Éifeacht éitear ceallalóis ar theas hiodráitithe stroighne éagsúla agus méine aonair

rinneadh comparáid idir éifeachtaí éitear ceallalóis ar theas hiodráitithe stroighin Portland, stroighin sulfoaluminate, sileacáit tricailciam agus alúmana tríchailciam i 72h trí thástáil calraiméadrachta isiteirmeach. Léiríonn na torthaí gur féidir leis an éitear ceallalóis laghdú suntasach a dhéanamh ar ráta hiodráitithe agus teasa de stroighin Portland agus sileacáit tricailciam, agus tá an éifeacht laghdaithe ar ráta hiodráitithe agus scaoileadh teasa sileacáit tricailciam níos suntasaí. Tá éifeacht an éitear ceallalóis ar ráta scaoilte teasa an hiodráitithe de stroighin sulfoaluminate a laghdú an-lag, ach tá éifeacht lag aige maidir le feabhas a chur ar ráta scaoileadh teasa an hiodráitithe de aluminate tricalcium. Déanfar éitear ceallalóis a adsorbú ag roinnt táirgí hiodráitithe, rud a chuirfidh moill ar chriostalú táirgí hiodráitithe, agus ansin beidh tionchar aige ar ráta scaoileadh teasa hiodráitithe stroighne agus méine aonair.

Eochairfhocail:éitear ceallalóis; Stroighin; méine aonair; Teas hiodráitithe; asaithe

1. Réamhrá

Is gníomhaire ramhrú tábhachtach agus gníomhaire coinneála uisce é éitear ceallalóis i moirtéal measctha tirim, coincréit féin-dhlúthaithe agus ábhair nua eile atá bunaithe ar stroighin. Mar sin féin, cuirfidh éitear ceallalóis moill freisin ar hiodráitiú stroighne, rud a chabhródh le feabhas a chur ar am oibríochta na n-ábhar atá bunaithe ar stroighin, feabhas a chur ar chomhsheasmhacht moirtéal agus caillteanas ama lagta coincréite, ach d'fhéadfadh sé moill a chur ar dhul chun cinn na tógála freisin. Go háirithe, beidh drochthionchar aige ar moirtéal agus coincréit a úsáidtear i gcoinníollacha timpeallachta teocht íseal. Dá bhrí sin, tá sé an-tábhachtach tuiscint a fháil ar dhlí an éitear ceallalóis ar chinéitic hiodráitithe stroighne.

Rinne OU agus Pourchez staidéar córasach ar éifeachtaí paraiméadair mhóilíneacha ar nós meáchan móilíneach éitear ceallalóis, cineál ionadaí nó céim ionaid ar chinéitic hiodráitithe stroighne, agus tháinig siad go leor conclúidí tábhachtacha: Cumas éitear ceallalóis hiodrocsaitile (HEC) chun moill a chur ar hydration de Is gnách go mbíonn stroighin níos láidre ná éitear ceallalóis meitile (HPMC), éitear ceallalóis hiodrocsaimeitile (HEMC) agus éitear ceallalóis meitile (MC). Sa éitear ceallalóis ina bhfuil meitile, dá ísle an t-ábhar meitile, is amhlaidh is láidre an cumas chun moill a chur ar hiodráitiú stroighne; Dá ísle an meáchan móilíneach éitear ceallalóis, is amhlaidh is láidre an cumas chun moill a chur ar hiodráitiú stroighne. Soláthraíonn na conclúidí seo bunús eolaíoch chun éitear ceallalóis a roghnú i gceart.

Maidir le comhpháirteanna éagsúla stroighne, is fadhb an-imní freisin in iarratais innealtóireachta é éifeacht éitear ceallalóis ar chinéitic hiodráitithe stroighne. Mar sin féin, níl aon taighde ar an ngné seo. Sa pháipéar seo, rinneadh staidéar ar thionchar éitear ceallalóis ar chinéitic hiodráitithe de ghnáth-stroighin Portland, C3S (tricalcium silicate), C3A (tricalcium aluminate) agus stroighin sulfoaluminate (SAC) trí thástáil calraiméadracht isiteirmeach, chun an t-idirghníomhú agus an t-idirghníomhú a thuiscint tuilleadh. meicníocht inmheánach idir éitear ceallalóis agus táirgí hiodráitithe stroighne. Soláthraíonn sé bonn eolaíoch breise d’úsáid réasúnach éitear ceallalóis in ábhair atá bunaithe ar stroighin agus cuireann sé bonn taighde ar fáil freisin don idirghníomhaíocht idir admheascáin eile agus táirgí hiodráitithe stroighne.

2. Tástáil

2.1 Amhábhair

(1) gnáth-stroighin Portland (P·0). Déanta ag Wuhan Huaxin Stroighne Co, TEO., is é an tsonraíocht P· 042.5 (GB 175-2007), arna chinneadh ag speictriméadar fluaraiseachta X-gha de chineál scaipthe tonnfhad (AXIOS chun cinn, PANalytical Co., LTD.). De réir na hanailíse ar bhogearraí JADE 5.0, i dteannta le mianraí clinker stroighne C3S, C2s, C3A, C4AF agus gipseam, cuimsíonn amhábhair stroighne carbónáit chailciam freisin.

(2) stroighin sulfoaluminate (SAC). Is é an stroighin sulfoaluminate crua tapa a tháirgtear ag Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd ná R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Is iad a phríomhghrúpaí sulfoaluminate cailciam agus sileacáit déchailciam.

(3) sileacáit tricailciam (C3S). Brúigh Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 agus H2O ag 3:1:0.08: Meascadh mais-cóimheas 10 go cothrom agus brú faoi bhrú leanúnach 60MPa chun billéad glas sorcóireach a dhéanamh. Calciníodh an billet ag 1400 ℃ ar feadh 1.5 ~ 2 h i bhfoirnéis leictreach ardteochta slat sileacain-moluibdín, agus ansin bogadh isteach in oigheann micreathonn le haghaidh tuilleadh teasa micreathonn ar feadh 40 nóiméad. Tar éis an billet a thógáil amach, fuaraíodh go tobann é agus briseadh agus cailcíniú arís agus arís eile go dtí go raibh an t-ábhar CaO saor in aisce sa táirge críochnaithe níos lú ná 1.0%.

(4) alúmana tricailciam (c3A). Bhí CaO agus A12O3 measctha go cothrom, cailcínithe ag 1450 ℃ ar feadh 4 h i bhfoirnéis leictreach slat sileacain-moluibdín, meilte isteach i bpúdar, agus cailcínithe arís agus arís eile go dtí go raibh an t-ábhar CaO saor in aisce níos lú ná 1.0%, agus bhí na beanna C12A7 agus CA. neamhaird.

(5) éitear ceallalóis. Rinne an obair roimhe seo comparáid idir éifeachtaí 16 cineál éitear ceallalóis ar ráta hiodráitithe agus teasa gnáth-stroighne Portland, agus fuarthas amach go bhfuil difríochtaí suntasacha ag cineálacha éagsúla éitear ceallalóis ar dhlí hiodráitithe agus scaoileadh teasa stroighne, agus rinne sé anailís ar an meicníocht inmheánach. den difríocht shuntasach seo. De réir thorthaí an staidéir roimhe seo, roghnaíodh trí chineál éitear ceallalóis a bhfuil éifeacht mhoillithe soiléir acu ar ghnáth-stroighin Portland. Ina measc seo tá éitear ceallalóis hidroxyethyl (HEC), éitear ceallalóis hiodrocsaipropil (HPMC), agus éitear ceallalóis hiodrocsaitile (HEMC). Rinneadh slaodacht éitear ceallalóis a thomhas le viscometer rothlach le tiúchan tástála 2%, teocht 20 ℃ agus luas rothlaithe 12 r/nóim. Rinneadh slaodacht éitear ceallalóis a thomhas le viscometer rothlach le tiúchan tástála 2%, teocht 20 ℃ agus luas rothlaithe 12 r/nóim. Soláthraíonn an monaróir an chéim ionaid molar d'éitear ceallalóis.

(6) Uisce. Bain úsáid as uisce driogtha tánaisteach.

2.2 Modh tástála

Teas hiodráitithe. Glacadh le calraiméadar isiteirmeach 8-chainéil TAM Air arna tháirgeadh ag TA Instrument Company. Coinníodh na hamhábhair go léir teocht leanúnach chun teocht a thástáil (mar shampla (20 ± 0.5) ℃) roimh an turgnamh. Ar an gcéad dul síos, cuireadh 3 g stroighne agus púdar éitear ceallalóis 18 mg isteach sa chalraiméadar (b é 0.6% an cóimheas mais idir éitear ceallalóis agus ábhar cemelative). Tar éis a mheascadh go hiomlán, cuireadh uisce measctha (uisce driogtha tánaisteach) de réir an chóimheas sonraithe uisce-stroighne agus corraigh go cothrom. Ansin, cuireadh go tapa isteach sa chalraiméadar é le haghaidh tástála. Is é an cóimheas uisce-ceanglóra de c3A ná 1.1, agus is é 0.45 an cóimheas ceanglóra uisce de na trí ábhar cementitious eile.

3. Torthaí agus plé

3.1 Torthaí tástála

Éifeachtaí HEC, HPMC agus HEMC ar an ráta scaoileadh teasa hiodráitithe agus ráta carnach scaoilte teasa de ghnáth-stroighin Portland, C3S agus C3A laistigh de 72 h, agus éifeachtaí HEC ar an ráta scaoileadh teasa hiodráitithe agus ráta carnach scaoilte teasa de stroighin sulfoaluminate. laistigh de 72 h, is é HEC an t-éitear ceallalóis leis an éifeacht moille is láidre ar hiodráitiú stroighne eile agus méine aonair. Agus an dá éifeacht á gcomhcheangal, is féidir a fháil amach, le hathrú ar chomhdhéanamh ábhar cementitious, go bhfuil éifeachtaí difriúla ag éitear ceallalóis ar ráta scaoileadh teasa hiodráitithe agus scaoileadh teasa carnach. Is féidir leis an éitear ceallalóis roghnaithe laghdú suntasach a dhéanamh ar an ráta hiodráitithe agus teasa de ghnáth-stroighin Portland agus C, S, go príomha fadaíonn an t-am tréimhse ionduchtaithe, moill ar chuma buaic hiodráitithe agus scaoileadh teasa, ina measc tá an t-éitear ceallalóis go C, S hydration agus tá moill ráta scaoilte teasa níos soiléire ná gnáth-hiodráitiú stroighne Portland agus moill ráta scaoilte teasa; Is féidir leis an éitear ceallalóis moill a chur freisin ar an ráta scaoilte teasa de hiodráitiú stroighin sulfoaluminate, ach tá an cumas moille an-lag, agus go príomha moill a chur ar an hiodráitiú tar éis 2 h; Maidir leis an ráta scaoilte teasa de hiodráitiú C3A, tá cumas luathaithe lag ag éitear ceallalóis.

3.2 Anailís agus plé

An mheicníocht de hydration stroighin mhoill éitear ceallalóis. Silva et al. hipitéiseach gur mhéadaigh éitear ceallalóis slaodacht an tuaslagáin pore agus gur chuir sé bac ar ráta na gluaiseachta ianach, rud a chuir moill ar hiodráitiú stroighne. Mar sin féin, tá amhras ar go leor litríochta faoin toimhde seo, toisc go bhfuarthas amach ina gcuid turgnaimh go bhfuil cumas níos láidre ag éitear ceallalóis le slaodacht níos ísle moill a chur ar hiodráitiú stroighne. Go deimhin, tá an t-am a bhaineann le gluaiseacht ian nó imirce chomh gearr sin gur léir nach bhfuil sé inchomparáide le ham moille hiodráitithe stroighne. Meastar gurb é an asaithe idir éitear ceallalóis agus táirgí hiodráitithe stroighne an fíorchúis atá leis an moill ar hydration stroighne ag éitear ceallalóis. Tá éitear ceallalóis adsorbed go héasca ar dhromchla táirgí hiodráitithe cosúil le hiodrocsaíd chailciam, glóthach CSH agus hydrate aluminate cailciam, ach níl sé éasca a bheith asaithe ag ettringite agus céim neamhhiodráitithe, agus tá cumas asaithe éitear ceallalóis ar hiodrocsaíd chailciam níos airde ná glóthach CSH. Dá bhrí sin, le haghaidh gnáth-tháirgí hiodráitithe stroighne Portland, tá an mhoill is láidre ag éitear ceallalóis ar hiodrocsaíd chailciam, an mhoill is láidre ar chailciam, an dara mhoill ar fhoirmiú CSH, agus an mhoill is laige ar ettringite.

Léirigh staidéir roimhe seo go n-áirítear an asaithe idir polaisiúicríd neamh-ianach agus céim mianraí den chuid is mó nascáil hidrigine agus casta ceimiceach, agus go dtarlaíonn an dá éifeacht seo idir an grúpa hiodrocsaile polaisiúicríd agus an hiodrocsaíd miotail ar an dromchla mianraí. Dúirt Liu et al. rangaithe tuilleadh ar an asaithe idir polaisiúicrídí agus hiodrocsaídí miotail mar idirghníomhú aigéad-bun, le polaisiúicrídí mar aigéid agus hiodrocsaídí miotail mar bhunanna. Maidir le polaisiúicríd ar leith, cinneann alcaileacht an dromchla mianraí neart an idirghníomhaíochta idir polaisiúicrídí agus mianraí. I measc na gceithre chomhpháirt gelling a ndearnadh staidéar orthu sa pháipéar seo, cuimsíonn na príomh-eilimintí miotail nó neamh-mhiotail Ca, Al agus Si. De réir ord na gníomhaíochta miotail, is é Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4) alcaileacht a hiodrocsaídí 4. Go deimhin, tá tuaslagán Si(OH)4 aigéadach agus ní ionsúnn sé éitear ceallalóis. Cinneann ábhar Ca(OH)2 ar dhromchla táirgí hiodráitithe stroighne cumas asaithe táirgí hiodráitithe agus éitear ceallalóis Mar gheall ar hiodrocsaíd chailciam, glóthach CSH (3CaO·2SiO2·3H20), ettringite (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). agus is é hiodrocsaíd alúmana cailciam (3CaO·Al2O3·6H2O) san ábhar ocsaídí neamhorgánacha CaO ná 100%, 58.33%, 49.56% agus 62.2%. aluminate > Glóthach CSH > ettringite, atá ag teacht leis na torthaí sa litríocht.

Áirítear ar tháirgí hiodráitithe c3S go príomha glóthach Ca (OH) agus csH, agus tá éifeacht mhoillithe maith ag éitear ceallalóis orthu. Mar sin, tá moill an-soiléir ag éitear ceallalóis ar hiodráitiú C3s. Seachas c3S, cuimsíonn gnáth-stroighin Portland hiodráitiú C2 freisin, rud atá níos moille, rud a fhágann nach léir go bhfuil éifeacht mhoillithe éitear ceallalóis soiléir go luath. Áirítear ar tháirgí hiodráitithe gnáth-sileacáit freisin ettringite, agus tá éifeacht mhoillithe éitear ceallalóis bocht. Dá bhrí sin, tá cumas moille éitear ceallalóis go c3s níos láidre ná sin de ghnáth-stroighin Portland a breathnaíodh sa tástáil.

Déanfaidh C3A a dhíscaoileadh agus a hydrate go tapa nuair a chomhlíonann sé uisce, agus is gnách go bhfuil na táirgí hiodráitithe C2AH8 agus c4AH13, agus scaoilfear an teas hiodráitithe. Nuair a shroicheann an tuaslagán C2AH8 agus c4AH13 saturation, déanfar criostalú hydrate bileog heicseagánach C2AH8 agus C4AH13 a fhoirmiú, agus laghdófar an ráta imoibrithe agus teas hiodráitithe ag an am céanna. Mar gheall ar éitear ceallalóis a asaithe go dromchla hydrate alúmana cailciam (CxAHy), chuirfeadh láithreacht éitear ceallalóis moill ar chriostalú hydrate heicseagánach-phláta C2AH8 agus C4AH13, rud a d'fhág go laghdódh ráta imoibrithe agus ráta scaoilte teasa hiodráitithe ná sin. de C3A íon, a léiríonn go bhfuil cumas luasghéaraithe lag ag éitear ceallalóis go hiodráitiú C3A. Is fiú a thabhairt faoi deara, sa tástáil seo, go bhfuil cumas luathaithe lag ag éitear ceallalóis le hiodráitiú c3A íon. Mar sin féin, i ngnáth-stroighin Portland, toisc go n-imoibríonn c3A le gipseam chun ettringite a fhoirmiú, mar gheall ar thionchar cothromaíocht ca2+ i dtuaslagán sciodair, cuirfidh éitear ceallalóis moill ar fhoirmiú etrinite, rud a chuirfidh moill ar hydration c3A.

Ó éifeachtaí HEC, HPMC agus HEMC ar an ráta hiodráitithe agus teasa agus scaoileadh teasa carnach de ghnáth-stroighin Portland, C3S agus C3A laistigh de 72 h, agus éifeachtaí HEC ar an ráta hiodráitithe agus scaoileadh teasa agus scaoileadh teasa carnach sulfoaluminate. stroighin laistigh de 72 h, is féidir a fheiceáil i measc na dtrí éitear ceallalóis a roghnaíodh, Bhí cumas hiodráitithe mhoillithe c3s agus stroighin Portland is láidre i HEC, agus HEMC ina dhiaidh sin, agus is laige i HPMC. Chomh fada agus a bhaineann le C3A, tá cumas na dtrí éitear ceallalóis chun hiodráitiú a luathú san ord céanna freisin, is é sin, is é HEC an ceann is láidre, is é HEMC an dara ceann, is é HPMC an ceann is laige agus is láidre. Dhearbhaigh sé seo go frithpháirteach go bhfuil moill ar fhoirmiú táirgí hiodráitithe na n-ábhar glóthaithe ag éitear ceallalóis.

Is iad na príomhtháirgí hiodráitithe de stroighin sulfaluminate ná ettringite agus glóthach Al(OH)3. Déanfaidh an C2S i stroighin sulfaluminate a hiodráitiú ar leithligh freisin chun glóthach Ca(OH)2 agus cSH a fhoirmiú. Toisc gur féidir neamhaird a dhéanamh ar asaithe éitear ceallalóis agus ettringite, agus go bhfuil an hiodráitiú sulfoaluminate ró-tapa, mar sin, ag céim luath an hiodráitithe, níl mórán éifeacht ag éitear ceallalóis ar ráta scaoileadh teasa hiodráitithe de stroighin sulfoaluminate. Ach go dtí am áirithe hiodráitithe, toisc go ndéanfaidh c2s hiodráitiú ar leithligh chun glóthach Ca(OH)2 agus CSH a ghiniúint, cuirfear moill ar an dá tháirge hiodráitithe seo ag éitear ceallalóis. Dá bhrí sin, tugadh faoi deara gur chuir éitear ceallalóis moill ar hiodráitiú stroighin sulfoaluminate tar éis 2 h.

4. Conclúid

Sa pháipéar seo, trí thástáil calraiméadracht isothermal, rinneadh comparáid idir an dlí tionchair agus meicníocht foirmithe éitear ceallalóis ar theas hiodráitithe de ghnáth-stroighin Portland, c3s, c3A, stroighin sulfoaluminate agus comhpháirteanna éagsúla eile agus méine aonair i 72 h. Is iad seo a leanas na príomhchonclúidí:

(1) Is féidir le éitear ceallalóis laghdú suntasach a dhéanamh ar an ráta scaoilte teasa hiodráitithe de ghnáth-stroighin Portland agus sileacáit tricailciam, agus tá an éifeacht a bhaineann le laghdú ar ráta scaoileadh teasa hiodráitithe de shileacáit tricailciam níos suntasaí; Tá éifeacht éitear ceallalóis ar ráta scaoileadh teasa stroighin sulfoaluminate a laghdú an-lag, ach tá éifeacht lag aige maidir le feabhas a chur ar ráta scaoileadh teasa aluminate tricalcium.

(2) déanfar éitear ceallalóis a adsorbú ag roinnt táirgí hiodráitithe, rud a chuirfidh moill ar chriostalú táirgí hiodráitithe, rud a dhéanann difear do ráta scaoileadh teasa hydration stroighne. Tá cineál agus cainníocht táirgí hydration difriúil do chomhpháirteanna éagsúla méine bille stroighne, mar sin níl éifeacht éitear ceallalóis ar a n-teas hiodráitithe mar an gcéanna.