Celuloza eter modificirana cementna kaša

Učinak različite molekularne strukture neionske celuloznog etera na strukturu pore cementne suspenzije proučavan je ispitivanjem gustoće performansi i makroskopskom i mikroskopskom promatranjem strukture pora. Rezultati pokazuju da neionski eter celuloze može povećati poroznost cementne suspenzije. Kad je viskoznost neionske celulozne etere modificirane suspenzije slična, poroznosthidroksietil celuloza eter(HEC) modificirana suspenzija manja je od one hidroksipropil metil celuloznog etera (HPMC) i modificiranog suspenzije metil celuloze (MC). Što je niža viskoznost/relativna molekularna masa HPMC celuloznog etera sa sličnim sadržajem grupe, to je manja poroznost njegove modificirane cementne suspenzije. Ninijski celulozni eter može smanjiti površinsku napetost tekuće faze i učiniti da se cementna kaša lako formira mjehurića. Molekule neionske celuloze etera usmjereno su adsorbirane na sučelju plinova-tekućine mjehurića, što također povećava viskoznost faze suspenzije cementa i pojačava sposobnost cementne suspenzije da stabilizira mjehuriće.

Ključne riječi:Nonionski celulozni eter; Cementna kaša; Struktura pora; Molekularna struktura; Površinska napetost; viskoznost

Nonionski celulozni eter (u daljnjem tekstu, nazvan etter celuloze) ima izvrsno zadebljanje i zadržavanje vode, a široko se koristi u suhom miješanom maltera, samokompaktirajući beton i ostale nove materijale na bazi cementa. Celulozni eteri koji se koriste u materijalima temeljenim na cementu obično uključuju metil celulozu etera (MC), hidroksipropil metil celuloznu eter (HPMC), hidroksietil metil metil celulozu etera (HEMC) i hidroksietil celuloz .

Celulozni eter može značajno utjecati na strukturu pore cementne suspenzije. Pourchez i sur., Kroz test prividne gustoće, test veličine pora (metoda ubrizgavanja žive) i analiza SEM slike zaključili su da celulozni eter može povećati broj pore promjerom od oko 500 nm i pore s promjerom od oko 50-250 μm u Cementna kaša. Nadalje, za otvrdnute cementne suspenzije, raspodjela veličine pora make molekularne mase modificirane cementne suspenzije HEC je slična onoj čiste cementne suspenzije. Ukupni volumen pora od visoke molekularne mase modificirane cementne suspenzije je veći od one čiste cementne suspenzije, ali niži od one u Cementnom suspenziji modificiranom HPMC s otprilike istom konzistencijom. Kroz SEM promatranje, Zhang i sur. otkrili su da HEMC može značajno povećati broj pora s promjerom od oko 0,1 mm u cementnom maltera. Također su kroz test ubrizgavanja žive utvrdili da bi HEMC mogao značajno povećati ukupni volumen pora i prosječni promjer pora u cementnoj kašici, što je rezultiralo značajnim povećanjem broja velikih pora u promjeru 50 nm ~ 1 µm i velikim porama promjera više nego 1 μm. Međutim, broj pora s promjerom manjim od 50 nm značajno je smanjen. SARIC-CORIC i sur. Vjerovao je da će celulozni eter učiniti kašicu cementa i dovesti do povećanja makropora. Jenni i sur. Ispitivao je gustoću performansi i utvrdio da je udio volumena pora iz modificiranog cementa iz CEMC -a bio približno 20%, dok je čisti cementni malter sadržavao samo malu količinu zraka. Silva i sur. otkrili su da su pored dva vrha na 3,9 nm i 40 ~ 75Nm kao čista cementna kaša, postojala i dva vrha pri 100 ~ 500Nm i veća od 100 μm testom ubrizgavanja žive. Ma Baoguo i sur. utvrdili su da celulozni eter povećava broj finih pora s promjerom manjim od 1 μm i velikih pora s promjerom većim od 2 μm u cementnom minobacanju putem testa ubrizgavanja žive. Što se tiče razloga što celulozni eter povećava poroznost cementne suspenzije, obično se vjeruje da će celulozni eter imati površinsku aktivnost, obogatiti će se u sučelju zraka i vode, formirajući film, tako da stabiliziraju mjehuriće u cementnoj kašici.

Kroz gornju analizu literature, može se vidjeti da je učinak etera celuloze na strukturu pora u cementnim materijalima privukao veliku pažnju. Međutim, postoje mnoge vrste celuloznog etera, ista vrsta celuloznog etera, njegova relativna molekularna težina, sadržaj grupe i drugi parametri molekularne strukture također su vrlo različiti, a domaći i strani istraživači o odabiru etera celuloze ograničeni su samo na njihovu primjenu Polje, nedostatak reprezentacije, zaključak je neizbježna "pretjerana generalizacija", tako da objašnjenje mehanizma etera celuloze nije dovoljno duboko. U ovom je radu učinak celuloznog etera s različitom molekularnom strukturom na strukturu pore cementne suspenzije proučavan prividnim ispitivanjem gustoće i makroskopskom i mikroskopskom promatranjem strukture pora.

1. test

1.1 sirovine

Cement je bio P · O 42,5 Obični Portland cement proizveden od Huaxin Cement Co., Ltd., u kojem je kemijski sastav izmjeren Axios AD-napojničkom fluorescentnom spektrometrom za disperziju valne duljine (PANA-Lytic, Nighlands), a fazni sastav procijenjen je Bogue metodom.

Celulozni eter odabrane četiri vrste komercijalnog etera celuloze, odnosno metil celuloznog etera (MC), hidroksipropil metil celuloznog etera (HPMC1, HPMC2) i hidroksietil celuloze etera (HEC), HPMC1 je manje molekularna struktura i HPM2 slična HPMC2 , To jest, relativna molekularna masa HPMC1 mnogo je manja od one u HPMC2. Zbog sličnih svojstava hidroksietil metil celuloznog etera (HEMC) i HPMC, HEMC nisu odabrani u ovom istraživanju. Kako bi se izbjegao utjecaj sadržaja vlage na rezultate ispitivanja, svi eteri celuloze pečeni su na 98 ℃ tijekom 2h prije upotrebe.

Viskoznost celuloznog etera testirana je rotacijskim viskozimetrom NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Koncentracija ispitne otopine (omjer mase etera celuloze prema vodi) bila je 2,0%, temperatura je bila 20 ℃, a brzina rotacije 12R/min. Površinska napetost celuloznog etera testirana je metodom prstena. Ispitni instrument bio je JK99A automatski tenziometar (Shanghai Zhongchen Company). Koncentracija ispitne otopine bila je 0,01%, a temperatura 20 ℃. Sadržaj grupe celuloznog etera pruža proizvođač.

Prema viskoznosti, površinske napetosti i sadržaja grupe u celuloznom eteru, kada je koncentracija otopine 2,0%, omjer viskoznosti otopine HEC i HPMC2 je 1: 1,6, a omjer viskoznosti otopine HEC i MC je 1: 0,4, ali U ovom je testu omjer vodenog cementa 0,35, maksimalni omjer cementa je 0,6%, masni omjer celuloznog etera i vode iznosi oko 1,7%, manje od 2,0%, a sinergistički učinak cementne kaše na viskoznost, tako Razlika viskoznosti HEC, HPMC2 ili MC modificirana cementna kaša je mala.

Prema viskoznosti, površinskoj napetosti i sadržaju grupe u celuloznom eteru, površinska napetost svakog celuloznog etera je različita. Celulozni eter ima i hidrofilne skupine (hidroksilne i eterske skupine) i hidrofobne skupine (metil i glukozni ugljični prsten), je površinski aktivno sredstvo. Celulozni eter je različit, tip i sadržaj hidrofilnih i hidrofobnih skupina su različiti, što rezultira različitim površinskim napetostima.

1.2 Metode ispitivanja

Pripremljeno je šest vrsta cementne suspenzije, uključujući čistu cementnu suspenziju, četiri celuloznog etera (MC, HPMCL, HPMC2 i HEC) modificiranu cementnu suspenziju s 0,60% omjera cementa i HPMC2 modificiranu cementnu suspenziju s omjerom 0,05% cementa. Ref, MC-0,60, HPMCL-0,60, HPMC2-0.60. HEC 1-0,60 i HPMC2-0.05 pokazuju da je omjer vodenog cementa oba 0,35.

Cementna kaša prvo u skladu s GB/T 17671 1999 „Metoda ispitivanja jačine cementnog minobacača (ISO metoda)“ napravljena u testni blok prizme od 40 mm × 40 mm × 160 mm, pod uvjetima od 20 ℃ zapečaćenog očvršćivanja 28d. Nakon vaganja i izračunavanja njegove prividne gustoće, otvoren je malim čekićem, a uvjeti makro rupe u središnjem dijelu ispitnog bloka primijećeno je i fotografirano digitalnim fotoaparatom. Istodobno, mali su komadi od 2,5 ~ 5,0 mm za promatranje optičkim mikroskopom (HIROX trodimenzionalni video mikroskop) i skenirajući elektronski mikroskop (JSM-5610LV).

2. rezultati ispitivanja

2.1 Očigledna gustoća

Prema prividnoj gustoći cementne suspenzije modificirane različitim celuloznim eterima, (1) prividna gustoća čiste cementne suspenzije je najveća, što je 2044 kg/m³; Prividna gustoća četiri vrste celuloznog etera modificiranog suspenzije s omjerom cementa od 0,60% bila je 74% ~ 88% od čiste cementne suspenzije, što ukazuje da je celulozni eter uzrokovao povećanje poroznosti cementne suspenzije. (2) Kada je omjer cementa i cementa 0,60%, učinak različitih etera celuloze na poroznost cementne kaše vrlo je različit. Viskoznost HPMC2 i MC modificirane cementne suspenzije je slična, ali prividna gustoća cementne suspenzije modificirane HEC je najveća, što ukazuje na to da je poroznost Cementnog suspenzije modificiranog HEC -a manja od one HPMC2 i MC modificirana cementna supurnica sa sličnom viskoznom . HPMC1 i HPMC2 imaju sličan sadržaj grupe, ali viskoznost HPMCL -a mnogo je niža od one HPMC2, a prividna gustoća modificirane cementne suspenzije modificirane HPMCL značajno je veća od one kod HPMC2 modificiranog suspenzija za cement , što je niža viskoznost celuloznog etera, niža je poroznost modificirane cementne suspenzije. (3) Kada je omjer cementa i cementa vrlo mali (0,05%), prividna gustoća cementa modificirane HPMC2 modificirane su u osnovi bliska onoj čiste cementne suspenzije, što ukazuje na učinak celuloznog etera na poroznost cementa Slurry je vrlo mala.

2.2 Makroskopska pora

Prema odjeljku fotografija celuloznog etera modificirane cementne suspenzije koju je snimio digitalna kamera, čista cementna kaša je vrlo gusta, gotovo da nema vidljivih pora; Četiri vrste celuloznog etera modificirane suspenzije s 0,60% omjera cementa imaju više makroskopskih pora, što ukazuje na to da celulozni eter dovodi do povećanja poroznosti cementa. Slično rezultatima testa prividne gustoće, učinak različitih tipova i sadržaja etera celuloze na poroznost cementne kaše sasvim je različit. Viskoznost HEC, HPMC2 i MC modificirana suspenzija je slična, ali poroznost modificirane suspenzije HEC -a manja je od one u HPMC2 i MC modificiranoj suspenziji. Iako HPMC1 i HPMC2 imaju sličan sadržaj grupe, HPMC1 modificirana suspenzija s nižom viskoznošću ima manju poroznost. Kada je omjer cementnog i cementa modificirane suspenzije HPMC2 vrlo mali (0,05%), broj makroskopskih pora malo je povećan od onog čistog cementnog suspenzije, ali uvelike smanjen od one u modificiranoj suspenziji s 0,60% cementa do Omjer -Omjer.

2.3 Mikroskopska pora

4. Zaključak

(1) Celulozni eter može povećati poroznost cementne suspenzije.

(2) Utjecaj celuloznog etera na poroznost cementne suspenzije s različitim parametrima molekularne strukture je različit: kada je viskoznost modificirane cementne suspenzije celuloznog etera slična, poroznost Cementnog suspenzije modificiranog HEC -a je manja od one modificirane HPMC i MC cementna kaša; Što je niža viskoznost/relativna molekularna masa HPMC celuloznog etera sa sličnim sadržajem grupe, to je niža poroznost njegove modificirane cementne suspenzije.

(3) Nakon dodavanja celuloznog etera u cementnu suspenziju, površinska napetost tekuće faze je smanjena, tako da je suspenzija cementa lako formirati mjehuriće I molekule etera celuloze usmjerena adsorpcija u sučelju s plin-tekućinom od mjehurića, poboljšavaju snagu i čvrstoće Adsorpcija tekućih filmova s ​​mjehurićima u sučelju s plinskim tekućinama s mjehurićima, poboljšava čvrstoću tekućeg filma s mjehurićima i ojačati sposobnost čvrstog blata da stabilizira mjehurić.