पानी में घुलनशील सेलूलोज़ ईथर सुपरप्लास्टिकाइज़र का संश्लेषण और गुण

इसके अलावा, कपास सेलूलोज़ को पोलीमराइजेशन की लिंग-ऑफ डिग्री को समतल करने के लिए तैयार किया गया था और सोडियम हाइड्रॉक्साइड, 1,4 मोनोब्यूटाइलसल्फोनोलेट (1,4, ब्यूटेनसुलटोन) के साथ प्रतिक्रिया की गई थी। पानी में अच्छी घुलनशीलता वाला सल्फोब्यूटाइलेटेड सेलूलोज़ ईथर (एसबीसी) प्राप्त किया गया। ब्यूटाइल सल्फोनेट सेलूलोज़ ईथर पर प्रतिक्रिया तापमान, प्रतिक्रिया समय और कच्चे माल के अनुपात के प्रभावों का अध्ययन किया गया। इष्टतम प्रतिक्रिया की स्थिति प्राप्त की गई, और उत्पाद की संरचना को एफटीआईआर द्वारा चित्रित किया गया। सीमेंट पेस्ट और मोर्टार के गुणों पर एसबीसी के प्रभाव का अध्ययन करने पर, यह पाया गया कि उत्पाद में नेफ़थलीन श्रृंखला के पानी कम करने वाले एजेंट के समान पानी कम करने वाला प्रभाव है, और तरलता बनाए रखना नेफ़थलीन श्रृंखला की तुलना में बेहतर है।जल कम करने वाला एजेंट. अलग-अलग विशिष्ट चिपचिपाहट और सल्फर सामग्री वाले एसबीसी में सीमेंट पेस्ट के लिए अलग-अलग डिग्री की मंदक संपत्ति होती है। इसलिए, एसबीसी से एक मंदक जल कम करने वाला एजेंट, मंदक उच्च दक्षता वाला जल कम करने वाला एजेंट, यहां तक ​​कि उच्च दक्षता वाला जल कम करने वाला एजेंट बनने की उम्मीद है। इसके गुण मुख्य रूप से इसकी आणविक संरचना से निर्धारित होते हैं।

मुख्य शब्द:सेलूलोज़; पोलीमराइजेशन की संतुलन डिग्री; ब्यूटाइल सल्फोनेट सेलूलोज़ ईथर; जल कम करने वाला एजेंट

उच्च-प्रदर्शन कंक्रीट का विकास और अनुप्रयोग कंक्रीट के पानी को कम करने वाले एजेंट के अनुसंधान और विकास से निकटता से संबंधित है। पानी कम करने वाले एजेंट की उपस्थिति के कारण ही कंक्रीट उच्च कार्यशीलता, अच्छा स्थायित्व और यहां तक ​​कि उच्च शक्ति सुनिश्चित कर सकता है। वर्तमान में, मुख्य रूप से निम्नलिखित प्रकार के अत्यधिक प्रभावी जल कम करने वाले एजेंट व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं: नेफ़थलीन श्रृंखला जल कम करने वाले एजेंट (एसएनएफ), सल्फोनेटेड अमीन राल श्रृंखला जल कम करने वाले एजेंट (एसएमएफ), अमीनो सल्फोनेट श्रृंखला जल कम करने वाले एजेंट (एएसपी), संशोधित लिग्नोसल्फोनेट श्रृंखला जल कम करने वाला एजेंट (एमएल), और पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड श्रृंखला जल कम करने वाला एजेंट (पीसी), जो वर्तमान अनुसंधान में अधिक सक्रिय है। पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड सुपरप्लास्टिकाइज़र में कम समय की हानि, कम खुराक और कंक्रीट की उच्च तरलता के फायदे हैं। हालांकि, ऊंची कीमत के कारण इसे चीन में लोकप्रिय बनाना मुश्किल है। इसलिए, नेफ़थलीन सुपरप्लास्टिकाइज़र अभी भी चीन में मुख्य अनुप्रयोग है। अधिकांश संघनक जल-घटाने वाले एजेंट कम सापेक्ष आणविक भार वाले फॉर्मलाडेहाइड और अन्य वाष्पशील पदार्थों का उपयोग करते हैं, जो संश्लेषण और उपयोग प्रक्रिया में पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

देश और विदेश में कंक्रीट मिश्रण के विकास को रासायनिक कच्चे माल की कमी, मूल्य वृद्धि और अन्य समस्याओं का सामना करना पड़ रहा है। नए उच्च प्रदर्शन कंक्रीट मिश्रण विकसित करने के लिए कच्चे माल के रूप में सस्ते और प्रचुर प्राकृतिक नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग कैसे किया जाए, यह कंक्रीट मिश्रण अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण विषय बन जाएगा। स्टार्च और सेलूलोज़ इस प्रकार के संसाधनों के मुख्य प्रतिनिधि हैं। कच्चे माल के व्यापक स्रोत, नवीकरणीय, कुछ अभिकर्मकों के साथ प्रतिक्रिया करने में आसान होने के कारण, उनके डेरिवेटिव का व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, जल कम करने वाले एजेंट के रूप में सल्फोनेटेड स्टार्च के अनुसंधान ने कुछ प्रगति की है। हाल के वर्षों में, पानी को कम करने वाले एजेंटों के रूप में पानी में घुलनशील सेलूलोज़ डेरिवेटिव पर शोध ने भी लोगों का ध्यान आकर्षित किया है। लियू वीज़े एट अल। विभिन्न सापेक्ष आणविक भार और प्रतिस्थापन की डिग्री के साथ सेलूलोज़ सल्फेट को संश्लेषित करने के लिए कच्चे माल के रूप में कपास ऊन फाइबर का उपयोग किया जाता है। जब इसके प्रतिस्थापन की डिग्री एक निश्चित सीमा में होती है, तो यह सीमेंट घोल की तरलता और सीमेंट समेकन निकाय की ताकत में सुधार कर सकती है। पेटेंट में कहा गया है कि मजबूत हाइड्रोफिलिक समूहों को पेश करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से कुछ पॉलीसेकेराइड डेरिवेटिव, पानी में घुलनशील पॉलीसेकेराइड डेरिवेटिव के अच्छे फैलाव के साथ सीमेंट पर प्राप्त किए जा सकते हैं, जैसे कि सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज, कार्बोक्सिमिथाइल हाइड्रॉक्सीथाइल सेलुलोज, कार्बोक्सिमिथाइल सल्फोनेट सेलुलोज इत्यादि। हालाँकि, नोज़ एट अल। पाया गया कि सीएमएचईसी कंक्रीट जल कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। केवल जब सल्फोनिक एसिड समूह को सीएमसी और सीएमएचईसी अणुओं में पेश किया जाता है, और इसका सापेक्ष आणविक भार 1.0 × 105 ~ 1.5 × 105 ग्राम / मोल होता है, तो इसमें कंक्रीट के पानी को कम करने वाले एजेंट का कार्य हो सकता है। इस बात पर अलग-अलग राय है कि क्या कुछ पानी में घुलनशील सेलूलोज़ डेरिवेटिव पानी कम करने वाले एजेंटों के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, और कई प्रकार के पानी में घुलनशील सेलूलोज़ डेरिवेटिव हैं, इसलिए संश्लेषण पर गहन और व्यवस्थित शोध करना आवश्यक है और नए सेलूलोज़ डेरिवेटिव का अनुप्रयोग।

इस पेपर में, संतुलित पोलीमराइजेशन डिग्री सेलूलोज़ तैयार करने के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में कपास सेलूलोज़ का उपयोग किया गया था, और फिर सोडियम हाइड्रॉक्साइड क्षारीकरण के माध्यम से, उचित प्रतिक्रिया तापमान, प्रतिक्रिया समय और 1,4 मोनोब्यूटाइल सल्फोनोलैक्टोन प्रतिक्रिया का चयन करें, सेलूलोज़ पर सल्फोनिक एसिड समूह का परिचय अणु, प्राप्त पानी में घुलनशील ब्यूटाइल सल्फोनिक एसिड सेलूलोज़ ईथर (एसबीसी) संरचना विश्लेषण और अनुप्रयोग प्रयोग। इसे जल कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करने की संभावना पर चर्चा की गई।

1. प्रयोग

1.1 कच्चा माल और उपकरण

शोषक कपास; सोडियम हाइड्रॉक्साइड (विश्लेषणात्मक शुद्ध); हाइड्रोक्लोरिक एसिड (36% ~ 37% जलीय घोल, विश्लेषणात्मक रूप से शुद्ध); आइसोप्रोपिल अल्कोहल (विश्लेषणात्मक रूप से शुद्ध); 1,4 मोनोब्यूटाइल सल्फोनोलैक्टोन (औद्योगिक ग्रेड, सिपिंग फाइन केमिकल प्लांट द्वारा प्रदान किया गया); 32.5आर साधारण पोर्टलैंड सीमेंट (डालियान ओनोडा सीमेंट फैक्ट्री); नेफ़थलीन श्रृंखला सुपरप्लास्टिकाइज़र (एसएनएफ, डालियान सिस्का)।

स्पेक्ट्रम वन-बी फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर, पर्किन एल्मर द्वारा निर्मित।

IRIS एडवांटेज इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा एमिशन स्पेक्ट्रोमीटर (IcP-AEs), थर्मो जेरेल ऐश कंपनी द्वारा निर्मित।

एसबीसी के साथ मिश्रित सीमेंट घोल की क्षमता को मापने के लिए ज़ेटाप्लस संभावित विश्लेषक (ब्रुकहेवन इंस्ट्रूमेंट्स, यूएसए) का उपयोग किया गया था।

1.2 एसबीसी की तैयारी विधि

सबसे पहले, साहित्य में वर्णित विधियों के अनुसार संतुलित पोलीमराइज़ेशन डिग्री सेलूलोज़ तैयार किया गया था। कपास सेलूलोज़ की एक निश्चित मात्रा को तौला गया और तीन-तरफ़ा फ्लास्क में डाला गया। नाइट्रोजन के संरक्षण के तहत, 6% की सांद्रता वाला पतला हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाया गया और मिश्रण को जोर से हिलाया गया। फिर इसे तीन-मुंह वाले फ्लास्क में आइसोप्रोपिल अल्कोहल के साथ निलंबित कर दिया गया, 30% सोडियम हाइड्रॉक्साइड जलीय घोल के साथ एक निश्चित समय के लिए क्षारीय किया गया, 1,4 मोनोब्यूटाइल सल्फोनोलैक्टोन की एक निश्चित मात्रा का वजन किया गया, और तीन-मुंह वाले फ्लास्क में डाला गया, हिलाया गया। एक ही समय में, और स्थिर तापमान जल स्नान का तापमान स्थिर रखा। एक निश्चित समय के लिए प्रतिक्रिया के बाद, उत्पाद को कमरे के तापमान तक ठंडा किया गया, आइसोप्रोपिल अल्कोहल के साथ अवक्षेपित किया गया, पंप किया गया और फ़िल्टर किया गया, और कच्चा उत्पाद प्राप्त किया गया। कई बार मेथनॉल जलीय घोल से धोने, पंप करने और फ़िल्टर करने के बाद, उत्पाद को अंततः उपयोग के लिए 60℃ पर वैक्यूम सुखाया गया।

1.3 एसबीसी प्रदर्शन माप

उत्पाद SBC को 0.1 mol/L NaNO3 जलीय घोल में घोल दिया गया था, और इसकी विशिष्ट चिपचिपाहट की गणना करने के लिए नमूने के प्रत्येक कमजोर पड़ने वाले बिंदु की चिपचिपाहट को उस्टनर विस्कोमीटर द्वारा मापा गया था। उत्पाद की सल्फर सामग्री आईसीपी - एईएस उपकरण द्वारा निर्धारित की गई थी। एसबीसी नमूनों को एसीटोन द्वारा निकाला गया, वैक्यूम सुखाया गया, और फिर लगभग 5 मिलीग्राम नमूनों को जमीन पर रखा गया और नमूना तैयार करने के लिए केबीआर के साथ दबाया गया। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम परीक्षण एसबीसी और सेलूलोज़ नमूनों पर आयोजित किया गया था। सीमेंट सस्पेंशन 400 के जल-सीमेंट अनुपात और सीमेंट द्रव्यमान के 1% की जल कम करने वाली एजेंट सामग्री के साथ तैयार किया गया था। इसकी क्षमता का परीक्षण 3 मिनट के भीतर किया गया।

सीमेंट घोल की तरलता और सीमेंट मोर्टार जल कटौती दर को GB/T 8077-2000 "कंक्रीट मिश्रण की एकरूपता के लिए परीक्षण विधि", mw/me= 0.35 के अनुसार मापा जाता है। सीमेंट पेस्ट का सेटिंग समय परीक्षण जीबी/टी 1346-2001 "पानी की खपत, सेटिंग समय और सीमेंट मानक स्थिरता की स्थिरता के लिए परीक्षण विधि" के अनुसार किया जाता है। जीबी/टी 17671-1999 के अनुसार सीमेंट मोर्टार संपीड़न शक्ति "सीमेंट मोर्टार शक्ति परीक्षण विधि (आईएस0 विधि)" निर्धारण की विधि।

2. परिणाम और चर्चा

2.1 एसबीसी का आईआर विश्लेषण

कच्चे सेलूलोज़ और उत्पाद एसबीसी का इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा। क्योंकि S-C और S-H का अवशोषण शिखर बहुत कमजोर है, यह पहचान के लिए उपयुक्त नहीं है, जबकि s=o में एक मजबूत अवशोषण शिखर है। इसलिए, आणविक संरचना में सल्फोनिक एसिड समूह का अस्तित्व S=O शिखर के अस्तित्व का निर्धारण करके निर्धारित किया जा सकता है। कच्चे माल सेलूलोज़ और उत्पाद एसबीसी के अवरक्त स्पेक्ट्रा के अनुसार, सेलूलोज़ स्पेक्ट्रा में, तरंग संख्या 3350 सेमी-1 के पास एक मजबूत अवशोषण शिखर होता है, जिसे सेलूलोज़ में हाइड्रॉक्सिल स्ट्रेचिंग कंपन शिखर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। तरंग संख्या 2 900 सेमी-1 के पास मजबूत अवशोषण शिखर मेथिलीन (सीएच2 1) खिंचाव कंपन शिखर है। 1060, 1170, 1120 और 1010 सेमी-1 से युक्त बैंड की एक श्रृंखला हाइड्रॉक्सिल समूह के खिंचाव कंपन अवशोषण शिखर और ईथर बंधन (सी - ओ - सी) के झुकने वाले कंपन अवशोषण शिखर को दर्शाती है। 1650 सेमी-1 के आसपास तरंग संख्या हाइड्रॉक्सिल समूह और मुक्त पानी द्वारा गठित हाइड्रोजन बांड अवशोषण शिखर को दर्शाती है। बैंड 1440~1340 सेमी-1 सेलूलोज़ की क्रिस्टलीय संरचना को दर्शाता है। एसबीसी के आईआर स्पेक्ट्रा में, बैंड 1440~1340 सेमी-1 की तीव्रता कमजोर हो गई है। 1650 सेमी-1 के करीब अवशोषण शिखर की ताकत में वृद्धि हुई, यह दर्शाता है कि हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता मजबूत हुई थी। मजबूत अवशोषण शिखर 1180,628 सेमी-1 पर दिखाई दिए, जो सेलूलोज़ की अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी में परिलक्षित नहीं हुए। पहला s=o बांड का विशिष्ट अवशोषण शिखर था, जबकि बाद वाला s=o बांड का विशिष्ट अवशोषण शिखर था। उपरोक्त विश्लेषण के अनुसार, ईथरीकरण प्रतिक्रिया के बाद सेल्युलोज की आणविक श्रृंखला पर सल्फोनिक एसिड समूह मौजूद होता है।

2.2 एसबीसी प्रदर्शन पर प्रतिक्रिया स्थितियों का प्रभाव

प्रतिक्रिया स्थितियों और एसबीसी के गुणों के बीच संबंध से यह देखा जा सकता है कि तापमान, प्रतिक्रिया समय और सामग्री अनुपात संश्लेषित उत्पादों के गुणों को प्रभावित करते हैं। एसबीसी उत्पादों की घुलनशीलता कमरे के तापमान पर 100 एमएल विआयनीकृत पानी में 1 ग्राम उत्पाद को पूरी तरह से घुलने में लगने वाले समय से निर्धारित होती है; मोर्टार के जल कटौती दर परीक्षण में, एसबीसी सामग्री सीमेंट द्रव्यमान का 1.0% है। इसके अलावा, चूंकि सेल्युलोज मुख्य रूप से एनहाइड्रोग्लूकोज यूनिट (एजीयू) से बना होता है, इसलिए जब अभिकारक अनुपात की गणना की जाती है तो सेल्युलोज की मात्रा की गणना एजीयू के रूप में की जाती है। SBCl ~ SBC5 की तुलना में, SBC6 में कम आंतरिक चिपचिपाहट और उच्च सल्फर सामग्री होती है, और मोर्टार की पानी में कमी की दर 11.2% है। एसबीसी की विशिष्ट चिपचिपाहट इसके सापेक्ष आणविक द्रव्यमान को प्रतिबिंबित कर सकती है। उच्च विशेषता चिपचिपाहट इंगित करती है कि इसका सापेक्ष आणविक द्रव्यमान बड़ा है। हालाँकि, इस समय, समान सांद्रता वाले जलीय घोल की चिपचिपाहट अनिवार्य रूप से बढ़ जाएगी, और मैक्रोमोलेक्यूल्स की मुक्त गति सीमित हो जाएगी, जो सीमेंट कणों की सतह पर इसके सोखने के लिए अनुकूल नहीं है, जिससे पानी का खेल प्रभावित होगा। एसबीसी के फैलाव प्रदर्शन को कम करना। एसबीसी की सल्फर सामग्री उच्च है, यह दर्शाता है कि ब्यूटाइल सल्फोनेट प्रतिस्थापन डिग्री अधिक है, एसबीसी आणविक श्रृंखला में अधिक चार्ज संख्या होती है, और सीमेंट कणों की सतह का प्रभाव मजबूत होता है, इसलिए सीमेंट कणों का फैलाव भी मजबूत होता है।

सेलूलोज़ के ईथरीकरण में, ईथरीकरण की डिग्री और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, आम तौर पर एकाधिक क्षारीकरण ईथरीकरण की विधि का उपयोग किया जाता है। SBC7 और SBC8 क्रमशः 1 और 2 बार बार-बार क्षारीकरण ईथरीकरण द्वारा प्राप्त उत्पाद हैं। जाहिर है, उनकी विशेषता चिपचिपाहट कम है और सल्फर सामग्री अधिक है, अंतिम पानी घुलनशीलता अच्छी है, सीमेंट मोर्टार की पानी में कमी दर क्रमशः 14.8% और 16.5% तक पहुंच सकती है। इसलिए, निम्नलिखित परीक्षणों में, SBC6, SBC7 और SBC8 का उपयोग सीमेंट पेस्ट और मोर्टार में उनके अनुप्रयोग प्रभावों पर चर्चा करने के लिए अनुसंधान वस्तुओं के रूप में किया जाता है।

2.3 सीमेंट गुणों पर एसबीसी का प्रभाव

2.3.1 सीमेंट पेस्ट की तरलता पर एसबीसी का प्रभाव

सीमेंट पेस्ट की तरलता पर जल कम करने वाले एजेंट सामग्री का प्रभाव वक्र। एसएनएफ एक नेफ़थलीन श्रृंखला सुपरप्लास्टिकाइज़र है। इसे सीमेंट पेस्ट की तरलता पर पानी कम करने वाले एजेंट की सामग्री के प्रभाव वक्र से देखा जा सकता है, जब एसबीसी 8 की सामग्री 1.0% से कम होती है, तो सामग्री की वृद्धि के साथ सीमेंट पेस्ट की तरलता धीरे-धीरे बढ़ती है, और प्रभाव एसएनएफ के समान है। जब सामग्री 1.0% से अधिक हो जाती है, तो घोल की तरलता की वृद्धि धीरे-धीरे धीमी हो जाती है, और वक्र प्लेटफ़ॉर्म क्षेत्र में प्रवेश करता है। यह माना जा सकता है कि SBC8 की संतृप्त सामग्री लगभग 1.0% है। SBC6 और SBC7 में भी SBC8 के समान रुझान था, लेकिन उनकी संतृप्ति सामग्री SBC8 की तुलना में काफी अधिक थी, और स्वच्छ घोल की तरलता में सुधार की डिग्री SBC8 जितनी अधिक नहीं थी। हालाँकि, एसएनएफ की संतृप्त सामग्री लगभग 0.7% ~ 0.8% है। जब एसएनएफ की मात्रा बढ़ती रहती है, तो घोल की तरलता भी बढ़ती रहती है, लेकिन ब्लीडिंग रिंग के अनुसार, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि इस समय वृद्धि आंशिक रूप से सीमेंट घोल द्वारा ब्लीडिंग पानी के पृथक्करण के कारण होती है। निष्कर्ष में, हालांकि एसबीसी की संतृप्त सामग्री एसएनएफ की तुलना में अधिक है, फिर भी जब एसबीसी की सामग्री इसकी संतृप्त सामग्री से बहुत अधिक हो जाती है तो रक्तस्राव की कोई स्पष्ट घटना नहीं होती है। इसलिए, प्रारंभिक रूप से यह अनुमान लगाया जा सकता है कि एसबीसी में पानी को कम करने का प्रभाव होता है और इसमें कुछ जल प्रतिधारण भी होता है, जो एसएनएफ से अलग है। इस कार्य का और अध्ययन करने की आवश्यकता है।

1.0% पानी कम करने वाले एजेंट सामग्री और समय के साथ सीमेंट पेस्ट की तरलता के बीच संबंध वक्र से देखा जा सकता है कि एसबीसी के साथ मिश्रित सीमेंट पेस्ट की तरलता हानि 120 मिनट के भीतर बहुत कम है, विशेष रूप से एसबीसी 6, जिसकी प्रारंभिक तरलता केवल 200 मिमी है , और तरलता का नुकसान 20% से कम है। घोल की तरलता का ताना-बाना नुकसान एसएनएफ>एसबीसी8>एसबीसी7>एसबीसी6 के क्रम में था। अध्ययनों से पता चला है कि नेफ़थलीन सुपरप्लास्टिकाइज़र मुख्य रूप से समतल प्रतिकारक बल द्वारा सीमेंट कणों की सतह पर अवशोषित होता है। जलयोजन की प्रगति के साथ, घोल में अवशिष्ट जल कम करने वाले एजेंट अणु कम हो जाते हैं, जिससे सीमेंट कणों की सतह पर अधिशोषित जल कम करने वाले एजेंट अणु भी धीरे-धीरे कम हो जाते हैं। कणों के बीच प्रतिकर्षण कमजोर हो जाता है, और सीमेंट कण भौतिक संघनन उत्पन्न करते हैं, जो शुद्ध घोल की तरलता में कमी दर्शाता है। इसलिए, नेफ़थलीन सुपरप्लास्टिकाइज़र के साथ मिश्रित सीमेंट घोल का प्रवाह नुकसान अधिक है। हालाँकि, इंजीनियरिंग में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश नेफ़थलीन श्रृंखला के जल कम करने वाले एजेंटों को इस दोष को सुधारने के लिए उचित रूप से मिश्रित किया गया है। इस प्रकार, तरलता बनाए रखने के मामले में, एसबीसी एसएनएफ से बेहतर है।

2.3.2 सीमेंट पेस्ट की क्षमता और सेटिंग समय का प्रभाव

सीमेंट मिश्रण में पानी कम करने वाले एजेंट को जोड़ने के बाद, सीमेंट के कण पानी को कम करने वाले एजेंट के अणुओं को सोख लेते हैं, इसलिए सीमेंट कणों के संभावित विद्युत गुणों को सकारात्मक से नकारात्मक में बदला जा सकता है, और निरपेक्ष मूल्य स्पष्ट रूप से बढ़ जाता है। एसएनएफ के साथ मिश्रित सीमेंट की कण क्षमता का पूर्ण मूल्य एसबीसी की तुलना में अधिक है। उसी समय, एसबीसी के साथ मिश्रित सीमेंट पेस्ट का सेटिंग समय खाली नमूने की तुलना में अलग-अलग डिग्री तक बढ़ाया गया था, और सेटिंग समय एसबीसी 6> एसबीसी 7> एसबीसी 8 के क्रम में लंबे से छोटे तक था। यह देखा जा सकता है कि एसबीसी विशेषता चिपचिपाहट में कमी और सल्फर सामग्री में वृद्धि के साथ, सीमेंट पेस्ट का सेटिंग समय धीरे-धीरे कम हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एसबीसी पॉलीपॉलीसेकेराइड डेरिवेटिव से संबंधित है, और आणविक श्रृंखला पर अधिक हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जिसका पोर्टलैंड सीमेंट की जलयोजन प्रतिक्रिया पर अलग-अलग डिग्री का मंद प्रभाव पड़ता है। लगभग चार प्रकार के रिटार्डिंग एजेंट तंत्र हैं, और एसबीसी का रिटार्डिंग तंत्र मोटे तौर पर इस प्रकार है: सीमेंट जलयोजन के क्षारीय माध्यम में, हाइड्रॉक्सिल समूह और मुक्त Ca2+ अस्थिर परिसर बनाते हैं, जिससे तरल चरण में Ca2 10 की सांद्रता होती है। कम हो जाता है, लेकिन 02- की सतह पर सीमेंट कणों और हाइड्रेशन उत्पादों की सतह पर भी सोख लिया जा सकता है, जिससे हाइड्रोजन बॉन्ड एसोसिएशन के माध्यम से हाइड्रोजन बॉन्ड और अन्य हाइड्रॉक्सिल समूह और पानी के अणु बनते हैं, जिससे सीमेंट कणों की सतह पर एक परत बन जाती है। स्थिर सॉल्वेटेड जल ​​फिल्म। इस प्रकार, सीमेंट की जलयोजन प्रक्रिया बाधित हो जाती है। हालाँकि, विभिन्न सल्फर सामग्री वाले एसबीसी की श्रृंखला में हाइड्रॉक्सिल समूहों की संख्या काफी भिन्न होती है, इसलिए सीमेंट हाइड्रेशन प्रक्रिया पर उनका प्रभाव अलग होना चाहिए।

2.3.3 मोर्टार जल कटौती दर और शक्ति परीक्षण

चूंकि मोर्टार का प्रदर्शन कुछ हद तक कंक्रीट के प्रदर्शन को प्रतिबिंबित कर सकता है, यह पेपर मुख्य रूप से एसबीसी के साथ मिश्रित मोर्टार के प्रदर्शन का अध्ययन करता है। मोर्टार की पानी की खपत को मोर्टार की पानी कटौती दर के परीक्षण के मानक के अनुसार समायोजित किया गया था, ताकि मोर्टार नमूना विस्तार (180±5) मिमी तक पहुंच जाए, और संपीड़न का परीक्षण करने के लिए 40 मिमी × 40 एमएलटीएल × 160 मिल नमूने तैयार किए गए थे प्रत्येक युग की ताकत. पानी कम करने वाले एजेंट के बिना खाली नमूनों की तुलना में, प्रत्येक युग में पानी कम करने वाले एजेंट वाले मोर्टार नमूनों की ताकत में अलग-अलग डिग्री में सुधार हुआ है। 1.0% एसएनएफ के साथ डोप किए गए नमूनों की संपीड़न शक्ति 3, 7 और 28 दिनों में क्रमशः 46%, 35% और 20% बढ़ गई। मोर्टार की संपीड़न शक्ति पर SBC6, SBC7 और SBC8 का प्रभाव समान नहीं है। एसबीसी6 के साथ मिश्रित मोर्टार की ताकत प्रत्येक उम्र में थोड़ी बढ़ जाती है, और 3 डी, 7 डी और 28 डी पर मोर्टार की ताकत क्रमशः 15%, 3% और 2% बढ़ जाती है। एसबीसी8 के साथ मिश्रित मोर्टार की संपीड़न शक्ति बहुत बढ़ गई, और 3, 7 और 28 दिनों में इसकी ताकत क्रमशः 61%, 45% और 18% बढ़ गई, यह दर्शाता है कि एसबीसी8 का सीमेंट मोर्टार पर मजबूत पानी कम करने वाला और मजबूत करने वाला प्रभाव है।

2.3.4 एसबीसी आणविक संरचना गुणों का प्रभाव

सीमेंट पेस्ट और मोर्टार पर एसबीसी के प्रभाव पर उपरोक्त विश्लेषण के साथ, यह पता लगाना मुश्किल नहीं है कि एसबीसी की आणविक संरचना, जैसे कि विशेषता चिपचिपाहट (इसके सापेक्ष आणविक भार से संबंधित, सामान्य विशेषता चिपचिपाहट अधिक है, इसके सापेक्ष) आणविक भार अधिक है), सल्फर सामग्री (आणविक श्रृंखला पर मजबूत हाइड्रोफिलिक समूहों के प्रतिस्थापन की डिग्री से संबंधित, उच्च सल्फर सामग्री प्रतिस्थापन की उच्च डिग्री है, और इसके विपरीत) एसबीसी के अनुप्रयोग प्रदर्शन को निर्धारित करती है। जब कम आंतरिक चिपचिपाहट और उच्च सल्फर सामग्री के साथ एसबीसी 8 की सामग्री कम होती है, तो इसमें सीमेंट कणों की मजबूत फैलाव क्षमता हो सकती है, और संतृप्ति सामग्री भी कम होती है, लगभग 1.0%। सीमेंट पेस्ट के सेटिंग समय का विस्तार अपेक्षाकृत कम है। समान तरलता वाले मोर्टार की संपीड़न शक्ति प्रत्येक उम्र में स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है। हालाँकि, उच्च आंतरिक चिपचिपाहट और कम सल्फर सामग्री वाले SBC6 में इसकी सामग्री कम होने पर कम तरलता होती है। हालाँकि, जब इसकी सामग्री लगभग 1.5% तक बढ़ जाती है, तो सीमेंट कणों के लिए इसकी फैलाव क्षमता भी काफी होती है। हालाँकि, शुद्ध घोल का सेटिंग समय अधिक लंबा होता है, जो धीमी सेटिंग की विशेषताओं को दर्शाता है। अलग-अलग उम्र में मोर्टार की संपीड़न शक्ति में सुधार सीमित है। सामान्य तौर पर, मोर्टार तरलता बनाए रखने में एसबीसी एसएनएफ से बेहतर है।

3. निष्कर्ष

1. संतुलित पोलीमराइजेशन डिग्री वाला सेल्युलोज सेल्युलोज से तैयार किया गया था, जिसे NaOH क्षारीकरण के बाद 1,4 मोनोब्यूटाइल सल्फोनोलैक्टोन के साथ ईथरीकृत किया गया था, और फिर पानी में घुलनशील ब्यूटाइल सल्फोनोलैक्टोन तैयार किया गया था। उत्पाद की इष्टतम प्रतिक्रिया स्थितियाँ इस प्रकार हैं: पंक्ति (Na0H); (एजीयू) द्वारा; n(BS) -2.5:1.0:1.7, प्रतिक्रिया समय 4.5 घंटे था, प्रतिक्रिया तापमान 75℃ था। बार-बार क्षारीकरण और ईथरीकरण से विशिष्ट चिपचिपाहट कम हो सकती है और उत्पाद की सल्फर सामग्री बढ़ सकती है।

2. उचित विशेषता चिपचिपाहट और सल्फर सामग्री के साथ एसबीसी सीमेंट घोल की तरलता में काफी सुधार कर सकता है और तरलता हानि में सुधार कर सकता है। जब मोर्टार की जल कटौती दर 16.5% तक पहुंच जाती है, तो प्रत्येक उम्र में मोर्टार नमूने की संपीड़न शक्ति स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है।

3. पानी कम करने वाले एजेंट के रूप में एसबीसी का उपयोग कुछ हद तक मंदता दर्शाता है। उपयुक्त विशिष्ट चिपचिपाहट की स्थिति के तहत, सल्फर सामग्री को बढ़ाकर और मंदता की डिग्री को कम करके उच्च दक्षता वाले जल कम करने वाले एजेंट को प्राप्त करना संभव है। कंक्रीट मिश्रण के प्रासंगिक राष्ट्रीय मानकों का हवाला देते हुए, एसबीसी से व्यावहारिक अनुप्रयोग मूल्य, मंद पानी कम करने वाले एजेंट, मंद उच्च दक्षता वाले पानी कम करने वाले एजेंट और यहां तक ​​कि उच्च दक्षता वाले पानी कम करने वाले एजेंट के साथ पानी कम करने वाला एजेंट बनने की उम्मीद है।