सेलूलोज़ ईथर संशोधित सीमेंट घोल

सीमेंट घोल की छिद्र संरचना पर गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर की विभिन्न आणविक संरचना के प्रभाव का अध्ययन प्रदर्शन घनत्व परीक्षण और मैक्रोस्कोपिक और सूक्ष्म छिद्र संरचना अवलोकन द्वारा किया गया था। नतीजे बताते हैं कि नॉनऑनिक सेलूलोज़ ईथर सीमेंट घोल की सरंध्रता को बढ़ा सकता है। जब गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर संशोधित घोल की चिपचिपाहट समान होती है, तो इसकी सरंध्रताहाइड्रोक्सीएथाइल सेल्युलोज ईथर(एचईसी) संशोधित घोल हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (एचपीएमसी) और मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (एमसी) संशोधित घोल से छोटा है। समान समूह सामग्री वाले एचपीएमसी सेल्युलोज ईथर की चिपचिपाहट/सापेक्ष आणविक भार जितना कम होगा, इसके संशोधित सीमेंट घोल की सरंध्रता उतनी ही कम होगी। गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर तरल चरण की सतह के तनाव को कम कर सकता है और सीमेंट घोल को बुलबुले बनाने में आसान बना सकता है। गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर अणुओं को बुलबुले के गैस-तरल इंटरफ़ेस पर सीधे सोख लिया जाता है, जिससे सीमेंट घोल चरण की चिपचिपाहट भी बढ़ जाती है और बुलबुले को स्थिर करने के लिए सीमेंट घोल की क्षमता बढ़ जाती है।

मुख्य शब्द:गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर; सीमेंट का घोल; छिद्र संरचना; आणविक संरचना; सतही तनाव; चिपचिपाहट

नॉनऑनिक सेल्युलोज ईथर (इसके बाद सेल्युलोज ईथर के रूप में संदर्भित) में उत्कृष्ट गाढ़ापन और जल प्रतिधारण होता है, और इसका व्यापक रूप से शुष्क मिश्रित मोर्टार, सेल्फ-कॉम्पैक्टिंग कंक्रीट और अन्य नई सीमेंट-आधारित सामग्रियों में उपयोग किया जाता है। सीमेंट-आधारित सामग्रियों में उपयोग किए जाने वाले सेलूलोज़ ईथर में आमतौर पर मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (एमसी), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज़ ईथर (एचपीएमसी), हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइल सेलुलोज़ ईथर (एचईएमसी) और हाइड्रॉक्सीएथाइल सेल्यूलोज़ ईथर (एचईसी) शामिल होते हैं, जिनमें से एचपीएमसी और एचईएमसी सबसे आम अनुप्रयोग हैं। .

सेलूलोज़ ईथर सीमेंट घोल की छिद्र संरचना को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। पॉर्चेज़ एट अल ने स्पष्ट घनत्व परीक्षण, छिद्र आकार परीक्षण (पारा इंजेक्शन विधि) और एसईएम छवि विश्लेषण के माध्यम से निष्कर्ष निकाला कि सेलूलोज़ ईथर लगभग 500nm के व्यास वाले छिद्रों की संख्या और लगभग 50-250μm व्यास वाले छिद्रों की संख्या बढ़ा सकता है। सीमेंट का घोल. इसके अलावा, कठोर सीमेंट घोल के लिए, कम आणविक भार एचईसी संशोधित सीमेंट घोल का छिद्र आकार वितरण शुद्ध सीमेंट घोल के समान है। उच्च आणविक भार एचईसी संशोधित सीमेंट घोल की कुल छिद्र मात्रा शुद्ध सीमेंट घोल की तुलना में अधिक है, लेकिन लगभग समान स्थिरता वाले एचपीएमसी संशोधित सीमेंट घोल की तुलना में कम है। एसईएम अवलोकन के माध्यम से, झांग एट अल। पाया गया कि एचईएमसी सीमेंट मोर्टार में लगभग 0.1 मिमी व्यास वाले छिद्रों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि कर सकता है। उन्होंने पारा इंजेक्शन परीक्षण के माध्यम से यह भी पाया कि एचईएमसी सीमेंट घोल के कुल छिद्र मात्रा और औसत छिद्र व्यास में काफी वृद्धि कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप 50nm ~ 1μm व्यास वाले बड़े छिद्रों और अधिक व्यास वाले बड़े छिद्रों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि होगी। 1μm से अधिक. हालाँकि, 50 एनएम से कम व्यास वाले छिद्रों की संख्या काफी कम हो गई थी। सारिक-कोरिक एट अल। माना जाता है कि सेल्युलोज ईथर सीमेंट के घोल को अधिक छिद्रपूर्ण बना देगा और मैक्रोप्रोर्स की वृद्धि को बढ़ावा देगा। जेनी एट अल. प्रदर्शन घनत्व का परीक्षण किया और निर्धारित किया कि एचईएमसी संशोधित सीमेंट मोर्टार का छिद्र मात्रा अंश लगभग 20% था, जबकि शुद्ध सीमेंट मोर्टार में केवल थोड़ी मात्रा में हवा थी। सिल्वा एट अल. पाया गया कि शुद्ध सीमेंट घोल के रूप में 3.9 एनएम और 40 ~ 75 एनएम पर दो चोटियों के अलावा, पारा इंजेक्शन परीक्षण के माध्यम से 100 ~ 500 एनएम और 100μm से अधिक पर भी दो चोटियाँ थीं। मा बाओगुओ एट अल. पाया गया कि सेलूलोज़ ईथर ने पारा इंजेक्शन परीक्षण के माध्यम से सीमेंट मोर्टार में 1μm से कम व्यास वाले बारीक छिद्रों और 2μm से अधिक व्यास वाले बड़े छिद्रों की संख्या में वृद्धि की है। इस कारण से कि सेलूलोज़ ईथर सीमेंट घोल की सरंध्रता को बढ़ाता है, आमतौर पर यह माना जाता है कि सेलूलोज़ ईथर में सतही गतिविधि होती है, यह हवा और पानी के इंटरफेस में समृद्ध होगा, एक फिल्म बनाएगा, ताकि सीमेंट घोल में बुलबुले को स्थिर किया जा सके।

उपरोक्त साहित्य विश्लेषण के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि सीमेंट-आधारित सामग्रियों की छिद्र संरचना पर सेलूलोज़ ईथर के प्रभाव पर बहुत ध्यान दिया गया है। हालाँकि, सेलूलोज़ ईथर के कई प्रकार होते हैं, एक ही प्रकार के सेलूलोज़ ईथर, इसके सापेक्ष आणविक भार, समूह सामग्री और अन्य आणविक संरचना पैरामीटर भी बहुत भिन्न होते हैं, और सेलूलोज़ ईथर चयन पर घरेलू और विदेशी शोधकर्ता केवल उनके संबंधित अनुप्रयोग तक ही सीमित हैं। क्षेत्र, प्रतिनिधित्व की कमी, निष्कर्ष अपरिहार्य "अति सामान्यीकरण" है, ताकि सेलूलोज़ ईथर तंत्र की व्याख्या पर्याप्त गहरी न हो। इस पेपर में, सीमेंट घोल की छिद्र संरचना पर विभिन्न आणविक संरचना वाले सेलूलोज़ ईथर के प्रभाव का अध्ययन स्पष्ट घनत्व परीक्षण और मैक्रोस्कोपिक और सूक्ष्म छिद्र संरचना अवलोकन द्वारा किया गया था।

1. परीक्षण

1.1 कच्चा माल

सीमेंट हुआक्सिन सीमेंट कंपनी लिमिटेड द्वारा निर्मित एक P·O 42.5 साधारण पोर्टलैंड सीमेंट था, जिसमें रासायनिक संरचना को AXIOS Ad-Vanced तरंग दैर्ध्य फैलाव-प्रकार एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोमीटर (PANa - लिटिकल, नीदरलैंड्स) द्वारा मापा गया था। और चरण संरचना का अनुमान बोग विधि द्वारा लगाया गया था।

सेलूलोज़ ईथर ने चार प्रकार के वाणिज्यिक सेलूलोज़ ईथर का चयन किया, क्रमशः मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (एमसी), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर (एचपीएमसी 1, एचपीएमसी 2) और हाइड्रॉक्सीथाइल सेलूलोज़ ईथर (एचईसी), एचपीएमसी 1 आणविक संरचना और एचपीएमसी 2 समान, लेकिन चिपचिपाहट एचपीएमसी 2 से बहुत कम है। , अर्थात्, HPMC1 का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान HPMC2 की तुलना में बहुत छोटा है। हाइड्रॉक्सीएथाइल मिथाइल सेल्युलोज ईथर (एचईएमसी) और एचपीएमसी के समान गुणों के कारण, इस अध्ययन में एचईएमसी का चयन नहीं किया गया था। परीक्षण के परिणामों पर नमी की मात्रा के प्रभाव से बचने के लिए, सभी सेलूलोज़ ईथर को उपयोग से पहले 2 घंटे के लिए 98℃ पर बेक किया गया था।

सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट का परीक्षण NDJ-1B रोटरी विस्कोमीटर (शंघाई चांगजी कंपनी) द्वारा किया गया था। परीक्षण समाधान सांद्रता (सेलूलोज़ ईथर और पानी का द्रव्यमान अनुपात) 2.0% था, तापमान 20℃ था, और घूर्णन दर 12r/मिनट थी। सेलूलोज़ ईथर के सतह तनाव का परीक्षण रिंग विधि द्वारा किया गया। परीक्षण उपकरण JK99A स्वचालित टेन्सियोमीटर (शंघाई झोंगचेन कंपनी) था। परीक्षण समाधान की सांद्रता 0.01% और तापमान 20℃ था। सेलूलोज़ ईथर समूह सामग्री निर्माता द्वारा प्रदान की जाती है।

सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट, सतह तनाव और समूह सामग्री के अनुसार, जब समाधान एकाग्रता 2.0% है, तो एचईसी और एचपीएमसी 2 समाधान का चिपचिपापन अनुपात 1: 1.6 है, और एचईसी और एमसी समाधान का चिपचिपापन अनुपात 1: 0.4 है, लेकिन इस परीक्षण में, जल-सीमेंट अनुपात 0.35 है, अधिकतम सीमेंट अनुपात 0.6% है, सेलूलोज़ ईथर का पानी का द्रव्यमान अनुपात लगभग 1.7% है, 2.0% से कम है, और चिपचिपाहट पर सीमेंट घोल का सहक्रियात्मक प्रभाव है, इसलिए एचईसी, एचपीएमसी2 या एमसी संशोधित सीमेंट घोल की चिपचिपाहट का अंतर छोटा है।

सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट, सतह तनाव और समूह सामग्री के अनुसार, प्रत्येक सेलूलोज़ ईथर का सतह तनाव अलग-अलग होता है। सेल्युलोज ईथर में हाइड्रोफिलिक समूह (हाइड्रॉक्सिल और ईथर समूह) और हाइड्रोफोबिक समूह (मिथाइल और ग्लूकोज कार्बन रिंग) दोनों होते हैं, यह एक सर्फेक्टेंट है। सेलूलोज़ ईथर अलग है, हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक समूहों का प्रकार और सामग्री अलग है, जिसके परिणामस्वरूप सतह तनाव अलग होता है।

1.2 परीक्षण विधियाँ

छह प्रकार के सीमेंट घोल तैयार किए गए, जिनमें शुद्ध सीमेंट घोल, चार सेलूलोज़ ईथर (एमसी, एचपीएमसीएल, एचपीएमसी2 और एचईसी) 0.60% सीमेंट अनुपात के साथ संशोधित सीमेंट घोल और 0.05% सीमेंट अनुपात के साथ एचपीएमसी2 संशोधित सीमेंट घोल शामिल हैं। रेफरी, एमसी - 0.60, एचपीएमसीएल - 0.60, एचपीएमसी2-0.60। एचईसी 1-0.60 और एचपीएमसी2-0.05 इंगित करते हैं कि जल-सीमेंट अनुपात दोनों 0.35 है।

सीमेंट घोल को पहले जीबी/टी 17671 1999 "सीमेंट मोर्टार शक्ति परीक्षण विधि (आईएसओ विधि)" के अनुसार 40 मिमी × 40 मिमी × 160 मिमी प्रिज्म परीक्षण ब्लॉक में बनाया गया, 20 ℃ सीलबंद इलाज 28 डी की स्थिति के तहत। वजन करने और इसके स्पष्ट घनत्व की गणना करने के बाद, इसे एक छोटे हथौड़े से खोला गया, और परीक्षण ब्लॉक के केंद्रीय खंड की मैक्रो होल स्थिति को देखा गया और एक डिजिटल कैमरे से फोटो खींचा गया। उसी समय, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (HIROX त्रि-आयामी वीडियो माइक्रोस्कोप) और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (JSM-5610LV) द्वारा अवलोकन के लिए 2.5 ~ 5.0 मिमी के छोटे टुकड़े लिए गए।

2. परीक्षण के परिणाम

2.1 स्पष्ट घनत्व

विभिन्न सेल्युलोज ईथरों द्वारा संशोधित सीमेंट घोल के स्पष्ट घनत्व के अनुसार, (1) शुद्ध सीमेंट घोल का स्पष्ट घनत्व सबसे अधिक है, जो 2044 किग्रा/वर्ग मीटर है; 0.60% के सीमेंट अनुपात के साथ चार प्रकार के सेलूलोज़ ईथर संशोधित घोल का स्पष्ट घनत्व शुद्ध सीमेंट घोल का 74% ~ 88% था, जो दर्शाता है कि सेलूलोज़ ईथर ने सीमेंट घोल की सरंध्रता में वृद्धि का कारण बना। (2) जब सीमेंट से सीमेंट का अनुपात 0.60% होता है, तो सीमेंट घोल की सरंध्रता पर विभिन्न सेलूलोज़ ईथर का प्रभाव बहुत अलग होता है। एचईसी, एचपीएमसी2 और एमसी संशोधित सीमेंट घोल की चिपचिपाहट समान है, लेकिन एचईसी संशोधित सीमेंट घोल का स्पष्ट घनत्व सबसे अधिक है, जो दर्शाता है कि एचईसी संशोधित सीमेंट घोल की सरंध्रता समान चिपचिपाहट वाले एचपीएमसी2 और एमसी संशोधित सीमेंट घोल की तुलना में छोटी है। . HPMC1 और HPMC2 में समान समूह सामग्री है, लेकिन HPMCl की चिपचिपाहट HPMC2 की तुलना में बहुत कम है, और HPMCl संशोधित सीमेंट घोल का स्पष्ट घनत्व HPMC2 संशोधित सीमेंट घोल की तुलना में काफी अधिक है, जो इंगित करता है कि जब समूह सामग्री समान होती है , सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट जितनी कम होगी, संशोधित सीमेंट घोल की सरंध्रता उतनी ही कम होगी। (3) जब सीमेंट-से-सीमेंट अनुपात बहुत छोटा (0.05%) होता है, तो एचपीएमसी2-संशोधित सीमेंट घोल का स्पष्ट घनत्व मूल रूप से शुद्ध सीमेंट घोल के करीब होता है, जो दर्शाता है कि सीमेंट की सरंध्रता पर सेलूलोज़ ईथर का प्रभाव पड़ता है। घोल बहुत छोटा है.

2.2 स्थूल छिद्र

डिजिटल कैमरे द्वारा ली गई सेल्युलोज ईथर संशोधित सीमेंट घोल की अनुभाग तस्वीरों के अनुसार, शुद्ध सीमेंट घोल बहुत घना है, लगभग कोई दृश्यमान छिद्र नहीं है; 0.60% सीमेंट अनुपात के साथ चार प्रकार के सेलूलोज़ ईथर संशोधित घोल में अधिक मैक्रोस्कोपिक छिद्र होते हैं, जो दर्शाता है कि सेलूलोज़ ईथर सीमेंट घोल सरंध्रता में वृद्धि का कारण बनता है। स्पष्ट घनत्व परीक्षण के परिणामों के समान, सीमेंट घोल की सरंध्रता पर विभिन्न सेलूलोज़ ईथर प्रकार और सामग्री का प्रभाव काफी भिन्न होता है। एचईसी, एचपीएमसी2 और एमसी संशोधित घोल की चिपचिपाहट समान है, लेकिन एचईसी संशोधित घोल की सरंध्रता एचपीएमसी2 और एमसी संशोधित घोल की तुलना में छोटी है। हालाँकि HPMC1 और HPMC2 में समान समूह सामग्री है, कम चिपचिपाहट वाले HPMC1 संशोधित घोल में छोटी छिद्रता होती है। जब एचपीएमसी2 संशोधित घोल का सीमेंट-से-सीमेंट अनुपात बहुत छोटा (0.05%) होता है, तो मैक्रोस्कोपिक छिद्रों की संख्या शुद्ध सीमेंट घोल की तुलना में थोड़ी बढ़ जाती है, लेकिन 0.60% सीमेंट-टू के साथ एचपीएमसी2 संशोधित घोल की तुलना में काफी कम हो जाती है। -सीमेंट अनुपात.

2.3 सूक्ष्म छिद्र

4. निष्कर्ष

(1) सेलूलोज़ ईथर सीमेंट घोल की सरंध्रता को बढ़ा सकता है।

(2) विभिन्न आणविक संरचना मापदंडों के साथ सीमेंट घोल की सरंध्रता पर सेलूलोज़ ईथर का प्रभाव अलग होता है: जब सेलूलोज़ ईथर संशोधित सीमेंट घोल की चिपचिपाहट समान होती है, तो एचईसी संशोधित सीमेंट घोल की सरंध्रता एचपीएमसी और एमसी संशोधित की तुलना में छोटी होती है। सीमेंट का घोल; समान समूह सामग्री वाले एचपीएमसी सेल्युलोज ईथर की चिपचिपाहट/सापेक्ष आणविक भार जितना कम होगा, इसके संशोधित सीमेंट घोल की सरंध्रता उतनी ही कम होगी।

(3) सीमेंट घोल में सेल्युलोज ईथर मिलाने के बाद, तरल चरण की सतह का तनाव कम हो जाता है, जिससे सीमेंट घोल में बुलबुले बनाना आसान हो जाता है और बुलबुला गैस-तरल इंटरफ़ेस में सेलूलोज़ ईथर अणुओं का दिशात्मक सोखना, ताकत और कठोरता में सुधार होता है। बुलबुला गैस-तरल इंटरफ़ेस में बुलबुला तरल फिल्म सोखना, बुलबुला तरल फिल्म की ताकत में सुधार करता है और बुलबुले को स्थिर करने के लिए कठिन मिट्टी की क्षमता को मजबूत करता है।