Tsellulooseetri viskoossuse muutus tsemendipõhisel krohvil

Paksenemine on tsellulooseetri oluline muutev toime tsemendipõhistele materjalidele. Tsellulooseetri sisalduse, viskosimeetri pöörlemiskiiruse ja temperatuuri mõju tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuse muutuselepõhinev krohv uuriti. Tulemused näitavad, et tsemendi viskoossuspõhinev krohv suureneb pidevalt koos tsellulooseetri sisalduse ning tsellulooseetri lahuse ja tsemendi viskoossuse suurenemisegapõhinev krohv omab "komposiitse superpositsiooni efekti"; tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv on madalam kui puhtal tsemendilpõhinev krohvja viskoossus, mida väiksem on instrumendi pöörlemiskiirus või tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohvvõi mida madalam on tsellulooseetri sisaldus, seda ilmsem on tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv; Hüdratatsiooni koosmõjul muutis tsellulooseetri viskoossus tsementipõhinev krohv suureneb või väheneb. Erinevat tüüpi tsellulooseetritel on modifitseeritud tsemendi viskoossuse muutused erinevadpõhinev krohv.

Võtmesõnad: tselluloosi eeter; tsementpõhinev krohv; viskoossus

0、Eessõna

Tselluloosi eetreid kasutatakse sageli tsemendipõhiste materjalide vettpidavate ainete ja paksendajatena. Vastavalt erinevatele asendajatele on tsemendipõhistes materjalides kasutatavad tsellulooseetrid tavaliselt metüültselluloos (MC), hüdroksüetüültselluloos (HEC), hüdroksüetüülmetüültselluloos eeter (hüdroksüetüülmetüültselluloos, HEMC) ja hüdroksüpropüülmetüültselluloos (hüdroksüpropüülmetüültselluloos, HPMC), mille hulgas on kõige sagedamini kasutatavad HPMC ja HEMC.

Paksenemine on tsellulooseetri oluline muutev toime tsemendipõhistele materjalidele. Tsellulooseeter võib anda märjale mördile suurepärase viskoossusega, suurendab märkimisväärselt märja mördi ja aluskihi nakkuvust ning parandab mördi läbivajumist takistavat toimet. Samuti võib see suurendada värskelt segatud tsemendipõhiste materjalide homogeensust ja dispergeerumisvastast võimet ning takistada mördi ja betooni delaminatsiooni, segregatsiooni ja verejooksu.

Tsellulooseetri paksendavat toimet tsemendipõhistele materjalidele saab kvantitatiivselt hinnata tsemendipõhiste materjalide reoloogilise mudeli abil. Tsemendipõhiseid materjale peetakse tavaliselt Binghami vedelikuks, see tähendab, et kui rakendatud nihkepinge r on väiksem voolavuspingest r0, jääb materjal oma esialgsele kujule ega voola; kui nihkepinge r ületab voolavuspinge r0, toimub objektil vooludeformatsioon ja nihkepinge pingel r on lineaarne seos deformatsioonikiirusega y, st r=r0+f·y, kus f on plasti viskoossus. Tselluloosi eetrid suurendavad üldiselt tsemendipõhiste materjalide voolavuspiiri ja plastilist viskoossust, kuid väiksemad doosid toovad kaasa madalama voolavuspiiri ja plastilise viskoossuse, seda peamiselt tselluloosi eetrite õhku kaasahaarava toime tõttu. Paturali uuringud näitavad, et tsellulooseetri molekulmass suureneb, tsemendi voolavuspiirpõhinev krohv väheneb ja konsistents suureneb.

Tsemendi viskoossuspõhinev krohv on oluline indeks tsellulooseetri paksendava toime hindamiseks tsemendipõhistel materjalidel. Mõned kirjandused on uurinud tsellulooseetri lahuse viskoossuse muutumise seadust, kuid endiselt puuduvad asjakohased uuringud tsellulooseetri mõju kohta tsemendi viskoossuse muutusele.põhinev krohv. Samal ajal on erinevat tüüpi asendajate järgi mitut tüüpi tselluloosi eetreid. Tsellulooseetrite erinevate tüüpide ja viskoossuste mõju tsemendi muutumiselepõhinev krohv viskoossus on samuti tselluloosi eetrite kasutamisel väga murettekitav küsimus. Antud töös uuritakse pöörleva viskosimeetri abil erinevat tüüpi ja viskoossusega tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi suspensioonide viskoossuse muutusi erinevate polütuha suhete, pöörlemiskiiruste ja temperatuuride juures.

1. Eksperiment

1.1 Tooraine

(1) Tsellulooseeter. Valiti kuus tüüpi minu riigis tavaliselt kasutatavaid tselluloosi eetreid, sealhulgas 1 tüüpi MC, 1 tüüp HEC, 2 tüüpi HPMC ja 2 tüüpi HEMC, mille hulgas olid ilmselgelt kahte tüüpi HPMC ja 2 tüüpi HEMC viskoossused. erinev. Tsellulooseetri viskoossust testiti NDJ-1B rotatsiooniviskosimeetriga (Shanghai Changji Company), katselahuse kontsentratsioon oli 1,0% või 2,0%, temperatuur oli 20°C ja pöörlemiskiirus oli 12r/min.

(2) Tsement. Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. toodetud tavalise portlandtsemendi spetsifikatsioon on P·O 42.5 (GB 175-2007).

1.2 Tsellulooseetri lahuse viskoossuse mõõtmise meetod

Võtke kindlaksmääratud kvaliteediga tsellulooseetri proov ja lisage see 250 ml keeduklaasi, seejärel lisage 250 g umbes 90 °C kuuma vett.°C; segage täielikult klaaspulgaga, et tsellulooseeter moodustaks kuumas vees ühtlase dispersioonisüsteemi, ja asetage samal ajal keeduklaas Cool õhku. Kui lahus hakkab viskoossust tekitama ja enam ei sadestu, lõpetage kohe segamine; kui lahus jahutatakse õhu käes, kuni värvus on ühtlane, asetage keeduklaas püsiva temperatuuriga veevanni ja hoidke temperatuur kindlaksmääratud temperatuuril. Viga on± 0.1°C; 2h pärast (arvutatud tsellulooseetri kokkupuuteajast kuuma veega) mõõta termomeetriga lahuse keskpunkti temperatuur. Tootmine) rootor sisestatud lahusesse määratud sügavusele, pärast 5-minutilist seismist mõõta selle viskoossus.

1.3 Tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuse mõõtminepõhinev krohv

Enne katset hoidke kõiki tooraineid kindlaksmääratud temperatuuril, kaaluge kindlaksmääratud tsellulooseetri ja tsemendi mass, segage need põhjalikult ja lisage määratud temperatuuril kraanivett 250 ml klaaskeeduklaasi vee-tsemendi suhtega 0,65; seejärel lisage keeduklaasi kuiv pulber ja oodake 3 minutit. Segage hoolikalt klaaspulgaga 300 korda, sisestage pöörleva viskosimeetri (tüüpi NDJ-1B, tootja Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) rootor lahust määratud sügavusele ja mõõta selle viskoossust pärast 2-minutilist seismist. Vältimaks tsemendi hüdratatsioonisoojuse mõju tsemendi viskoossuskatselepõhinev krohv nii palju kui võimalik tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv tuleb katsetada tsemendi kokkupuutel veega 5 minutit.

2. Tulemused ja analüüs

2.1 Tsellulooseetri sisalduse mõju

Tsellulooseetri kogus viitab siin tsellulooseetri ja tsemendi massisuhtele, st polüashi suhtele. Kolme tüüpi tsellulooseetrite P2, E2 ja H1 mõjust tsemendi viskoossuse muutuselepõhinev krohv erinevatel annustel (0,1%, 0,3%, 0,6% ja 0,9%) on näha, et pärast tsellulooseetri lisamist suureneb tsemendi viskoossus.põhinev krohv Viskoossus suureneb; tsellulooseetri koguse suurenedes tsemendi viskoossuspõhinev krohv suureneb pidevalt ja tsemendi viskoossuse suurenemise ulatuspõhinev krohv muutub ka suuremaks.

Kui vee-tsemendi suhe on 0,65 ja tsellulooseetri sisaldus on 0,6%, on tsemendi esialgsel hüdratatsioonil tarbitud vett arvestades tsellulooseetri kontsentratsioon vee suhtes umbes 1%. Kui kontsentratsioon on 1%, on P2, E2 ja H1 vesilahuse viskoossus 4990 mPa·S, 5070 mPa·S ja 5250mPa·s vastavalt; kui vee-tsemendi suhe on 0,65, siis puhta tsemendi viskoossuspõhinev krohv on 836 mPa·S. P2, E2 ja H1 kolme tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi suspensioonide viskoossused on aga 13800 mPa·S, 12900 mPa·S ja 12700mPa·s vastavalt. Ilmselt viskoossus tsellulooseeter modifitseeritud tsementipõhinev krohv ei ole tsellulooseetri lahuse viskoossus ja puhta tsemendi viskoossuse lihtne lisaminepõhinev krohv on oluliselt suurem kui kahe viskoossuse summa, st tsellulooseetri lahuse viskoossus ja tsemendi viskoossuspõhinev krohv neil on "komposiitne superpositsiooniefekt". Tsellulooseetri lahuse viskoossus tuleneb hüdroksüülrühmade ja eetersidemete tugevast hüdrofiilsusest tsellulooseetri molekulides ning tsellulooseetri molekulide poolt moodustatud kolmemõõtmelisest võrkstruktuurist lahuses; puhta tsemendi viskoossuspõhinev krohv pärineb tsemendi hüdratatsioonitoodete struktuuri vahel moodustunud võrgustikust. Kuna polümeeri ja tsemendi hüdratatsiooniproduktid moodustavad sageli läbitungiva võrkstruktuuri, on tsellulooseetris modifitseeritud tsementpõhinev krohv, on tsellulooseetri kolmemõõtmeline võrkstruktuur ja tsemendi hüdratatsioonitoodete võrkstruktuur põimunud ning tsellulooseetri molekulid Adsorptsioon tsemendi hüdratatsioonitoodetega koos tekitab "komposiit superpositsiooni efekti", mis suurendab oluliselt tsemendi üldist viskoossust.põhinev krohv; kuna üks tsellulooseetri molekul võib põimuda mitme tsellulooseetri molekuli ja tsemendi hüdratatsiooniproduktidega, suureneb seetõttu tsellulooseetri sisalduse suurenemisega võrgustruktuuri tihedus rohkem kui tsellulooseetri molekulide suurenemine ja tsemendi viskoossuspõhinev krohv suureneb pidevalt; lisaks peab tsemendi kiire hüdratatsioon osa veest reageerima. , mis on samaväärne tsellulooseetri kontsentratsiooni suurendamisega, mis on ka tsemendi viskoossuse olulise tõusu põhjuspõhinev krohv.

Kuna tsellulooseeter ja tsementpõhinev krohv neil on viskoossuses "komposiitne superpositsiooniefekt", samade tsellulooseetrisisalduse ja vee-tsemendi suhte tingimustes, tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv ilmse erinevusega, kui kontsentratsioon on 2% Viskoossuse erinevus ei ole suur, näiteks P2 ja E2 viskoossused on 48000mPa·s ja 36700mPa·s vastavalt vesilahuses kontsentratsiooniga 2%. S, erinevus pole ilmne; E1 ja E2 viskoossused 2% vesilahuses on 12300mPa·S ja 36700mPa·s vastavalt on erinevus väga suur, kuid nende modifitseeritud tsemendipasta viskoossused on 9800mPa·S ja 12900mPa vastavalt·S, erinevus on oluliselt vähenenud, nii et tsellulooseetri valimisel ei ole vaja taotleda liiga kõrget tsellulooseetri viskoossust. Veelgi enam, praktilistes insenerirakendustes on tsellulooseetri kontsentratsioon vee suhtes tavaliselt suhteliselt madal. Näiteks tavalises krohvimördis on vee-tsemendi suhe tavaliselt umbes 0,65 ja tsellulooseetri sisaldus 0,2–0,6%. Vee kontsentratsioon on vahemikus 0,3% kuni 1%.

Samuti on katsetulemustest näha, et erinevat tüüpi tsellulooseetritel on erinev mõju tsemendi viskoossuselepõhinev krohv. Kui kontsentratsioon on 1%, on kolme tüüpi tsellulooseetri vesilahuste P2, E2 ja H1 viskoossused 4990 mPa·s, 5070 mPa·S ja 5250mPa·S vastavalt H1 lahuse viskoossus on kõrgeim, kuid viskoossus P2, E2 ja H1 kolme liiki tselluloosi eetri puhul Eetriga modifitseeritud tsemendi suspensioonide viskoossused olid 13800mPa·S, 12900 mPa·S ja 12700mPa·Vastavalt S ja H1 modifitseeritud tsemendi suspensioonide viskoossus oli madalaim. Seda seetõttu, et tsellulooseetrid aeglustavad tavaliselt tsemendi hüdratatsiooni. Kolme tüüpi tsellulooseetritest, HEC, HPMC ja HEMC, on HEC-l kõige tugevam võime tsemendi hüdratatsiooni edasi lükata. Seetõttu H1 modifitseeritud tsementpõhinev krohv, tsemendi aeglasema hüdratatsiooni tõttu areneb tsemendi hüdratatsioonitoodete võrgustruktuur aeglasemalt ja viskoossus on madalaim.

2.2 Pöörlemiskiiruse mõju

Viskosimeetri pöörlemiskiiruse mõjust puhta tsemendi viskoossuselepõhinev krohv ja tsellulooseetriga modifitseeritud tsementpõhinev krohv, on näha, et pöörlemiskiiruse kasvades suureneb tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv ja puhas tsementpõhinev krohv väheneb erineval määral, see tähendab, et neil kõigil on nihkehõrenemise omadus ja nad kuuluvad pseudoplastilise vedeliku hulka. Mida väiksem on pöörlemiskiirus, seda suurem on kogu tsemendi viskoossuse väheneminepõhinev krohv pöörlemiskiirusega, st seda ilmsem on tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv. Pöörlemiskiiruse suurenemisega väheneb tsemendi viskoossuse kõverpõhinev krohv muutub järk-järgult lamedamaks ja pseudoplastilisus nõrgeneb. Võrreldes puhta tsemendigapõhinev krohvtsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv on nõrgem, see tähendab, et tsellulooseetri lisamine vähendab tsemendi pseudoplastilisustpõhinev krohv.

Pöörlemiskiiruse mõjust tsemendi viskoossuselepõhinev krohv erinevate tsellulooseetritüüpide ja viskoossuste korral võib teada, et tsementpõhinev krohv erinevate tsellulooseetritega modifitseeritud on erineva pseudoplastilise tugevusega ja mida väiksem on tsellulooseetri viskoossus, seda suurem on modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv. Mida ilmsem on tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv on; modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv ei oma ilmset erinevust erinevat tüüpi sarnase viskoossusega tsellulooseetritega. P2, E2 ja H1 kolme tüüpi tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendistpõhinev krohv erinevates annustes (0,1%, 0,3%, 0,6% ja 0,9%) saab teada pöörlemiskiiruse mõju viskoossusele, P2, E2 ja H1 kolme liiki kiud Tavalise eetriga modifitseeritud tsemendi lobridel on samad katsetulemused : kui tsellulooseetri kogus on erinev, on nende pseudoplastilisus erinev. Mida väiksem on tsellulooseetri kogus, seda tugevam on modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv.

Pärast tsemendi kokkupuudet veega on pinnal olevad tsemendiosakesed kiiresti hüdreeritud ja hüdratatsiooniproduktid (eriti CSH-geel) moodustavad aglomeratsioonistruktuuri. Kui lahuses on suunatud nihkejõud, avaneb aglomeratsioonistruktuur, nii et piki nihkejõu suunda väheneb suunavoolutakistus, avaldades seeläbi nihkehõrenemise omadust. Tsellulooseeter on omamoodi asümmeetrilise struktuuriga makromolekul. Kui lahus on paigal, võivad tsellulooseetri molekulid olla erineva orientatsiooniga. Kui lahuses on suunatud nihkejõud, siis molekuli pikk ahel pöördub ja läheb kaasa. Nihkejõu suund on vähenenud, mille tulemusena väheneb voolutakistus ja sellel on ka nihke hõrenemise omadus. Võrreldes tsemendi hüdratatsioonitoodetega on tsellulooseetri molekulid paindlikumad ja neil on teatav nihkejõu puhverdusvõime. Seetõttu võrreldes puhta tsemendigapõhinev krohvtsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv on nõrgem ja tsellulooseetri viskoossuse või sisalduse suurenedes on tsellulooseetri molekulide puhverdav toime nihkejõule ilmsem. Plastilisus muutub nõrgaks.

2.3 Temperatuuri mõju

Temperatuurimuutuste mõjust (20°C, 27°C ja 35°C) tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuse kohtapõhinev krohv, on näha, et kui tsellulooseetri sisaldus on 0,6%, on temperatuuri tõustes puhas tsement.põhinev krohv ja M1 modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv suurenenud ja muu tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv vähenes, kuid langus ei olnud suur ja H1 modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv vähenes kõige rohkem. Niipalju kui E2 modifitseeritud tsementpõhinev krohv Kui polüashi suhe on 0,6%, siis tsemendi viskoossuspõhinev krohv väheneb temperatuuri tõustes ja kui polüashi suhe on 0,3%, siis tsemendi viskoossuspõhinev krohv suureneb koos temperatuuri tõusuga.

Üldiselt võib öelda, et molekulidevahelise interaktsioonijõu vähenemise tõttu väheneb vedeliku viskoossus temperatuuri tõusuga, mis on tsellulooseetri lahuse puhul. Kuid kui temperatuur tõuseb ning tsemendi ja vee kokkupuuteaeg pikeneb, kiireneb tsemendi hüdratatsiooni kiirus märkimisväärselt ja hüdratatsiooniaste suureneb, nii et puhta tsemendi viskoossuspõhinev krohv selle asemel suureneb.

Tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendispõhinev krohv, tsellulooseeter adsorbeerub tsemendi hüdratatsioonitoodete pinnale, pärssides seeläbi tsemendi hüdratatsiooni, kuid erinevat tüüpi ja kogustes tsellulooseetritel on erinev võime tsemendi hüdratatsiooni pärssida, MC-l (näiteks M1 ) on nõrk võime tsemendi hüdratatsiooni pärssida, ja temperatuuri tõustes tsemendi hüdratatsioonikiiruspõhinev krohv on endiselt kiirem, nii et temperatuuri tõustes suureneb viskoossus üldiselt; HEC, HPMC ja HEMC võivad tsemendi hüdratatsiooni oluliselt pärssida, kuna temperatuur tõuseb, tsemendi hüdratatsioonikiiruspõhinev krohv on aeglasem, nii et temperatuuri tõustes HEC, HPMC ja HEMC modifitseeritud tsementpõhinev krohv (0,6% polüashi suhe) on üldiselt vähenenud ja kuna HEC-i võime tsemendi hüdratatsiooni edasi lükata on suurem kui HPMC-l ja HEMC-l, muutub tsellulooseeter temperatuurimuutustes (20°C, 27°C ja 35°C) H1 modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv langes kõige enam koos temperatuuri tõusuga. Tsemendi hüdratatsioon on siiski olemas, kui temperatuur on kõrgem, seega on tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi redutseerimisastepõhinev krohv temperatuuri tõus ei ole ilmne. Niipalju kui E2 modifitseeritud tsementpõhinev krohv tunneb muret, et kui annus on suur (tuhasuhe on 0,6%), on tsemendi hüdratatsiooni pärssiv toime ilmne ja viskoossus väheneb temperatuuri tõustes; kui annus on väike (tuhasuhe on 0,3%), ei ole tsemendi hüdratsiooni pärssiv toime ilmne ja viskoossus suureneb temperatuuri tõustes.

3. Järeldus

(1) Tsellulooseetri sisalduse pideva suurenemisega suureneb tsemendi viskoossus ja viskoossuspõhinev krohv jätkab suurenemist. Tsellulooseetri molekulaarne võrgustruktuur ja tsemendi hüdratatsioonitoodete võrgustruktuur on omavahel põimunud ning tsemendi esialgne hüdratsioon suurendab kaudselt tsellulooseetri kontsentratsiooni, nii et tsellulooseetri lahuse ja tsemendi viskoossuspõhinev krohv omab "komposiitse superpositsiooniefekti", st tselluloosi eetri modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohv on palju suurem kui nende vastavate viskoossuste summa. Võrreldes HPMC ja HEMC modifitseeritud tsemendi suspensioonidega on HEC modifitseeritud tsemendi suspensioonidel madalamad viskoossuse testi väärtused, kuna hüdratatsioon areneb aeglasemalt.

(2) Mõlemad tsellulooseetriga modifitseeritud tsementpõhinev krohv ja puhas tsementpõhinev krohv neil on nihkehõrenemise või pseudoplastilisuse omadus; tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv on madalam kui puhtal tsemendilpõhinev krohv; mida väiksem on pöörlemiskiirus ehk tselluloos Mida madalam on eetriga modifitseeritud tsemendi viskoossuspõhinev krohvvõi mida madalam on tsellulooseetri sisaldus, seda ilmsem on tsellulooseetriga modifitseeritud tsemendi pseudoplastilisuspõhinev krohv.

(3) Temperatuuri tõustes suureneb tsemendi hüdratatsiooni kiirus ja aste, nii et puhta tsemendi viskoossuspõhinev krohv järk-järgult suureneb. Tselluloosi eetrite erinevat tüüpi ja koguste tõttu on tsemendi hüdratatsiooni pärssimiseks erinev võime, modifitseeritud tsemendipasta viskoossus varieerub sõltuvalt temperatuurist.