Nonionyske cellulose ether yn polymeer cement

As in ûnmisbere tafoeging yn polymeersement hat nonionyske cellulose-ether wiidweidich omtinken en ûndersyk krigen. Op grûn fan de relevante literatuer yn binnen- en bûtenlân, de wet en meganisme fan net-ionyske cellulose ether modifisearre cement mortier waarden besprutsen út 'e aspekten fan' e soarten en seleksje fan net-ionyske cellulose ether, syn effekt op 'e fysike eigenskippen fan polymear cement, har effekt op 'e mikromorfology en meganyske eigenskippen, en de tekoarten fan it hjoeddeiske ûndersyk waarden nei foaren brocht. Dit wurk sil de tapassing fan cellulose-ether yn polymeersement befoarderje.

kaaiwurden: nonionyske cellulose ether, Polymer cement, fysike eigenskippen, meganyske eigenskippen, mikrostruktuer

1. Oersjoch

Mei de tanimmende fraach en prestaasjeseasken fan polymeersement yn 'e bousektor, is it tafoegjen fan tafoegings oan har modifikaasje in ûndersykshotspot wurden, wêrby't cellulose-ether in protte brûkt is fanwegen syn effekt op wetterbehâld, verdikking, retardering, loft fan semintmortel. ensafuorthinne. Yn dit papier wurde de soarten cellulose-ether, de effekten op 'e fysike en meganyske eigenskippen fan polymeersement en de mikromorfology fan polymeersement beskreaun, dy't in teoretyske referinsje jout foar it tapassen fan cellulose-ether yn polymeersement.

2. Soarten nonionic cellulose ether

Cellulose ether is in soarte fan polymearferbining mei etherstruktuer makke fan cellulose. D'r binne in protte soarten cellulose-ether, dy't grutte ynfloed hat op 'e eigenskippen fan cement-basearre materialen en is dreech om te kiezen. Neffens de gemyske struktuer fan substituenten kinne se ferdield wurde yn anionyske, kationyske en nonionyske ethers. Nonionyske cellulose-ether mei sideketensubstituint fan H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [cH2cH(cH3)0]nH en oare net-dissociable groepen is it meast brûkt yn semint, typyske fertsjintwurdigers binne methylcellulose-ether, hydroxypropylmethyl cellulose ether, hydroxyethyl methyl cellulose ether, hydroxyethyl cellulose ether ensafuorthinne. Ferskillende soarten cellulose-ethers hawwe ferskillende effekten op 'e settiid fan semint. Neffens eardere literatuer rapporten hat HEC de sterkste retarding fermogen foar semint, folge troch HPMc en HEMc, en Mc hat de minste. Foar deselde soarte fan cellulose ether, molekulêre gewicht of viscosity, methyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl ynhâld fan dizze groepen binne oars, syn retarding effekt is ek oars. Algemien sprutsen, hoe grutter de viskositeit en hoe heger de ynhâld fan net-dissociable groepen, hoe slimmer it fertragingsfermogen. Dêrom kin yn it eigentlike produksjeproses, neffens de easken fan kommersjele mortierkoagulaasje, de passende funksjonele groepynhâld fan cellulose-ether wurde selektearre. Of yn 'e produksje fan cellulose ether tagelyk, oanpasse de ynhâld fan funksjonele groepen, meitsje it foldwaan oan de easken fan ferskate mortier.

3,de ynfloed fan nonionyske cellulose-ether op 'e fysike eigenskippen fan polymeersement

3.1 Stadige koagulaasje

Om te ferlingjen de hydratatie ferhurding tiid fan semint, sadat de nij mingde speesje yn in lange tiid te bliuwen plestik, sa as te passen de ynstelling tiid fan de nij mingde speesje, ferbetterjen syn operability, meastal foegjen retarder yn speesje, non- ionyske cellulose ether is geskikt foar polymear cement is in mienskiplike retarder.

It retardearjende effekt fan nonionyske cellulose-ether op semint wurdt benammen beynfloede troch syn eigen type, viskositeit, dosering, ferskillende gearstalling fan semintmineralen en oare faktoaren. Pourchez J et al. die bliken dat de hegere de mjitte fan cellulose-ether-methylaasje, de slimmer it retardearjende effekt, wylst it molekulêre gewicht fan cellulose-ether en hydroxypropoksy-ynhâld in swak effekt hie op it retardearjen fan cementhydrataasje. Mei de tanimming fan viskositeit en doping bedrach fan net-ionyske cellulose ether, de adsorption laach op it oerflak fan semint dieltsjes wurdt dikke, en de earste en lêste ynstelling tiid fan semint wurde ferlingd, en it retarding effekt is dúdliker. Stúdzjes hawwe sjen litten dat de iere waarmte frijlitting fan semint slurries mei ferskillende HEMC ynhâld is likernôch 15% leger as dy fan suver semint slurries, mar der is gjin signifikante ferskil yn de lettere hydratatie proses. Singh NK et al. die bliken dat mei de tanimming fan HEc doping bedrach, de hydratisaasje waarmte frijlitting fan wizige semint mortel toande in trend fan earst tanimmend en dan ôfnimme, en de HEC ynhâld by it berikken fan de maksimale hydratatie waarmte frijlitting wie relatearre oan de curing leeftyd.

Derneist wurdt fûn dat it retardearjende effekt fan nonionyske cellulose-ether nau besibbe is oan de gearstalling fan semint. Peschard et al. fûn dat hoe leger de ynhâld fan tricalciumaluminaat (C3A) yn semint, hoe dúdliker it retardearjende effekt fan cellulose-ether. Schmitz L et al. leaude dat dit waard feroarsake troch de ferskillende manieren fan cellulose ether oan de hydratatie kinetika fan tricalcium silikaat (C3S) en tricalcium aluminate (C3A). Cellulose ether koe ferminderje de reaksje taryf yn 'e fersnelling perioade fan C3S, wylst foar C3A, it koe ferlingje de induction perioade, en úteinlik fertrage de solidification en ferhurding proses fan mortier.

D'r binne ferskate mieningen oer it meganisme fan net-ionyske cellulose-ether dy't sementhydrataasje fertrage. Silva et al. Liu leaude dat de ynfiering fan cellulose-ether de viskositeit fan pore-oplossing feroarsaakje soe te ferheegjen, sadat de beweging fan ioanen blokkearje en de kondensaasje fertrage. Lykwols, Pourchez et al. leaude dat d'r in dúdlike relaasje wie tusken de fertraging fan cellulose-ether nei seminthydrataasje en de viskositeit fan semintslurry. In oare teory is dat it retardearjende effekt fan cellulose-ether nau besibbe is oan alkalidegradaasje. Polysaccharides hawwe de neiging maklik ôf te brekken om hydroxylkarbonylsûr te produsearjen dy't de hydrataasje fan semint ûnder alkaline omstannichheden kin fertrage. Stúdzjes hawwe lykwols fûn dat cellulose-ether tige stabyl is ûnder alkaline omstannichheden en mar in bytsje degradearret, en de degradaasje hat net folle effekt op 'e fertraging fan seminthydrataasje. Op it stuit is de konsekwintere werjefte dat it retardearjende effekt benammen wurdt feroarsake troch adsorpsje. Spesifyk is de hydroxylgroep op it molekulêre oerflak fan cellulose-ether soer, de ca (0H) yn it hydratisearringsementsysteem, en oare minerale fazen binne alkaline. Under de synergistyske aksje fan wetterstofbonding, kompleksearjen en hydrofobe, wurde soere cellulose-ethermolekulen op it oerflak fan alkaline semintdieltsjes en hydratisaasjeprodukten adsorbearre. Dêrneist wurdt in tinne film foarme op syn oerflak, dy't behinderet de fierdere groei fan dizze minerale faze crystal kearnen en fertraget de hydratatie en setting fan semint. Hoe sterker de adsorpsjekapasiteit tusken sementhydrataasjeprodukten en cellulose-ether, hoe dúdliker de hydrataasjefertraging fan semint. Oan 'e iene kant, de grutte fan steric hinderjen spilet in beslissende rol yn adsorption kapasiteit, lykas de lytse steric hinderjen fan hydroxyl groep, syn sterke acidity, adsorption is ek sterk. Oan 'e oare kant hinget de adsorpsjekapasiteit ek ôf fan' e gearstalling fan hydratisaasjeprodukten fan semint. Pourchez et al. fûn dat cellulose ether is maklik adsorbed oan it oerflak fan hydratatie produkten lykas ca (0H) 2, csH gel en calcium aluminate hydrate, mar it is net maklik om te wurde adsorbed troch ettringite en unhydrated faze. Mullert's stúdzje liet ek sjen dat cellulose-ether in sterke adsorpsje hie op c3s en har hydratisaasjeprodukten, sadat de hydratisaasje fan silikaatfaze signifikant fertrage. De adsorpsje fan ettringite wie leech, mar de formaasje fan ettringite waard flink fertrage. Dit wie om't de fertraging yn 'e foarming fan ettringite waard beynfloede troch de ca2 + balâns yn oplossing, dat wie de fuortsetting fan de fertraging fan cellulose ether yn silikaat hydratatie.

3.2 Wetterbehâld

In oare wichtige feroaring effekt fan cellulose ether yn semint speesje is te ferskine as in wetter-retining agent, dat kin foarkomme it focht yn wiete mortier út evaporate te betiid of wurdt opnomd troch de basis, en fertrage de hydratatie fan semint wylst ferlinging fan de wurking tiid fan wiete mortel, om te soargjen dat tinne speesje kin wurde kamen, pleistere speesje kin wurde ferspraat, en maklik te absorbearjen mortel hoecht net foar wiet te wêzen.

De wetter-holding kapasiteit fan cellulose ether is nau besibbe oan syn viscosity, dosage, type en ambient temperatuer. Oare betingsten binne itselde, hoe grutter de viskositeit fan cellulose ether, hoe better it wetterbehâld effekt, in lytse hoemannichte cellulose ether kin it wetterretensje taryf fan speesje sterk ferbetterje; Foar deselde cellulose ether, hoe heger it bedrach tafoege, hoe heger it wetter fêsthâlden taryf fan feroare speesje, mar der is in optimale wearde, dêrbûten it wetter fêsthâlden taryf tanimt stadich. Foar ferskate soarten cellulose-ether binne der ek ferskillen yn wetterbehâld, lykas HPMc ûnder deselde omstannichheden as Mc better wetterbehâld. Derneist nimt de prestaasjes fan wetterbehâld fan cellulose-ether ôf mei de tanimming fan omjouwingstemperatuer.

It wurdt algemien leaud dat de reden wêrom't cellulose-ether de funksje fan wetterretinsje hat, benammen te tankjen is oan 'e 0H op' e molekule en it 0-atoom op 'e eterbân sil wurde assosjeare mei wettermolekulen om wetterstofbân te synthesisearjen, sadat frije wetter binend wurdt wetter, sa as it spylje in goede rol fan wetter fêsthâlden; It wurdt ek leaud dat de cellulose ether makromolekulêre keten in beheinende rol spilet yn 'e diffúsje fan wettermolekulen, om sa effektyf wetterferdamping te kontrolearjen, om hege wetterbehâld te berikken; Pourchez J bewearde dat cellulose ether berikt it wetter fêsthâlden effekt troch it ferbetterjen fan de rheological eigenskippen fan de nij mingde cement slurry, de struktuer fan poreuze netwurk en de foarming fan cellulose ether film dy't hindere de diffusion fan wetter. Laetitia P et al. leau ek dat rheologyske eigendom fan speesje in wichtige faktor is, mar leau ek dat viskositeit net de ienige faktor is dy't de treflike wetterbehâldprestaasjes fan mortier bepaalt. It is de muoite wurdich opskriuwen dat hoewol't cellulose ether hat goede wetter fêsthâlden prestaasjes, mar syn wizige ferhurde semint speesje wetter absorption sil wurde fermindere, de reden is dat cellulose ether yn 'e mortier film, en yn' e speesje in grut oantal lytse sletten poaren, blocking de mortier binnen de kapillair.

3.3 Ferdikking

De konsistinsje fan mortel is ien fan 'e wichtige yndeksen om har wurkprestaasjes te mjitten. Cellulose-ether wurdt faak ynfierd om de konsistinsje te ferheegjen. "Konsistinsje" stiet foar it fermogen fan nij mingde mortier om te streamen en te ferfoarmjen ûnder de aksje fan swiertekrêft of eksterne krêften. De twa eigenskippen fan verdikking en wetterbehâld komplementearje inoar. It tafoegjen fan in passende hoemannichte cellulose-ether kin net allinich de wetterbehâldprestaasjes fan moarmer ferbetterje, soargje foar glêde konstruksje, mar ek de gearhing fan mortier ferheegje, it anty-dispersjonsfermogen fan semint signifikant ferheegje, de bânprestaasjes tusken moarmer en matrix ferbetterje, en ferminderje it sagging fenomeen fan mortel.

De verdikking effekt fan cellulose ether benammen komt út syn eigen viscosity, hoe grutter de viscosity, hoe better it thickening effekt, mar as de viscosity is te grut, it sil ferminderjen de fluidity fan mortel, beynfloedet de bou. De faktoaren dy't beynfloedzje viscosity feroaring, lykas molekulêre gewicht (of graad fan polymerization) en konsintraasje fan cellulose ether, oplossing temperatuer, shear rate, sil beynfloedzje de úteinlike thickening effekt.

It verdikkingsmeganisme fan cellulose-ether komt benammen út hydratisaasje en ferstriken tusken molekulen. Oan 'e iene kant, de polymear keten fan cellulose ether is maklik te foarmjen wetterstof bân mei wetter yn wetter, wetterstof bân makket it hawwe hege hydratatie; Oan 'e oare kant, as cellulose-ether oan' e speesje tafoege wurdt, sil it in protte wetter opnimme, sadat it eigen folume sterk útwreide wurdt, wêrtroch't de frije romte fan dieltsjes ferminderet, tagelyk cellulose-ether molekulêre keatlingen ferweve mei elkoar te foarmjen in trijediminsjonale netwurk struktuer, mortier dieltsjes wurde omjûn yn hokker, net frije stream. Mei oare wurden, ûnder dizze twa aksjes wurdt de viskositeit fan it systeem ferbettere, sadat it winske verdikkingseffekt wurdt berikt.

4. Effekt fan nonionyske cellulose-ether op 'e morfology en poarstruktuer fan polymearcement

As kin sjoen wurde út it boppesteande, net-ionyske cellulose ether spilet in fitale rol yn polymear cement, en syn tafoeging sil grif beynfloedzje de mikrostruktuer fan de hiele semint mortier. De resultaten litte sjen dat net-ionyske cellulose-ether meastentiids de porositeit fan semintmortel fergruttet, en it oantal poaren yn 'e grutte fan 3nm ~ 350um ferheget, wêrby't it oantal poaren yn' t berik fan 100nm ~ 500nm it measte ferheget. De ynfloed op 'e poarstruktuer fan semintmortel is nau besibbe oan it type en viskositeit fan tafoege non-ionyske cellulose-ether. Ou Zhihua et al. leaude dat doe't de viscosity is itselde, de porosity fan semint mortel modifisearre troch HEC is lytser as dy fan HPMc en Mc tafoege as modifiers. Foar deselde cellulose-ether, hoe lytser de viskositeit, hoe lytser de porositeit fan 'e wizige semintmortier. Troch it bestudearjen fan it effekt fan HPMc op 'e aperture fan skuimde semintisolaasjeboerd, Wang Yanru et al. fûn dat de tafoeging fan HPMC net gâns feroaret de porosity, mar kin gâns ferminderje it diafragma. Lykwols, Zhang Guodian et al. fûn dat hoe grutter de HEMc-ynhâld, hoe dúdliker de ynfloed op 'e poarstruktuer fan semint slurry. De tafoeging fan HEMc kin signifikant tanimme de porosity, totale pore folume en gemiddelde poar radius fan semint slurry, mar it spesifike oerflak fan 'e poar nimt ôf, en it oantal grutte capillary poarjes grutter as 50nm yn diameter tanimt gâns, en de yntrodusearre poaren binne benammen sletten poaren.

It effekt fan nonionic cellulose ether op de formaasje proses fan semint slurry pore struktuer waard analysearre. It waard fûn dat de tafoeging fan cellulose ether benammen feroare de eigenskippen fan floeibere faze. Oan 'e iene kant, de floeibere faze oerflak spanning nimt ôf, wêrtroch't it maklik te foarmjen bubbels yn semint speesje, en sil stadich de floeibere faze ôfwettering en bubble diffusion, sadat lytse bubbels binne dreech te sammeljen yn grutte bubbels en ûntslach, sadat de leechte wurdt sterk tanommen; Oan 'e oare kant nimt de viskositeit fan' e floeibere faze ta, dy't ek drainage, bubbeldiffusie en bubbelfúzje remt, en fersterket de mooglikheid om bubbels te stabilisearjen. Dêrom kin de ynfloedmodus fan cellulose ether op 'e poriegrutte ferdieling fan semintspeesje wurde krigen: yn' e poriegrutte berik fan mear as 100nm kinne bubbels ynfierd wurde troch it ferminderjen fan de oerflakspanning fan floeibere faze, en bubbeldiffusie kin wurde ynhibearre troch fergrutsje de floeibere viskositeit; yn 'e regio fan 30nm ~ 60nm kin it oantal poaren yn' e regio beynfloede wurde troch it remmen fan 'e fúzje fan lytsere bubbels.

5. Ynfloed fan nonionyske cellulose ether op meganyske eigenskippen fan polymear cement

De meganyske eigenskippen fan polymer cement binne nau besibbe oan syn morfology. Mei de tafoeging fan nonionyske cellulose-ether nimt de porositeit ta, dy't bûn is om in negatyf effekt te hawwen op har sterkte, benammen de kompresjekrêft en bûgingskrêft. De reduksje fan kompresjesterkte fan semintmortel is signifikant grutter dan de bûgingssterkte. Ou Zhihua et al. studearre de ynfloed fan ferskate soarten net-ionyske cellulose ether op 'e meganyske eigenskippen fan semint speesje, en fûn dat de sterkte fan cellulose ether modifisearre cement speesje wie leger as dy fan suver semint speesje, en de leechste 28d compressive sterkte wie mar 44,3% fan dy fan suver semint slurry. De compressive sterkte en flexural sterkte fan HPMc, HEMC en MC cellulose ether modified binne fergelykber, wylst de compressive sterkte en flexural sterkte fan HEc modified cement slurry yn elke leeftyd binne signifikant heger. Dit is nau besibbe oan har viskositeit of molekulêre gewicht, hoe heger de viskositeit of molekulêre gewicht fan cellulose ether, of hoe grutter de oerflakaktiviteit, hoe leger de sterkte fan syn modifisearre semintmortier.

It is lykwols ek oantoand dat nonionyske cellulose-ether de treksterkte, fleksibiliteit en gearhing fan semintmortel kin ferbetterje. Huang Liangen et al. fûn dat, yn tsjinstelling ta de feroaring wet fan compressive sterkte, de shear sterkte en tensile sterkte fan slurry tanommen mei de tanimming fan de ynhâld fan cellulose ether yn semint speesje. Analyse fan 'e reden, nei de tafoeging fan cellulose eter, en polymear emulsie tegearre te foarmjen in grut oantal dichte polymear film, gâns ferbetterje de fleksibiliteit fan' e slurry, en cement hydratatie produkten, unhydrated semint, fillers en oare materialen fol yn dizze film , om de treksterkte fan it coatingsysteem te garandearjen.

Om de prestaasjes fan net-ionyske cellulose ether modifisearre polymearcement te ferbetterjen, de fysike eigenskippen fan semintmortel tagelyk ferbetterje, syn meganyske eigenskippen net signifikant ferminderje, de gewoane praktyk is om te passen mei cellulose ether en oare tafoegings, tafoege oan de semint mortier. Li Tao-wen et al. fûn dat de gearstalde tafoeging gearstald út cellulose ether en polymear lijm poeder net allinnich in bytsje ferbettere de bûge sterkte en compressive sterkte fan speesje, sadat de gearhing en viscosity fan semint speesje binne mear geskikt foar de coating konstruksje, mar ek gâns ferbettere it wetter fêsthâlden kapasiteit fan mortier fergelike mei single cellulose ether. Xu Qi et al. tafoege slagpulver, wetterreduksjemiddel en HEMc, en fûn dat wetterreduksjemiddel en mineraalpoeder de tichtens fan speesje kin ferheegje, it oantal gatten ferminderje, sadat de sterkte en elastyske modulus fan speesje ferbetterje. HEMc kin fergrutsje de tensile bond sterkte fan speesje, mar it is net goed foar de compressive sterkte en elastyske modulus fan mortel. Yang Xiaojie et al. fûn dat de plastic krimp kraken fan semint speesje kin gâns fermindere nei it mingen HEMc en PP fiber.

6. Konklúzje

Nonionyske cellulose ether spilet in wichtige rol yn polymear cement, dat kin gâns ferbetterje de fysike eigenskippen (ynklusyf retarding coagulation, wetter fêsthâlden, thickening), mikroskopyske morfology en meganyske eigenskippen fan semint speesje. In protte wurk is dien oan 'e wiziging fan materialen op semintbasis troch cellulose-ether, mar d'r binne noch wat problemen dy't fierdere stúdzje nedich binne. Bygelyks, yn praktyske technykapplikaasjes wurdt net folle omtinken jûn oan 'e rheology, deformaasje-eigenskippen, folumestabiliteit en duorsumens fan wizige materialen op semintbasis, en in reguliere oerienkommende relaasje is net fêststeld mei tafoege cellulose-ether. It ûndersyk nei it migraasjemeganisme fan cellulose-etherpolymeer en sementhydrataasjeprodukten yn hydrataasjereaksje is noch net genôch. It aksjeproses en meganisme fan de gearstalde tafoegings dy't besteane út cellulose-ether en oare tafoegings binne net dúdlik genôch. De gearstalde tafoeging fan cellulose-ether en anorganyske fersterke materialen lykas glêstried is net perfeksjonearre. Dit alles sil it fokus wêze fan takomstich ûndersyk om teoretyske begelieding te leverjen foar it fierder ferbetterjen fan de prestaasjes fan polymeersement.