Selluloosaeetteri modifioitu sementtiliette

Ei-ionisen selluloosaeetterin erilaisen molekyylirakenteen vaikutusta sementtilietteen huokosrakenteeseen tutkittiin suorituskykytiheystestillä ja makroskooppisella ja mikroskooppisella huokosrakenteen havainnolla. Tulokset osoittavat, että ei -ioninen selluloosaeetteri voi lisätä sementtilietteen huokoisuutta. Kun ei-ionisen selluloosaeetterin modifioidun lietteen viskositeetti on samanlainen, huokoisuushydroksietyyliselluloosaeetteri(HEC) modifioitu liette on pienempi kuin hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterissä (HPMC) ja metyyliselluloosaeetterissä (MC) modifioidussa lietteessä. Mitä alhaisempi HPMC -selluloosaeetterin viskositeetti/suhteellinen molekyylipaino on samanlaisella ryhmäpitoisuudella, sitä pienempi sen modifioidun sementtilietteen huokoisuus. Ei-ioninen selluloosaeetteri voi vähentää nestemäisen faasin pintajännitystä ja tehdä sementtilietteen helpoksi kuplien muodostamiseksi. Ei-ioniset selluloosaeetterimolekyylit adsorboivat suuntaan kuplien kaasu-neste-rajapinnalla, mikä myös lisää sementtilietteen faasin viskositeettia ja parantaa sementtilietteen kykyä stabiloida kuplia.

Avainsanat:ei -ioninen selluloosaeetteri; Sementti lietteet; Huokosrakenne; Molekyylirakenne; Pintajännitys; viskositeetti

Ei-ionisella selluloosaeetterillä (jäljempänä selluloosaeetterinä) on erinomainen sakeutumis- ja vedenpidätys, ja sitä käytetään laajasti kuivassa sekoitetussa laastissa, itse komplikaatiobetonissa ja muissa uusissa sementtipohjaisissa materiaaleissa. Sementtipohjaisissa materiaaleissa käytettyjä selluloosaetriä sisältävät yleensä metyyliselluloosaeetterin (MC), hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterin (HPMC), hydroksietyylimetyyliselluloosaeetterin (HEMC) ja hydroksietyyliselluloosaeetterin (HEC), joiden joukossa HPMC ja HEMC ovat yleisimpiä sovelluksia. .

Selluloosaeetteri voi vaikuttaa merkittävästi sementtilietteen huokosrakenteeseen. Pourchez et ai. sementti lietteet. Lisäksi kovettuneelle sementtilietteelle matalan molekyylipainoisen HEC: n modifioidun sementtilietteen huokoskokojakauma on samanlainen kuin puhtaan sementtien lietteen. Korkean molekyylipainon HEC: n modifioidun sementtilietteen huokostilavuus on suurempi kuin puhtaan sementtien lietteen, mutta pienempi kuin HPMC: n modifioidun sementtilietteen kanssa, jolla on suunnilleen sama konsistenssi. SEM -havainnon avulla Zhang et ai. havaitsi, että HEMC voisi lisätä merkittävästi huokosten lukumäärää, jonka halkaisija on noin 0,1 mm sementtilaastissa. He havaitsivat myös elohopea -injektiotestin avulla, että HEMC voisi lisätä merkittävästi sementtilietteen huokosten kokonaistilavuutta ja keskimääräistä huokosten halkaisijaa, mikä johtaa merkittävästi suurten huokosten lukumäärään, jonka halkaisija on 50 nm ~ 1 μm ja suuret huokoset, joiden halkaisija on enemmän enemmän kuin 1 μm. Kuitenkin huokosten lukumäärä, jonka halkaisija oli alle 50 nm, oli merkittävästi vähentynyt. Saric-Coric et ai. uskoi, että selluloosaeetteri tekisi sementtilietteen huokoisemmaksi ja johtaisi makroporien lisääntymiseen. Jenni et ai. Testattiin suorituskykytiheys ja totesi, että HEMC: n modifioidun sementtilaastin huokostilavuusosuus oli noin 20%, kun taas puhdas sementtisaastissa oli vain pieni määrä ilmaa. Silva et ai. havaitsi, että kahden piikin lisäksi 3,9 nm: n ja 40 ~ 75 nm: n puhtaana sementtilietteenä oli myös kaksi piikkiä 100 ~ 500 nm: ssä ja yli 100 μm elohopea -injektiotestissä. Ma Baoguo et ai. havaitsi, että selluloosaeetteri lisäsi hienoja huokosten lukumäärää, joiden halkaisijat olivat alle 1 μm ja suuret huokoset, joiden halkaisijat olivat yli 2 μm sementtilaastissa elohopea -injektiotestin avulla. Mitä tulee siihen, että selluloosaeetteri lisää sementtilietteen huokoisuutta, yleensä uskotaan, että selluloosaeetterillä on pinta -aktiivisuus, rikastuttaa ilma- ja vesirajapinnat, muodostaen kalvon stabiloimaan sementtilietteen kuplat.

Yllä olevan kirjallisuusanalyysin avulla voidaan nähdä, että selluloosaeetterin vaikutus sementtipohjaisten materiaalien huokosrakenteeseen on saanut suurta huomiota. Selluloosaeetteriä on kuitenkin monenlaisia, samanlaisia ​​selluloosaeetteriä, sen suhteellinen molekyylipaino, ryhmäpito Kenttä, esityksen puute, johtopäätös on väistämätöntä "yli sukupolvea", joten selluloosaeetterimekanismin selitys ei ole riittävän syvä. Tässä artikkelissa tutkittiin selluloosaeetterin vaikutusta erilaisella molekyylirakenteella sementtilietteen huokosrakenteeseen näennäisellä tiheyskokeella ja makroskooppisella ja mikroskooppisella huokosrakenteen havainnolla.

1. Testi

1.1 Raaka -aineet

Sementti oli P · o 42,5 tavallinen Portland-sementti, jonka valmisti Huaxin Cement Co., Ltd., Joissa kemiallinen koostumus mitattiin aksioilla, jotka on valittujen aallonpituushäiriötyyppisiä röntgenfluoresenssispektrometriä (Pana-Lytical, Alankomaat), Alankomaissa), Hollannissa) ja vaihekoostumus arvioitiin Bogue -menetelmällä.

Selluloosaeetteri valitsi neljä tyyppiä kaupallista selluloosaeetteriä, vastaavasti metyyliselluloosaeetteriä (MC), hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteriä (HPMC1, HPMC2) ja hydroksietyyliselluloosaeetteriä (HEC), HPMC1 -molekyylirakennetta ja HPMC2: ta, mutta viskositeetti on paljon kuin HPMC2 , Ts. HPMC1: n suhteellinen molekyylimassa on paljon pienempi kuin HPMC2: n. Hydroksietyylimetyyliselluloosaeetterin (HEMC) ja HPMC: n samanlaisten ominaisuuksien vuoksi HEMC: iä ei valittu tässä tutkimuksessa. Kosteuspitoisuuden vaikutuksen välttämiseksi testituloksiin, kaikki selluloosan eetterit leivottiin 98 ℃: lla 2 tunnin ajan ennen käyttöä.

Selluloosaeetterin viskositeetti testattiin NDJ-1B: n kiertävän viskosimetrillä (Shanghai Changji Company). Testiliuoskonsentraatio (selluloosaeetterin massasuhde veteen) oli 2,0%, lämpötila oli 20 ℃ ja pyörimisnopeus oli 12r/min. Selluloosaeetterin pintajännitys testattiin rengasmenetelmällä. Testiinstrumentti oli JK99A -automaattinen tensiometri (Shanghai Zhongchen Company). Testiliuoksen pitoisuus oli 0,01% ja lämpötila oli 20 ℃. Valmistaja tarjoaa selluloosa -eetteriryhmäpitoisuus.

Selluloosaeetterin viskositeetin, pintajännitys ja ryhmäpitoisuus, kun liuoskonsentraatio on 2,0%, HEC- ja HPMC2 -liuoksen viskositeettisuhde on 1: 1,6 ja HEC: n ja MC -liuoksen viskositeettisuhde on 1: 0,4, mutta mutta mutta mutta mutta joka Tässä testissä vesisementtisuhde on 0,35, suurin sementti-suhde on 0,6%, selluloosaeetterin massasuhde veteen on noin 1,7%, alle 2,0%ja sementtilietteen synergistinen vaikutus viskositeettiin, joten HEC: n, HPMC2: n tai MC: n modifioidun sementtilietteen viskositeettiero on pieni.

Selluloosaeetterin viskositeetin, selluloosaeetterin pintajännityksen ja ryhmäpitoisuuden mukaan kunkin selluloosaeetterin pintajännitys on erilainen. Selluloosaeetterillä on sekä hydrofiiliset ryhmät (hydroksyyli- ja eetteriryhmät) että hydrofobiset ryhmät (metyyli- ja glukoosihiilirengas) ovat pinta -aktiivinen aine. Selluloosaeetteri on erilainen, hydrofiilisten ja hydrofobisten ryhmien tyyppi ja pitoisuus ovat erilaisia, mikä johtaa erilaisiin pintajännityksiin.

1.2 Testimenetelmät

Valmistettiin kuusi sementtilietteen tyyppiä, mukaan lukien puhdas sementtiliette, neljä selluloosaeetteriä (MC, HPMCL, HPMC2 ja HEC) modifioitu sementtiliette, jolla oli 0,60% sementtisuhde ja HPMC2 modifioitu sementtiliette 0,05% sementtisuhteella. Ref, MC-0,60, HPMCL-0,60, HPMC2-0,60. HEC 1-0,60 ja HPMC2-0,05 osoittavat, että vesisementtisuhde on molemmat 0,35.

Sementti lietteen ensin GB/T 17671 1999 ”Sementtilaastin lujuustestomenetelmä (ISO -menetelmä)”, joka on tehty 40 mm × 40 mm × 160 mm: n prisman testimuodoksi, kunkin olosuhteissa 20 ℃ suljettu kovetus 28D. Punnittuaan ja laskennan sen näennäisen tiheyden, se murtui avoimeksi pienellä vasaralla, ja testilohkon keskiosan makroreikäolosuhteet havaittiin ja valokuvattiin digitaalikameralla. Samanaikaisesti pienet 2,5 ~ 5,0 mm: n palat otettiin havainnoimaan optisen mikroskoopilla (HIROX kolmiulotteinen videomikroskooppi) ja skannauselektronimikroskoopilla (JSM-5610LV).

2. testitulokset

2,1 näennäinen tiheys

Eri selluloosan eetterien modifioidun sementtilietteen näennäisen tiheyden mukaan (1) puhdasta sementtilietteen näennäinen tiheys on korkein, mikä on 2044 kg/m³; Neljän tyyppisen selluloosaeetterin modifioidun lietteen näennäinen tiheys sementtisuhteen ollessa 0,60% oli 74% ~ 88% puhtaan sementtien lietteen tiheästä, mikä osoittaa, että selluloosaeetteri aiheutti sementtilietteen huokoisuuden lisääntymisen. (2) Kun sementin suhde sementtiin on 0,60%, erilaisten selluloosan eetterien vaikutus sementtilietteen huokoisuuteen on hyvin erilainen. HEC: n, HPMC2: n ja MC: n modifioidun sementtilietteen viskositeetti on samanlainen, mutta HEC: n modifioidun sementtilietteen näennäinen tiheys on korkein, mikä osoittaa, että HEC: n modifioidun sementtilietteen huokoisuus on pienempi kuin HPMC2: n ja MC: n muokatun sementtien lietteen kanssa samanlaisella viskositeettillä . HPMC1: llä ja HPMC2: lla on samanlainen ryhmäpito , mitä pienempi selluloosaeetterin viskositeetti, sitä pienempi modifioidun sementtilietteen huokoisuus. (3) Kun sementti-sementtisuhde on hyvin pieni (0,05%), HPMC2-modifioidun sementtilietteen näennäinen tiheys on pohjimmiltaan lähellä puhtaan sementtien lietettä, mikä osoittaa, että selluloosaeetterin vaikutus sementin huokoisuuteen Lietteet ovat hyvin pieni.

2,2 makroskooppinen huokos

Digitaalikameran otetun selluloosaeetterin modifioidun sementtilietteen osien mukaan puhdas sementtiliette on erittäin tiheä, melkein ei näkyviä huokosia; Neljällä selluloosaeetterimuokatulla lietteellä, jolla on 0,60% sementtisuhde, on kaikilla enemmän makroskooppisia huokosia, mikä osoittaa, että selluloosaeetteri johtaa sementtilietteen huokoisuuden lisääntymiseen. Samanlainen kuin näennäisen tiheyskokeen tulokset, erilaisten selluloosaeetterien ja sisällön vaikutus sementtilietteen huokoisuuteen on melko erilainen. HEC: n, HPMC2: n ja MC: n modifioidun lietteen viskositeetti on samanlainen, mutta HEC: n modifioidun lietteen huokoisuus on pienempi kuin HPMC2: n ja MC: n modifioidun lietteen. Vaikka HPMC1: llä ja HPMC2: lla on samanlainen ryhmäpito Kun HPMC2: n modifioidun lietteen sementti-sementtisuhde on hyvin pieni (0,05%), makroskooppisten huokosten lukumäärä on hiukan lisääntynyt kuin puhtaan sementtien lietteen lukumäärä, mutta huomattavasti pienentynyt kuin HPMC2: n modifioidun lietteen 0,60% sementti -Vakiosuhde.

2.3 Mikroskooppinen huokos

4. PÄÄTELMÄT

(1) Selluloosaeetteri voi lisätä sementtilietteen huokoisuutta.

(2) Selluloosaeetterin vaikutus sementtilietteen huokoisuuteen erilaisilla molekyylirakenteen parametreilla on erilainen: Kun selluloosaeetterin modifioidun sementtilietteen viskositeetti on samanlainen, HEC: n modifioidun sementtilietteen huokoisuus on pienempi kuin HPMC: n ja MC: n modifioidun MC: n vaikutus sementti lietteet; Mitä alhaisempi HPMC -selluloosaeetterin viskositeetti/suhteellinen molekyylipaino on samanlaisella ryhmäpitoisuudella, sitä pienempi sen modifioidun sementtilietteen huokoisuus.

(3) Kun selluloosaeetteri on lisännyt sementtien lietteen, nestemäisen faasin pintajännitys vähenee siten, että sementtiliette on helppo muodostaa kuplia I selluloosa-eetterimolekyylit Suunta-adsorptio kuplakaasu-nesteen rajapinnassa, parantaa lujuutta ja lujuutta Kuplan nestekalvon adsorptio kuplakaasu-neste-rajapinnassa, parantaa kuplan nestekalvon voimakkuutta ja vahvistaa kovan mudan kykyä stabiloida kuplia.