Cellulose ether oer de morfology fan iere ettringite

De effekten fan hydroxyethyl methyl cellulose ether en methyl cellulose ether op 'e morfology fan ettringite yn iere cement slurry waarden studearre troch skennen elektroanenmikroskopy (SEM). De resultaten litte sjen dat de lingte-diameter ferhâlding fan ettringite kristallen yn hydroxyethyl methyl cellulose ether modifisearre slurry is lytser as dat yn gewoane slurry, en de morfology fan ettringite kristallen is koarte rod-like. De lingte-diameter ferhâlding fan ettringite kristallen yn methyl cellulose ether modifisearre slurry is grutter dan dat yn gewoane slurry, en de morfology fan ettringite kristallen is needle-rod. De ettringite kristallen yn gewoane semint slurries hawwe in aspekt ratio earne tusken. Troch de boppesteande eksperimintele stúdzje is it fierder dúdlik dat it ferskil fan molekulêre gewicht fan twa soarten cellulose-ether de wichtichste faktor is dy't de morfology fan ettringite beynfloedet.

kaaiwurden:ettringite; Ferhâlding lingte-diameter; methyl cellulose ether; Hydroxyethyl methyl cellulose ether; morfology

Ettringite, as in bytsje útwreide hydratisaasje produkt, hat in signifikant effekt op de prestaasjes fan semint beton, en hat altyd west it ûndersyk hotspot fan cement-basearre materialen. Ettringite is in soarte fan trisulfide-type kalsiumaluminaathydraat, syn gemyske formule is [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, of kin skreaun wurde as 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, faak ôfkoarte as AFt . Yn Portland cement systeem, ettringite wurdt benammen foarme troch de reaksje fan gips mei aluminate of ferric aluminate mineralen, dat spilet de rol fan fertraging hydratatie en iere sterkte fan semint. De formaasje en morfology fan ettringite wurde beynfloede troch in protte faktoaren lykas temperatuer, pH-wearde en ionkonsintraasje. Al yn 1976, Metha et al. brûkt skennende elektroanenmikroskopie om de morfologyske skaaimerken fan AFt te studearjen, en fûn dat de morfology fan sokke wat útwreide hydratisaasjeprodukten wat oars wie as de groeiromte grut genôch wie en as de romte beheind wie. De earste wie meast slanke needle-rod-foarmige bollen, wylst de lêste wie meast koarte rod-foarmige prisma. Yang Wenyan's ûndersyk fûn dat AFt-foarmen ferskillend wiene mei ferskate hurde omjouwings. Wiete omjouwings soe fertrage AFt generaasje yn útwreiding-doped beton en fergrutsje de mooglikheid fan betonnen zwelling en cracking. Ferskillende omjouwings beynfloedzje net allinnich de formaasje en mikrostruktuer fan AFt, mar ek syn folume stabiliteit. Chen Huxing et al. fûn dat de lange-termyn stabiliteit fan AFt fermindere mei de tanimming fan C3A ynhâld. Clark en Monteiro et al. fûn dat mei de tanimming fan miljeu druk, AFt crystal struktuer feroare fan oarder ta disorder. Balonis en Glasser besjoen de tichtensferoaringen fan AFm en AFt. Renaudin et al. studearre de strukturele feroarings fan AFt foar en nei ûnderdompeling yn oplossing en de strukturele parameters fan AFt yn Raman spektrum. Kunther et al. studearre it effekt fan de ynteraksje tusken CSH gel kalsium-silisium ratio en sulfate ion op AFt crystallization druk troch NMR. Tagelyk, basearre op de tapassing fan AFt yn cement-basearre materialen, Wenk et al. studearre AFt crystal oriïntaasje fan betonnen seksje troch hurde synchrotron straling X-ray diffraction finishing technology. De formaasje fan AFt yn mingd semint en it ûndersyk hotspot fan ettringite waarden ferkend. Op grûn fan fertrage ettringite-reaksje hawwe guon gelearden in protte ûndersyk dien oer de oarsaak fan AFt-faze.

It folume útwreiding feroarsake troch de foarming fan ettringite is soms geunstich, en it kin fungearje as in "útwreiding" fergelykber mei magnesium okside útwreiding agint te behâlden it folume stabiliteit fan cement-basearre materialen. De tafoeging fan polymeremulsion en redispersibele emulsiepoeder feroaret de makroskopyske eigenskippen fan materialen op semintbasis troch har signifikante effekten op 'e mikrostruktuer fan materialen op semintbasis. Lykwols, yn tsjinstelling ta de redispersible emulsie poeder dat benammen fersterket de bonding eigenskip fan ferhurde speesje, de wetter-oplosber polymear cellulose ether (CE) jout de nij mingde mortier goede wetter fêsthâlden en thickening effekt, dus it ferbetterjen fan de wurkprestaasjes. Non-ionyske CE wurdt faak brûkt, ynklusyf methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC),hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), ensfh., En CE spilet in rol yn nij mingde mortel, mar hat ek ynfloed op it hydratisaasjeproses fan semint slurry. Stúdzjes hawwe sjen litten dat HEMC feroaret de hoemannichte AFt produsearre as hydratatie produkt. Gjin stúdzjes hawwe lykwols systematysk fergelike it effekt fan CE op 'e mikroskopyske morfology fan AFt, dus dit papier ûndersiket it ferskil fan it effekt fan HEMC en MC op' e mikroskopyske morfology fan ettringham yn iere (1-dei) semint slurry troch ôfbyldingsanalyse en fergeliking.

1. Eksperimintearje

1.1 grûnstoffen

P·II 52.5R Portland cement produsearre troch Anhui Conch Cement Co., LTD waard selektearre as it semint yn it eksperimint. De twa cellulose-ethers binne respektivelik hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) en methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group). MC); It mingwetter is kraanwetter.

1.2 Eksperimintele metoaden

It wetter-sement-ferhâlding fan 'e semintpastmonster wie 0,4 (de massaferhâlding fan wetter nei semint), en de ynhâld fan cellulose-ether wie 1% fan' e massa fan semint. De tarieding fan it eksimplaar waard útfierd neffens GB1346-2011 "Testmetoade foar wetterferbrûk, ynsteltiid en stabiliteit fan cement standert konsistinsje". Nei it foarmjen fan it eksimplaar waard plestikfilm op it oerflak fan 'e skimmel ynkapsele om oerflakwetterferdamping en karbonisaasje te foarkommen, en it eksimplaar waard pleatst yn in hurde keamer mei in temperatuer fan (20±2) ℃ en relative fochtigens fan (60±5) ) %. Nei 1 dei waard de skimmel fuortsmiten, en it eksimplaar waard brutsen, dan waard in lyts probleem út 'e midden nommen en yn wetterfrije ethanol wiekt om de hydratisaasje te beëinigjen, en it probleem waard útnommen en droege foardat it testen. De droege samples waarden gelijmd oan 'e sample tafel mei conductive dûbele-sided adhesive, en in laach fan gouden film waard spuite op it oerflak troch Cressington 108auto automatyske ion sputtering ynstrumint. De sputterstroom wie 20 mA en de sputtertiid wie 60 s. FEI QUANTAFEG 650 miljeu Scanning elektronenmikroskoop (ESEM) waard brûkt om te observearjen de morfologyske skaaimerken fan AFt op de stekproef seksje. De hege fakuüm sekundêre elektroanenmodus waard brûkt om de AFT te observearjen. De fersnellingsspanning wie 15 kV, de beamspotdiameter wie 3,0 nm, en de wurkôfstân waard regele op sawat 10 mm.

2. Resultaten en diskusje

SEM-ôfbyldings fan ettringite yn ferhurde HEMC-modifisearre semint slurry die bliken dat de oriïntaasje groei fan layered Ca (OH) 2 (CH) wie fanselssprekkend, en AFt toande unregelmjittige accumulation fan koarte rod-like AFt, en guon koarte rod-like AFT waard bedutsen mei HEMC membraan struktuer. Zhang Dongfang et al. ek fûn koarte rod-like AFt doe't observearjen fan de mikrostruktuer feroarings fan HEMC wizige semint slurry fia ESEM. Se leauden dat gewoane semint slurry reagearre gau nei tsjinkomst wetter, sa AFt kristal wie slank, en de útwreiding fan hydratatie leeftyd late ta de trochgeande ferheging fan lingte-diameter ratio. HEMC fergrutte lykwols de viskositeit fan 'e oplossing, fermindere de binende taryf fan ioanen yn' e oplossing en fertrage de komst fan wetter op it oerflak fan klinkerdieltsjes, sadat de lingte-diameter-ferhâlding fan AFt tanommen yn in swakke trend en har morfologyske skaaimerken lieten sjen. koarte rod-like foarm. Yn ferliking mei AFt yn gewoane semint slurry fan deselde leeftyd, dizze teory is foar in part ferifiearre, mar it is net fan tapassing om te ferklearjen de morfologyske feroarings fan AFt yn MC wizige semint slurry. SEM bylden fan ettridite yn 1-day ferhurde MC modifisearre cement slurry toande ek oriïntearre groei fan layered Ca (OH) 2, guon AFt oerflakken waarden ek bedutsen mei film struktuer fan MC, en AFt toande morfologyske skaaimerken fan kluster groei. Lykwols, troch ferliking, AFt kristal yn MC wizige semint slurry hat in gruttere lingte-diameter ferhâlding en in mear slanke morfology, showing in typyske acicular morfology.

Sawol HEMC as MC fertrage it iere hydratisaasjeproses fan semint en fergrutte de viskositeit fan 'e oplossing, mar de ferskillen yn AFt morfologyske skaaimerken dy't troch har feroarsake wiene noch signifikant. De boppesteande ferskynsels kinne wurde fierder útwurke út it perspektyf fan molekulêre struktuer fan cellulose ether en AFt crystal struktuer. Renaudin et al. socht de synthesized AFt yn 'e taret alkaline oplossing te krijen "wiete AFt", en foar in part fuortsmiten en droech it op it oerflak fan verzadigd CaCl2 oplossing (35% relative vochtigheid) te krijen "droech AFt". Nei de struktuer ferfining stúdzje troch Raman spektroskopy en X-ray poeder diffraksje, waard fûn dat der wie gjin ferskil tusken de twa struktueren, allinnich de rjochting fan kristal formaasje fan sellen feroare yn it drogen proses, dat is, yn it proses fan miljeu. feroarje fan "wiet" nei "droech", AFt kristallen foarme sellen lâns de normale rjochting fan in stadichoan ferhege. De AFt-kristallen lâns de c normale rjochting waarden minder en minder. De meast basale ienheid fan trijediminsjonale romte is gearstald út in normale line, b normale line en c normale line dy't loodrecht op inoar steane. Yn it gefal dat b normalen waarden fêst, AFt kristallen klustere lâns in normale, resultearret yn in fergrutte sel dwerstrochsneed yn it fleantúch fan ab normalen. Dus, as de HEMC mear wetter "opslacht" dan de MC, kin in "droege" omjouwing foarkomme yn in pleatslik gebiet, it stimulearjen fan laterale aggregaasje en groei fan AFt-kristallen. Patural et al. fûn dat foar CE sels, hoe heger de graad fan polymerisaasje (of hoe grutter it molekulêre gewicht), hoe grutter de viskositeit fan CE en hoe better de prestaasjes fan wetterbehâld. De molekulêre struktuer fan HEMC's en MCS stipet dizze hypoteze, mei't de hydroxyethylgroep in folle grutter molekulêr gewicht hat as de wetterstofgroep.

Yn 't algemien sille AFt-kristallen allinich foarmje en útfalle as relevante ioanen in bepaalde sêding berikke yn it oplossingsysteem. Dêrom kinne faktoaren lykas ionkonsintraasje, temperatuer, pH-wearde en formaasjeromte yn 'e reaksjeoplossing de morfology fan AFt-kristallen signifikant beynfloedzje, en feroaringen yn keunstmjittige syntezebetingsten kinne de morfology fan AFt-kristallen feroarje. Dêrom kin de ferhâlding fan AFt-kristallen yn gewoane semint slurry tusken de twa wurde feroarsake troch de ienige faktor fan wetterferbrûk yn 'e iere hydratisaasje fan semint. It ferskil yn AFt-kristalmorfology feroarsake troch HEMC en MC moat lykwols benammen te tankjen wêze oan har spesjale wetterbehâldmeganisme. Hemcs en MCS meitsje in "sletten lus" fan wetterferfier yn 'e mikrosône fan' e farske semint slurry, wêrtroch in "koarte perioade" is wêryn wetter "maklik is om yn te kommen en dreech út te kommen." Lykwols, yn dizze perioade wurdt de floeibere faze omjouwing yn en by de mikrosône ek feroare. Faktors lykas ionkonsintraasje, pH, ensfh., De feroaring fan groeiomjouwing wurdt fierder wjerspegele yn 'e morfologyske skaaimerken fan AFt-kristallen. Dizze "sletten loop" fan wetterferfier is fergelykber mei it meganisme fan aksje beskreaun troch Pourchez et al. HPMC spilet in rol yn wetterbehâld.

3. Konklúzje

(1) De tafoeging fan hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) en methyl cellulose ether (MC) kin gâns feroarje de morfology fan ettringite yn iere (1 day) gewoane cement slurry.

(2) De lingte en diameter fan ettringite kristal yn HEMC wizige cement slurry binne lyts en koarte rod foarm; De lingte en diameter ferhâlding fan ettringite kristallen yn MC feroare cement slurry is grut, dat is needle-rod foarm. De ettringite kristallen yn gewoane semint slurries hawwe in aspekt ratio tusken dizze twa.

(3) De ferskillende effekten fan twa cellulose-ethers op 'e morfology fan ettringite binne yn wêzen te tankjen oan it ferskil yn molekulêre gewicht.