Effekt fan cellulose ether op waarmte fan hydrataasje fan ferskate semint en inkele erts

de effekten fan cellulose ether op 'e hydratisaasje waarmte fan Portland cement, sulfoaluminate cement, tricalcium silikaat en tricalcium aluminate yn 72h waarden fergelike troch isothermal calorimetry test. De resultaten litte sjen dat cellulose-ether de hydratisaasje- en waarmte-útjeftesnelheid fan Portland-sement en tricalciumsilikaat signifikant kin ferminderje, en it ôfnimmen fan effekt op 'e hydrataasje en waarmte-frijlitting fan tricalciumsilikaat is signifikanter. It effekt fan cellulose ether op it ferminderjen fan de waarmte release taryf fan de hydratatie fan sulfoaluminate cement is tige swak, mar it hat in swak effekt op it ferbetterjen fan de waarmte release taryf fan de hydratatie fan tricalcium aluminate. Sellulose ether sil wurde adsorbearre troch guon hydratisaasjeprodukten, sadat de kristallisaasje fan hydratisaasjeprodukten fertrage, en dan beynfloedzje de hydratisaasjetemperatuer fan semint en single erts.

kaaiwurden:cellulose ether; Semint; Single ore; waarmte fan hydrataasje; adsorpsje

1. Ynlieding

Cellulose ether is in wichtich verdikkingsmiddel en wetterbehâldmiddel yn droege mingde mortel, selskompakterend beton en oare nije materialen op semintbasis. Lykwols, cellulose ether sil ek fertrage cement hydratatie, dat is befoarderlik foar it ferbetterjen fan de operasjonele tiid fan cement-basearre materialen, ferbetterjen mortel gearhing en konkrete slump tiid ferlies, mar ek kin fertrage de bou foarútgong. Benammen sil it neidielige effekten hawwe op mortel en beton brûkt yn omjouwingsomstannichheden mei lege temperatueren. Dêrom is it heul wichtich om de wet fan cellulose-ether te begripen oer de kinetika fan sementhydrataasje.

OU en Pourchez studearre systematysk de effekten fan molekulêre parameters lykas molekulêre gewicht fan cellulose ether, type substitúint as graad fan substitúsje op semint hydratation kinetika, en lutsen in protte wichtige konklúzjes: It fermogen fan hydroxyethyl cellulose ether (HEC) te fertrage de hydratatie fan Cement is meastentiids sterker as dy fan methylcellulose-ether (HPMC), hydroxymethyl-ethylcellulose-ether (HEMC) en methylcellulose-ether (MC). Yn 'e cellulose-ether dy't methyl befettet, hoe leger de methylynhâld, hoe sterker de mooglikheid om de hydratisaasje fan semint te fertrage; Hoe leger it molekulêre gewicht fan cellulose-ether, hoe sterker de mooglikheid om de hydratisaasje fan semint te fertrage. Dizze konklúzjes jouwe wittenskiplike basis foar it korrekt selektearjen fan cellulose-ether.

Foar ferskate komponinten fan semint is it effekt fan cellulose-ether op sementhydratisaasjekinetika ek in heul soargen probleem yn technyske tapassingen. D'r is lykwols gjin ûndersyk nei dit aspekt. Yn dit papier waard de ynfloed fan cellulose-ether op 'e hydratisaasjekinetika fan gewoane Portland-sement, C3S (tricalcium-silikaat), C3A (tricalcium-aluminate) en sulfoaluminate-sement (SAC) studearre troch isothermyske kalorimetrytest, om de ynteraksje fierder te begripen en ynterne meganisme tusken cellulose ether en semint hydratatie produkten. It jout fierdere wittenskiplike basis foar rasjoneel gebrûk fan cellulose ether yn semint-basearre materialen en ek jout ûndersyk basis foar de ynteraksje tusken oare tafoegings en semint hydratatie produkten.

2. Test

2.1 grûnstoffen

(1) gewoane Portland cement (P · 0). Produsearre troch Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., de spesifikaasje is P· 042.5 (GB 175-2007), bepaald troch golflingte dispersion-type X-ray fluorescence spektrometer (AXIOS advanced, PANalytical Co., LTD.). Neffens de analyze fan JADE 5.0 software, neist semint klinker mineralen C3S, C2s, C3A, C4AF en gips, cement grûnstoffen ek calcium karbonaat.

(2) sulfoaluminate cement (SAC). De snelle hurde sulfoaluminate cement produsearre troch Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. is R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Syn wichtichste groepen binne calcium sulfoaluminate en dicalcium silikaat.

(3) trikalsiumsilikaat (C3S). Druk op Ca (OH) 2, SiO2, Co2O3 en H2O op 3: 1: 0.08: In massa ratio fan 10 waard mingd gelijkmatig en yndrukt ûnder in konstante druk fan 60MPa te meitsjen silindryske griene billet. De billet waard calcined by 1400 ℃ foar 1,5 ~ 2 h yn in silisium-molybdeen staaf hege temperatuer elektryske oven, en dan ferhuze yn in magnetron foar fierdere mikrowave ferwaarming foar 40min. Nei it útnimmen fan de billet, waard it abrupt ôfkuolle en ferskate kearen brutsen en calcined oant de ynhâld fan frije CaO yn it klear produkt wie minder as 1,0%

(4) trikalsiumaluminaat (c3A). CaO en A12O3 waarden mingd lykmjittich, calcined by 1450 ℃ foar 4 h yn in silisium-molybdeen rod elektryske oven, gemalen yn poeder, en ferskate kearen calcined oant de ynhâld fan frije CaO wie minder dan 1.0%, en de peaks fan C12A7 en CA wiene negearre.

(5) cellulose ether. It foarige wurk fergelike de effekten fan 16 soarten cellulose-ethers op 'e hydratisaasje- en waarmteferliesingsnivo fan gewoane Portland-sement, en fûn dat ferskate soarten cellulose-ethers signifikante ferskillen hawwe oer de wet fan hydrataasje en waarmteferlies fan semint, en analysearre it ynterne meganisme fan dit signifikante ferskil. Neffens de resultaten fan eardere stúdzje waarden trije soarten cellulose-ether selektearre dy't dúdlik retardearjend effekt hawwe op gewoane Portland-sement. Dizze omfetsje hydroxyethyl cellulose ether (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), en hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). De viskositeit fan cellulose-ether waard mjitten troch in rotearjende viscometer mei in testkonsintraasje fan 2%, in temperatuer fan 20 ℃ en in rotaasjesnelheid fan 12 r/min. De viskositeit fan cellulose-ether waard mjitten troch in rotearjende viscometer mei in testkonsintraasje fan 2%, in temperatuer fan 20 ℃ en in rotaasjesnelheid fan 12 r/min. De molêre substitúsjegraad fan cellulose-ether wurdt levere troch de fabrikant.

(6) Wetter. Brûk sekundêr destillearre wetter.

2.2 Testmetoade

Hydrataasje waarmte. TAM Air 8-kanaal isotermyske kalorimeter produsearre troch TA Instrument Company waard oannommen. Alle grûnstoffen waarden konstante temperatuer hâlden oant testtemperatuer (lykas (20± 0,5) ℃) foar it eksperimint. Earst, 3 g semint en 18 mg cellulose ether poeder waarden tafoege oan de calorimeter (massa ratio fan cellulose ether oan cemellative materiaal wie 0,6%). Nei folslein mingen waard mingd wetter (sekundêr destillearre wetter) tafoege neffens de oantsjutte wetter-sementferhâlding en roerde gelijkmatig. Dêrnei waard it fluch yn 'e kalorimeter set foar testen. It wetter-bynmiddelferhâlding fan c3A is 1,1, en it wetter-bynmiddelferhâlding fan 'e oare trije semintyske materialen is 0,45.

3. Resultaten en diskusje

3.1 Testresultaten

De effekten fan HEC, HPMC en HEMC op 'e hydratisaasjetemperatuer en kumulative waarmtefrijlittingssnelheid fan gewoane Portland cement, C3S en C3A binnen 72 h, en de effekten fan HEC op' e hydratisaasjehitte frijlittingsrate en kumulative waarmte frijlittingsrate fan sulfoaluminate cement binnen 72 h, HEC is de cellulose ether mei de sterkste fertraging effekt op hydratatie fan oare semint en inkele ore. It kombinearjen fan de twa effekten kin fûn wurde dat mei de feroaring fan cementitious materiaal gearstalling, cellulose ether hat ferskillende effekten op hydratatie waarmte release rate en kumulative waarmte release. De selektearre cellulose ether kin gâns ferminderje de hydratatie en waarmte release taryf fan gewoane Portland cement en C, S, benammen prolongs de induction perioade tiid, fertraget it uterlik fan hydratatie en waarmte release peak, wêrûnder de cellulose ether nei C, S hydratatie en waarmte release rate fertraging is dúdliker as gewoane Portland cement hydratatie en waarmte release rate fertraging; Cellulose ether kin ek fertrage de waarmte release taryf fan sulfoaluminate cement hydratatie, mar de fertraging fermogen is tige swak, en benammen fertrage de hydratatie nei 2 h; Foar de waarmte release taryf fan C3A hydratatie, cellulose ether hat swak accelerating fermogen.

3.2 Analyse en diskusje

It meganisme fan cellulose ether fertrage cement hydratatie. Silva et al. hypoteze dat cellulose-ether de viskositeit fan pore-oplossing fergrutte en de snelheid fan ionyske beweging hindere, sadat sementhydrataasje fertrage. In protte literatuer hat lykwols twifele oan dizze oanname, om't har eksperiminten fûn hawwe dat cellulose-ethers mei legere viskositeit in sterker fermogen hawwe om sementhydrataasje te fertrage. Yn feite is de tiid fan ionbeweging of migraasje sa koart dat it fansels net te fergelykjen is mei de tiid fan fertraging fan seminthydrataasje. De adsorpsje tusken cellulose-ether en seminthydrataasjeprodukten wurdt beskôge as de echte reden foar de fertraging fan seminthydrataasje troch cellulose-ether. Cellulose ether wurdt maklik adsorbed oan it oerflak fan hydratatie produkten lykas calcium hydroxide, CSH gel en calcium aluminate hydrate, mar it is net maklik om te adsorbe troch ettringite en unhydrated faze, en de adsorption kapasiteit fan cellulose eter op calcium hydroxide is heger as dat fan CSH gel. Dêrom, foar gewoane Portland cement hydratatie produkten, cellulose eter hat de sterkste fertraging op calcium hydroxide, de sterkste fertraging op calcium, de twadde fertraging op CSH gel, en de swakste fertraging op ettringite.

Eardere ûndersiken hawwe sjen litten dat de adsorpsje tusken net-ionyske polysaccharide en minerale faze benammen omfettet wetterstofbinding en gemyske kompleksearring, en dizze twa effekten foarkomme tusken de hydroxylgroep fan polysaccharide en it metaalhydroxide op it minerale oerflak. Liu et al. fierder klassifisearre de adsorpsje tusken polysaccharides en metaal hydroxides as soere-base ynteraksje, mei polysaccharides as soeren en metaal hydroxides as basen. Foar in bepaalde polysaccharide bepaalt de alkaliniteit fan it mineraal oerflak de sterkte fan 'e ynteraksje tusken polysaccharides en mineralen. Under de fjouwer gelearjende komponinten dy't yn dit papier studearre binne, binne de wichtichste metalen as net-metalen eleminten Ca, Al en Si. Neffens de folchoarder fan metaalaktiviteit is de alkaliniteit fan har hydroxiden Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4. Yn feite is Si(OH)4-oplossing soer en adsorbearret gjin cellulose-ether. de ynhâld fan Ca (OH) 2 op it oerflak fan cement hydratatie produkten bepaalt de adsorption kapasiteit fan hydratatie produkten en cellulose ether Omdat calcium hydroxide, CSH gel (3CaO·2SiO2·3H20), ettringite (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) en calcium aluminate hydrate (3CaO · Al2O3 · 6H2O) yn de ynhâld fan anorganyske oxides fan CaO is 100%, 58,33%, 49,56% en 62,2%. aluminate>CSH gel> ettringite, wat oerienkomt mei de resultaten yn 'e literatuer.

De hydratisaasjeprodukten fan c3S omfetsje benammen Ca (OH) en csH-gel, en cellulose-ether hat in goed fertragingseffekt op har. Dêrom hat cellulose-ether in heul dúdlik fertraging op C3s-hydratisaasje. Njonken c3S omfettet gewoane Portland-sement ek C2s-hydratisaasje dy't stadiger is, wat makket dat it fertragingseffekt fan cellulose-eter yn it iere stadium net dúdlik is. De hydratisaasjeprodukten fan gewoane silikaat omfetsje ek ettringite, en it fertragingseffekt fan cellulose-ether is min. Dêrom is it fertragingsfermogen fan cellulose-ether nei c3s sterker dan dat fan gewoane Portland-sement waarnommen yn 'e test.

C3A sil fluch oplosse en hydratearje as it wetter foldocht, en de hydratisaasjeprodukten binne meastentiids C2AH8 en c4AH13, en de waarmte fan hydratisaasje sil frijlitten wurde. Doe't de oplossing fan C2AH8 en c4AH13 berikt sêding, de crystallization fan C2AH8 en C4AH13 hexagonal sheet hydrate sil wurde foarme, en de reaksje taryf en waarmte fan hydratatie sil wurde fermindere tagelyk. Troch de adsorpsje fan cellulose-ether oan it oerflak fan kalsiumaluminaathydraat (CxAHy), soe de oanwêzigens fan cellulose-ether de kristallisaasje fan C2AH8- en C4AH13-hexagonal-platehydrate fertrage, wat resulteart yn 'e fermindering fan reaksjefrekwinsje en hydrataasjetemperatuer dan dat. fan suver C3A, dat lit sjen dat cellulose ether hat in swak fersnelling fermogen om C3A hydratatie. It is de muoite wurdich opskriuwen dat yn dizze test, cellulose ether hat in swak accelerating fermogen ta de hydratatie fan suver c3A. Lykwols, yn gewoane Portland cement, omdat c3A sil reagearje mei gips te foarmjen ettringite, troch de ynfloed fan ca2+ lykwicht yn slurry oplossing, cellulose ether sil fertrage de foarming fan ettringite, dus fertrage de hydratatie fan c3A.

Fanút de effekten fan HEC, HPMC en HEMC op 'e hydratisaasje en waarmte frijlitting taryf en kumulative waarmte frijlitting fan gewoane Portland cement, C3S en C3A binnen 72 h, en de effekten fan HEC op' e hydrataasje en waarmte release taryf en kumulative waarmte frijlitting fan sulfoaluminate cement binnen 72 h, kin sjoen wurde dat ûnder de trije cellulose ethers selektearre, It fermogen fan fertrage hydratatie fan c3s en Portland cement wie sterkst yn HEC, folge troch HEMC, en swakste yn HPMC. Wat C3A oanbelanget, is it fermogen fan 'e trije cellulose-ethers om hydrataasje te fersnellen ek yn deselde folchoarder, dat wol sizze, HEC is de sterkste, HEMC is de twadde, HPMC is de swakste en sterkste. Dit befêstige ûnderling dat cellulose-ether de formaasje fan hydratisaasjeprodukten fan gelearjende materialen hat fertrage.

De wichtichste hydratisearring produkten fan sulfoaluminate cement binne ettringite en Al (OH) 3 gel. De C2S yn sulfoaluminate semint sil ek apart hydratearje om Ca (OH) 2 en cSH gel te foarmjen. Omdat de adsorption fan cellulose eter en ettringite kin negearre wurde, en de hydratatie fan sulfoaluminate is te fluch, dêrom, yn it iere stadium fan hydratatie, cellulose eter hat net folle effekt op de hydratatie waarmte release taryf fan sulfoaluminate cement. Mar nei in bepaalde tiid fan hydrataasje, om't c2's apart sille hydratearje om Ca (OH) 2 en CSH-gel te generearjen, sille dizze twa hydratisaasjeprodukten wurde fertrage troch cellulose-ether. Dêrom waard beoardiele dat cellulose-ether de hydratisaasje fan sulfoaluminate cement nei 2 h fertrage.

4. Konklúzje

Yn dit papier, troch isothermal calorimetry test, de ynfloed wet en formaasje meganisme fan cellulose ether op hydratatie waarmte fan gewoane Portland cement, c3s, c3A, sulfoaluminate cement en oare ferskillende komponinten en inkele erts yn 72 h waarden fergelike. De wichtichste konklúzjes binne as folget:

(1) Cellulose ether kin signifikant ferminderje de hydrataasje waarmte release taryf fan gewoane Portland cement en tricalcium silikaat, en it effekt fan it ferminderjen fan de hydrataasje waarmte release taryf fan tricalcium silikaat is wichtiger; It effekt fan cellulose ether op it ferminderjen fan de waarmte release taryf fan sulfoaluminate cement is tige swak, mar it hat in swak effekt op it ferbetterjen fan de waarmte release taryf fan tricalcium aluminate.

(2) cellulose ether sil wurde adsorbearre troch guon hydratatie produkten, dus fertraging de crystallization fan hydratatie produkten, beynfloedet de waarmte release taryf fan cement hydratatie. It type en kwantiteit fan hydratisaasjeprodukten binne ferskillend foar ferskate komponinten fan sementbillerts, sadat it effekt fan cellulose-ether op har hydratisaasjehitte net itselde is.