Efè etè seluloz sou chalè hydrasyon diferan siman ak sèl minrè

efè seluloz etè sou chalè hydrasyon siman Portland, siman sulfoaluminate, silikat trikalsyòm ak aluminat trikalsyòm nan 72h yo te konpare pa tès kalorimetri izotèmik. Rezilta yo montre ke etè seluloz ka siyifikativman redwi idratasyon ak to lage chalè nan siman Portland ak silikat trikalsyòm, ak efè a diminye sou idratasyon an ak pousantaj lage chalè nan silikat trikalsyòm se pi enpòtan. Efè seluloz etè sou diminye pousantaj lage chalè nan idratasyon siman sulfoaluminate trè fèb, men li gen yon efè fèb sou amelyore pousantaj lage chalè nan idratasyon aluminat trikalsyòm. Etè seluloz pral adsorbed pa kèk pwodwi hydrasyon, konsa retade kristalizasyon an nan pwodwi hydrasyon, ak Lè sa a, afekte pousantaj la lage chalè idratasyon nan siman ak sèl minrè.

Mo kle:etè seluloz; Siman; Single minrè; Chalè idratasyon; adsorption

1. Entwodiksyon

Etè seluloz se yon ajan epesman enpòtan ak ajan kenbe dlo nan mòtye sèk melanje, konkrè pwòp tèt ou-konpak ak lòt nouvo materyèl ki baze sou siman. Sepandan, etè seluloz pral retade tou idratasyon siman, ki se fezab amelyore tan an operasyonèl nan materyèl siman ki baze sou, amelyore konsistans mòtye ak pèt tan glisman konkrè, men tou, ka retade pwogrè nan konstriksyon. An patikilye, li pral gen efè negatif sou mòtye ak konkrè yo itilize nan kondisyon anviwònman tanperati ki ba. Se poutèt sa, li enpòtan anpil pou w konprann lwa etè seluloz sou sinetik hydrasyon siman.

OU ak Pourchez te etidye sistematikman efè paramèt molekilè tankou pwa molekilè nan etè seluloz, kalite substituent oswa degre sibstitisyon sou sinetik hydrasyon siman, epi yo te tire anpil konklizyon enpòtan: Kapasite hydroxyethyl cellulose etè (HEC) pou retade idratasyon an nan siman an anjeneral pi fò pase sa yo ki nan methyl cellulose etè (HPMC), hydroxymethyl etil seluloz etè (HEMC) ak methyl cellulose etè (MC). Nan etè a seluloz ki gen methyl, pi ba kontni an methyl, se pi fò kapasite nan retade idratasyon an nan siman; Pi ba pwa molekilè nan etè seluloz, se pi fò kapasite nan retade idratasyon an nan siman. Konklizyon sa yo bay baz syantifik pou chwazi etè seluloz kòrèkteman.

Pou diferan konpozan nan siman, efè a nan seluloz etè sou sinetik hydrasyon siman se tou yon pwoblèm trè konsène nan aplikasyon jeni. Sepandan, pa gen okenn rechèch sou aspè sa a. Nan papye sa a, enfliyans seluloz etè sou sinetik hydrasyon siman Portland òdinè, C3S (silikat trikalsyòm), C3A (aluminat trikalsyòm) ak siman sulfoaluminate (SAC) te etidye nan tès kalorimetri izotèmik, konsa yo ka konprann plis entèraksyon an ak mekanis entèn ant etè seluloz ak pwodwi idratasyon siman. Li bay plis baz syantifik pou itilizasyon rasyonèl nan seluloz etè nan materyèl ki baze sou siman epi tou li bay baz rechèch pou entèraksyon ki genyen ant lòt aditif ak pwodwi idratasyon siman.

2. Tès

2.1 Materyèl kri

(1) siman Portland òdinè (P·0). Manifaktire pa Wuhan Huaxin Cement Co, LTD., spesifikasyon an se P· 042.5 (GB 175-2007), detèmine pa longèdonn dispèsyon-tip X-ray fluoresans espektwomèt (AXIOS avanse, PANalytical Co, LTD.). Dapre analiz lojisyèl JADE 5.0, anplis siman klinker mineral C3S, C2s, C3A, C4AF ak jips, materyèl bwit siman gen ladan tou kabonat kalsyòm.

(2) siman sulfoaluminate (SAC). Vit di siman sulfoaluminate ki te pwodwi pa Zhengzhou Wang Lou Cement Industry co, Ltd se R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Gwoup prensipal li yo se sulfoaluminate kalsyòm ak silikat dikalsyòm.

(3) silikat trikalsyòm (C3S). Peze Ca (OH) 2, SiO2, Co2O3 ak H2O nan 3:1:0.08: Yon rapò mas 10 te melanje respire ak bourade anba yon presyon konstan nan 60MPa fè billet vèt silendrik. Biyè a te kalsine nan 1400 ℃ pou 1.5 ~ 2 èdtan nan yon gwo founo elektrik tanperati Silisyòm-molybdène, ak Lè sa a, deplase nan yon fou mikwo ond pou plis chofaj mikwo ond pou 40min. Apre yo fin retire billet la, li te sibitman refwadi ak repete kase ak kalsine jiskaske kontni an nan CaO gratis nan pwodwi a fini te mwens pase 1.0%

(4) aluminate trikalsyòm (c3A). CaO ak A12O3 yo te melanje respire, kalsine nan 1450 ℃ pou 4 èdtan nan yon fou elektrik baton Silisyòm-molybdène, tè an poud, ak repete kalsine jiskaske kontni an nan CaO gratis te mwens pase 1.0%, ak pik yo nan C12A7 ak CA yo te. inyore.

(5) etè seluloz. Travay anvan an te konpare efè 16 kalite etè seluloz sou idratasyon ak pousantaj lage chalè nan siman Portland òdinè, epi li te jwenn ke diferan kalite etè seluloz gen diferans enpòtan sou idratasyon ak lwa lage chalè nan siman, epi analize mekanis entèn la. nan diferans enpòtan sa a. Dapre rezilta etid anvan yo, yo te chwazi twa kalite etè seluloz ki gen efè evidan sou siman Portland òdinè. Men sa yo enkli hydroxyethyl cellulose etè (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose etè (HPMC), ak hydroxyethyl methyl cellulose etè (HEMC). Viskozite etè seluloz la te mezire pa yon viskozitè rotary ak yon konsantrasyon tès 2%, yon tanperati 20 ℃ ak yon vitès wotasyon 12 r/min. Viskozite etè seluloz la te mezire pa yon viskozitè rotary ak yon konsantrasyon tès 2%, yon tanperati 20 ℃ ak yon vitès wotasyon 12 r/min. Se manifakti a bay degre sibstitisyon molè nan etè seluloz.

(6) Dlo. Sèvi ak segondè dlo distile.

2.2 Metòd tès la

Chalè nan idratasyon. TAM Air 8-chanèl izotèmik kalorimètr ki te pwodwi pa TA Instrument Company te adopte. Tout matyè premyè yo te kenbe tanperati konstan pou tès tanperati (tankou (20± 0.5) ℃) anvan eksperyans lan. Premyerman, yo te ajoute 3 g siman ak 18 mg poud seluloz etè nan kalorimèt la (rapò mas nan etè seluloz ak materyèl cemellative te 0.6%). Apre tout melanje, dlo melanje (segondè dlo distile) te ajoute dapre rapò dlo-siman espesifye a epi brase respire. Lè sa a, li te byen vit mete nan kalorimèt la pou fè tès. Rapò dlo-liyan nan c3A se 1.1, ak rapò dlo-liyan nan lòt twa materyèl siman yo se 0.45.

3. Rezilta ak diskisyon

3.1 Rezilta tès yo

Efè HEC, HPMC ak HEMC sou pousantaj lage chalè hydrasyon ak pousantaj lage chalè kimilatif nan siman Portland òdinè, C3S ak C3A nan lespas 72 èdtan, ak efè HEC sou pousantaj lage chalè hydrasyon ak pousantaj lage chalè kimilatif nan siman sulfoaluminate. nan lespas 72 èdtan, HEC se etè a seluloz ak efè reta pi fò sou hydrasyon nan lòt siman ak minrè sèl. Konbine de efè yo, li ka jwenn ke ak chanjman nan konpozisyon materyèl siman, etè seluloz gen efè diferan sou pousantaj lage chalè hydrasyon ak lage chalè kimilatif. Etè a seluloz chwazi ka siyifikativman diminye idratasyon ak pousantaj lage chalè nan siman Portland òdinè ak C, S, sitou pwolonje tan peryòd endiksyon an, retade aparans nan hydrasyon ak chalè pik lage, nan mitan ki etè a seluloz nan C, S hydrasyon ak delè pousantaj lage chalè se pi evidan pase hydrasyon siman Portland òdinè ak reta pousantaj lage chalè; Etè seluloz kapab retade tou pousantaj lage chalè nan idratasyon siman sulfoaluminate, men kapasite reta a trè fèb, epi sitou retade hydrasyon an apre 2 èdtan; Pou pousantaj lage chalè nan hydrasyon C3A, etè seluloz gen kapasite akselere fèb.

3.2 Analiz ak diskisyon

Mekanis nan seluloz etè reta siman idratasyon. Silva et al. ipotèz ke etè seluloz ogmante viskozite nan solisyon pò ak anpeche vitès la nan mouvman iyonik, konsa retade idratasyon siman. Sepandan, anpil literati te doute sipozisyon sa a, kòm eksperyans yo te jwenn ke etè seluloz ki gen pi ba viskozite gen yon kapasite pi fò pou retade idratasyon siman. An reyalite, tan an nan mouvman ion oswa migrasyon se tèlman kout ke li se evidamman pa konparab ak tan an nan reta hydrasyon siman. Adsorption ant etè seluloz ak pwodwi hydrasyon siman konsidere kòm rezon ki fè reyèl pou reta nan hydrasyon siman pa etè seluloz. Etè seluloz fasil adsorbe nan sifas pwodwi idratasyon tankou idroksid kalsyòm, jèl CSH ak idrat aluminat kalsyòm, men li pa fasil yo dwe adsorbe pa ettringite ak faz unhydrated, ak kapasite adsorption nan etè seluloz sou idroksid kalsyòm se pi wo pase sa a nan jèl CSH. Se poutèt sa, pou pwodwi òdinè hydrasyon siman Portland, etè seluloz gen reta ki pi fò sou idroksid kalsyòm, reta ki pi fò sou kalsyòm, dezyèm reta sou jèl CSH, ak reta ki pi fèb sou ettringite.

Syans anvan yo te montre ke adsorption ant polisakarid ki pa iyonik ak faz mineral sitou gen ladan lyezon idwojèn ak konplexasyon chimik, ak de efè sa yo rive ant gwoup idroksil polisakarid ak idroksid metal la sou sifas mineral la. Liu et al. plis klase adsorption ant polisakarid ak idroksid metal kòm entèraksyon asid-baz, ak polisakarid kòm asid ak idroksid metal kòm baz. Pou yon polisakarid bay, alkalinite sifas mineral la detèmine fòs entèraksyon ant polisakarid ak mineral yo. Pami kat eleman gelling yo etidye nan papye sa a, eleman prensipal metal oswa ki pa metal yo enkli Ca, Al ak Si. Dapre lòd la nan aktivite metal, alkalinite nan idroksid yo se Ca (OH) 2> Al (OH3> Si (OH) 4. An reyalite, Si (OH) 4 solisyon asid epi li pa adsorbe etè seluloz. Se poutèt sa, kontni an nan Ca (OH) 2 sou sifas la nan pwodwi hydrasyon siman detèmine kapasite nan adsorption nan pwodwi hydrasyon ak etè seluloz Paske idroksid kalsyòm, CSH jèl (3CaO·2SiO2·3H20), ettringite (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). ak kalsyòm aluminate idrat (3CaO·Al2O3·6H2O) nan kontni an nan oksid inòganik nan CaO se 100%, 58.33%, 49.56% ak 62 .2%. aluminate > CSH jèl > ettringite, ki konsistan avèk rezilta yo nan literati a.

Pwodwi hydrasyon c3S yo sitou gen ladan Ca(OH) ak jèl csH, ak etè seluloz gen yon bon efè reta sou yo. Se poutèt sa, etè seluloz gen yon reta trè evidan sou hydrasyon C3s. Anplis c3S, siman Portland òdinè gen ladan tou hydrasyon C2s ki pi dousman, sa ki fè efè reta nan etè seluloz pa evidan nan etap bonè. Pwodwi hydrasyon yo nan silikat òdinè gen ladan tou ettringite, ak efè reta nan etè seluloz se pòv. Se poutèt sa, kapasite nan reta nan etè seluloz nan c3s se pi fò pase sa yo ki nan siman Portland òdinè obsève nan tès la.

C3A pral fonn ak idrat byen vit lè li rankontre dlo, ak pwodwi idratasyon yo anjeneral C2AH8 ak c4AH13, epi chalè a nan idratasyon yo pral lage. Lè solisyon C2AH8 ak c4AH13 rive nan saturation, kristalizasyon C2AH8 ak C4AH13 idrat fèy egzagonal yo pral fòme, epi to reyaksyon an ak chalè hydrasyon ap redwi an menm tan an. Akòz adsorption nan etè seluloz nan sifas idrat kalsyòm aluminat (CxAHy), prezans nan etè seluloz ta retade kristalizasyon nan C2AH8 ak C4AH13 egzagonal-plak idrat, sa ki lakòz diminisyon nan to reyaksyon ak to hydrasyon chalè lage pase sa. nan C3A pi bon kalite, ki montre ke etè seluloz gen yon kapasite akselerasyon fèb nan hydrasyon C3A. Li se vo anyen ke nan tès sa a, etè seluloz gen yon kapasite fèb akselere nan idratasyon an nan pi bon kalite c3A. Sepandan, nan siman Portland òdinè, paske c3A pral reyaji ak jips yo fòme ettringite, akòz enfliyans nan balans ca2 + nan solisyon lisier, etè seluloz pral retade fòmasyon nan ettringite, konsa retade hydrasyon nan c3A.

Soti nan efè HEC, HPMC ak HEMC sou hydrasyon ak pousantaj lage chalè ak lage chalè kimilatif nan siman Portland òdinè, C3S ak C3A nan lespas 72 èdtan, ak efè HEC sou idratasyon ak pousantaj lage chalè ak lage chalè kimilatif nan sulfoaluminate. siman nan 72 h, li ka wè ke nan mitan twa etè yo seluloz chwazi, Kapasite nan reta hydrasyon nan c3s ak siman Portland te pi fò nan HEC, ki te swiv pa HEMC, ak pi fèb nan HPMC. Osi lwen ke C3A se konsène, kapasite twa seluloz etè yo akselere hydrasyon tou se nan menm lòd la, se sa ki, HEC se pi fò a, HEMC se dezyèm lan, HPMC se pi fèb la ak pi fò. Sa a mityèlman konfime ke etè seluloz te retade fòmasyon nan pwodwi hydrasyon nan materyèl gelling.

Pwodwi prensipal yo hydrasyon nan siman sulfoaluminate yo se ettringit ak Al (OH) 3 jèl. C2S nan siman sulfoaluminate pral idrat tou separeman pou fòme Ca(OH)2 ak jèl cSH. Paske adsorption nan seluloz etè ak ettringite ka inyore, ak idratasyon an nan sulfoaluminate twò vit, Se poutèt sa, nan etap nan bonè nan hydrasyon, etè seluloz gen ti efè sou pousantaj la lage chalè hydrasyon nan siman sulfoaluminate. Men, nan yon sèten tan nan hydrasyon, paske c2s pral separeman idrat jenere Ca (OH) 2 ak CSH jèl, de pwodwi hydrasyon sa yo pral retade pa etè seluloz. Se poutèt sa, li te obsève ke etè seluloz reta hydrasyon nan siman sulfoaluminate apre 2 èdtan.

4. Konklizyon

Nan papye sa a, atravè tès kalorimetri izotèmik, lwa enfliyans ak fòmasyon mekanis nan etè seluloz sou chalè hydrasyon nan siman Portland òdinè, c3s, c3A, siman sulfoaluminate ak lòt konpozan diferan ak sèl minrè nan 72 h yo te konpare. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

(1) Etè seluloz ka siyifikativman diminye pousantaj lage chalè idratasyon siman Portland òdinè ak silikat trikalsyòm, ak efè diminye pousantaj lage chalè idratasyon silikat trikalsyòm pi enpòtan; Efè seluloz etè sou diminye pousantaj lage chalè nan siman sulfoaluminate trè fèb, men li gen yon efè fèb sou amelyore pousantaj lage chalè nan aluminat trikalsyòm.

(2) Etè seluloz pral adsorbed pa kèk pwodwi hydrasyon, konsa retade kristalizasyon an nan pwodwi hydrasyon, ki afekte pousantaj la lage chalè nan idratasyon siman. Kalite ak kantite pwodwi hydrasyon yo diferan pou diferan konpozan minrè bil siman, kidonk efè etè seluloz sou chalè hydrasyon yo pa menm.