero, des pli evidenta estas la hidratiga malfruo de cemento. Unuflanke, la grandeco de sterika malhelpo ludas decidan rolon en adsorbada kapablo, kiel la malgranda sterika malhelpo de hidroksila grupo, ĝia forta acideco, adsorbado ankaŭ estas forta. Aliflanke, la adsorba kapablo ankaŭ dependas de la konsisto de hidrataj produktoj de cemento. Pourchez et al. trovis, ke celuloza etero estas facile adsorbita al la surfaco de hidratigproduktoj kiel ekzemple ca(0H)2, csH-ĝelo kaj kalcia aluminata hidrato, sed ĝi ne estas facile adsorbebla de etringito kaj nehidrata fazo. La studo de Mullert ankaŭ montris, ke celuloza etero havis fortan adsorbadon sur c3s kaj ĝiaj hidratigproduktoj, do la hidratigo de silikata fazo estis signife prokrastita. La adsorbado de etringito estis malalta, sed la formado de etringito estis signife prokrastita. Tio estis ĉar la prokrasto en la formado de etringito estis trafita per la ca2+-ekvilibro en solvaĵo, kio estis la daŭrigo de la prokrasto de celuloza etero en silikata hidratiĝo.

3.2 Akvokonservado

Alia grava modifa efiko de celuloza etero en cementa pistujo devas aperi kiel akvo-retena agento, kiu povas malhelpi la malsekecon en malseka mortero forvaporiĝi antaŭtempe aŭ esti sorbita de la bazo, kaj prokrasti la hidratigon de cemento dum plilongigo de la funkciada tempo de malseka pistujo, por certigi ke maldika pistujo povas esti kombita, gipsa pistujo povas esti disvastigita, kaj facile sorbi pistujo ne bezonas esti antaŭ-malseka.

La akvotena kapacito de celuloza etero estas proksime rilatita al sia viskozeco, dozo, tipo kaj ĉirkaŭa temperaturo. Aliaj kondiĉoj estas la samaj, des pli granda la viskozeco de celuloza etero, des pli bona la akvo reteno efiko, malgranda kvanto de celuloza etero povas fari la akvo reteno imposto de pistujo tre plibonigita; Por la sama celuloza etero, ju pli alta la kvanto aldonita, des pli alta la akvo reteno indico de modifita mortero, sed ekzistas optimuma valoro, preter kiu la akvo reteno indico pliiĝas malrapide. Por malsamaj specoj de celuloza etero, ekzistas ankaŭ diferencoj en akvoreteno, kiel HPMc sub la samaj kondiĉoj ol Mc pli bona akvoreteno. Krome, la akva retenado de celuloza etero malpliiĝas kun la pliiĝo de ĉirkaŭa temperaturo.

Ĝenerale oni kredas, ke la kialo, kial celuloza etero havas la funkcion de akvoreteno, estas ĉefe pro la 0H sur la molekulo kaj la 0 atomo sur la etera ligo estos asociita kun akvomolekuloj por sintezi hidrogenan ligon, tiel ke libera akvo fariĝas liganta. akvo, por ludi bonan rolon de akva reteno; Oni ankaŭ kredas, ke la celuloza etera makromolekula ĉeno ludas limigan rolon en la disvastigo de akvaj molekuloj, por efike kontroli akvovaporadon, por atingi altan retenon de akvo; Pourchez J argumentis ke celuloza etero atingis la akvoreten efikon plibonigante la reologiajn trajtojn de la lastatempe miksita cementa suspensiaĵo, la strukturo de pora reto kaj la formado de celuloza eterofilmo kiu malhelpis la difuzon de akvo. Laetitia P et al. ankaŭ kredas, ke reologia posedaĵo de pistujo estas ŝlosila faktoro, sed ankaŭ kredas, ke viskozeco ne estas la sola faktoro determinanta la bonegan akvoretenadon de pistujo. Indas noti, ke kvankam celuloza etero havas bonan akvoretenadon, sed ĝia modifita malmoligita cementa pistujo akvosorbado estos reduktita, la kialo estas, ke celuloza etero en la pistujo filmo, kaj en la pistujo granda nombro da malgrandaj fermitaj poroj, blokante. la pistujo ene de la kapilaro.

3.3 Densiĝo

La konsistenco de mortero estas unu el la gravaj indeksoj por mezuri ĝian laborefikecon. Celuloza etero ofte estas lanĉita por pliigi la konsistencon. "Konsistenco" reprezentas la kapablon de freŝmiksita mortero flui kaj misformiĝi sub la ago de gravito aŭ eksteraj fortoj. La du propraĵoj de dikiĝo kaj akva reteno kompletigas unu la alian. Aldonante taŭgan kvanton da celuloza etero povas ne nur plibonigi la akvan retenadon de pistujo, certigi glatan konstruon, sed ankaŭ pliigi la konsistencon de pistujo, signife pliigi la kontraŭdisperdan kapablon de cemento, plibonigi la ligan rendimenton inter pistujo kaj matrico, kaj redukti la saĝ-fenomenon de pistujo.

La densiga efiko de celuloza etero ĉefe devenas de sia propra viskozeco, ju pli granda la viskozeco, des pli bona estas la densiga efiko, sed se la viskozeco estas tro granda, ĝi reduktos la fluecon de pistujo, influante la konstruon. La faktoroj kiuj influas viskozecŝanĝon, kiel ekzemple molekula pezo (aŭ grado de polimerigo) kaj koncentriĝo de celuloza etero, solvtemperaturo, tondrapideco, influos la finan dikiĝantan efikon.

La densiga mekanismo de celuloza etero ĉefe venas de hidratiĝo kaj implikiĝo inter molekuloj. Unuflanke, la polimera ĉeno de celuloza etero estas facile formi hidrogenan ligon kun akvo en akvo, hidrogenan ligon faras ĝin havi altan hidratadon; Aliflanke, kiam celuloza etero estas aldonita al la pistujo, ĝi sorbos multe da akvo, tiel ke ĝia propra volumeno estas multe vastigita, reduktante la liberan spacon de eroj, samtempe celuloza etero molekulaj ĉenoj interplektiĝas unu kun la alia. formi tridimensian reto strukturon, pistujo partikloj estas ĉirkaŭitaj en kiu, ne libera fluo. Alivorte, sub ĉi tiuj du agoj, la viskozeco de la sistemo estas plibonigita, tiel atingante la deziratan dikiĝantan efikon.

4. Efiko de nejona celuloza etero sur la morfologio kaj pora strukturo de polimera cemento

Kiel videblas de la supre, ne-jona celuloza etero ludas esencan rolon en polimera cemento, kaj ĝia aldono certe influos la mikrostrukturon de la tuta cementa mortero. La rezultoj montras, ke ne-jona celuloza etero kutime pliigas la porecon de cementa mortero, kaj la nombro da poroj en la grandeco de 3nm ~ 350um pliiĝas, inter kiuj la nombro da poroj en la gamo de 100nm ~ 500nm pliigas la plej grandan parton. La influo sur la pora strukturo de cementa mortero estas proksime rilatita al la tipo kaj viskozeco de ne-jona celuloza etero aldonita. Ou Zhihua et al. kredis ke kiam la viskozeco estas la sama, la poreco de cementmortero modifita fare de HEC estas pli malgranda ol tiu de HPMc kaj Mc aldonita kiel modifiloj. Por la sama celuloza etero, des pli malgranda la viskozeco, des pli malgranda la poreco de la modifita cementa mortero. Studante la efikon de HPMc sur la aperturo de ŝaŭma cementa izolaj tabulo, Wang Yanru et al. trovis, ke la aldono de HPMC ne signife ŝanĝas la porecon, sed povas signife redukti la aperturon. Tamen, Zhang Guodian et al. trovis, ke ju pli granda la HEMc-enhavo, des pli evidenta la influo sur la pora strukturo de cementa suspensiaĵo. La aldono de HEMc povas signife pliigi la porecon, totalan poran volumon kaj averaĝan poran radiuson de cementa suspensiaĵo, sed la specifa surfacareo de la poro malpliiĝas, kaj la nombro da grandaj kapilaraj poroj pli grandaj ol 50nm en diametro pliiĝas signife, kaj la enkondukitaj poroj. estas ĉefe fermitaj poroj.

La efiko de nejona celuloza etero sur la formadprocezo de cementa suspensiaĵo porostrukturo estis analizita. Oni trovis, ke la aldono de celuloza etero ĉefe ŝanĝis la ecojn de likva fazo. Unuflanke, la likva faza surfaca tensio malpliiĝas, faciligante la formi bobelojn en cementa pistujo, kaj malrapidigos la likvan fazan drenadon kaj bobelan disvastiĝon, tiel ke malgrandaj bobeloj estas malfacile kolekti en grandajn vezikojn kaj elfluon, do la malplenigo. estas multe pliigita; Aliflanke, la viskozeco de la likva fazo pliiĝas, kio ankaŭ malhelpas drenadon, bobeldisvastiĝon kaj bobel-fuzion, kaj plibonigas la kapablon stabiligi bobelojn. Sekve, la influreĝimo de celuloza etero sur la pora grandeco distribuo de cementa mortero povas esti akirita: en la pora grandeco gamo de pli ol 100nm, vezikoj povas esti enkondukitaj reduktante la surfacan streĉiĝon de likva fazo, kaj bobeldisvastigo povas esti malhelpita per pliigante la likvan viskozecon; en la regiono de 30nm ~ 60nm, la nombro da poroj en la regiono povas esti tuŝita malhelpante la fuzion de pli malgrandaj vezikoj.

5. Influo de nejona celuloza etero sur mekanikaj propraĵoj de polimera cemento

La mekanikaj trajtoj de polimercemento estas proksime rilatitaj al ĝia morfologio. Kun la aldono de nejona celuloza etero, la poreco pliiĝas, kio nepre havos malfavoran efikon sur sia forto, precipe la kunprema forto kaj fleksa forto. La redukto de kunprema forto de cementa mortero estas signife pli granda ol la fleksa forto. Ou Zhihua et al. studis la influon de malsamaj specoj de ne-jona celuloza etero sur la mekanikaj propraĵoj de cementa mortero, kaj trovis, ke la forto de celuloza etero modifita cementa mortero estis pli malalta ol tiu de pura cementa mortero, kaj la plej malalta 28d kunprema forto estis nur 44,3% de tiu de pura cementa suspensio. La kunprema forto kaj fleksa forto de HPMc, HEMC kaj MC celuloza etero modifita estas similaj, dum la kunprema forto kaj fleksa forto de HEc modifita cementa suspensiaĵo en ĉiu aĝo estas signife pli altaj. Tio estas proksime rilata al ilia viskozeco aŭ molekula pezo, ju pli alta la viskozeco aŭ molekula pezo de celuloza etero, aŭ ju pli granda la surfaca aktiveco, des pli malalta la forto de ĝia modifita cementa mortero.

Tamen, estis ankaŭ montrite ke nejona celuloza etero povas plibonigi la tirstreĉon, flekseblecon kaj koherecon de cementmortero. Huang Liangen et al. trovis ke, kontraŭe al la ŝanĝoleĝo de kunprema forto, la tondforto kaj tirstreĉo de suspensiaĵo pliiĝis kun la pliiĝo de la enhavo de celuloza etero en cementa mortero. Analizo de la kialo, post la aldono de celuloza etero, kaj polimera emulsio kune por formi grandan nombron da densaj polimeraj filmo, multe plibonigas la flekseblecon de la suspensiaĵo, kaj cemento hidratada produktoj, nehidratigita cemento, plenigaĵoj kaj aliaj materialoj plenigitaj en ĉi tiu filmo , por certigi la streĉan forton de la tega sistemo.

Por plibonigi la agadon de ne-jona celuloza etero modifita polimera cemento, plibonigi la fizikajn proprietojn de cementa mortero samtempe, ne signife reduktas ĝiajn mekanikajn ecojn, la kutima praktiko estas kongrui kun celuloza etero kaj aliaj aldonaĵoj, aldonitaj al la cementa mortero. Li Tao-wen et al. trovis, ke la komponigita aldonaĵo komponita el celuloza etero kaj polimera glua pulvoro ne nur iomete plibonigis la fleksan forton kaj kunpreman forton de pistujo, tiel ke la kohereco kaj viskozeco de cementa pistujo pli taŭgas por la tegaĵo-konstruo, sed ankaŭ signife plibonigis la akvoretenon. kapacito de mortero kompare kun ununura celuloza etero. Xu Qi et al. aldonis skorio-pulvoro, akvo-reduktanta agento kaj HEMc, kaj trovis, ke akvo-reduktanta agento kaj minerala pulvoro povas pliigi la densecon de pistujo, redukti la nombron da truoj, por plibonigi la forton kaj elastan modulon de pistujo. HEMc povas pliigi la tirligan forton de pistujo, sed ĝi ne estas bona por la kunprema forto kaj elasta modulo de pistujo. Yang Xiaojie et al. trovis, ke la plasta ŝrumpa krakado de cementa mortero povas esti signife reduktita post miksado de HEMc kaj PP-fibro.

6. Konkludo

Nejona celuloza etero ludas gravan rolon en polimera cemento, kiu povas signife plibonigi la fizikajn ecojn (inkluzive de malfruiga koaguliĝo, akvoreteno, dikiĝo), mikroskopa morfologio kaj mekanikaj propraĵoj de cementa pistujo. Multe da laboro estis farita pri la modifo de cement-bazitaj materialoj per celuloza etero, sed ankoraŭ ekzistas kelkaj problemoj, kiuj bezonas plian studon. Ekzemple, en praktikaj inĝenieraj aplikoj, malmulte da atento estas pagita al la reologio, deformaj trajtoj, volumenostabileco kaj fortikeco de modifitaj cement-bazitaj materialoj, kaj regula responda rilato ne estis establita kun aldonita celuloza etero. La esplorado pri la migra mekanismo de celuloza etera polimero kaj cementaj hidratigproduktoj en hidratiga reago ankoraŭ estas nesufiĉa. La agoprocezo kaj mekanismo de la kunmetitaj aldonaĵoj kunmetitaj de celuloza etero kaj aliaj aldonaĵoj ne estas sufiĉe klaraj. La kunmetita aldono de celuloza etero kaj neorganikaj plifortigitaj materialoj kiel vitrofibro ne estis perfektigita. Ĉio ĉi estos la fokuso de estonta esplorado por provizi teorian gvidadon por plu plibonigi la agadon de polimercemento.