Efè hydroxyethyl cellulose etè sou hydrasyon bonè nan siman CSA

Efè yo nanidroksietil seluloz (HEC)ak segondè oswa ba sibstitisyon hydroxyethyl methyl cellulose (H HMEC, L HEMC) sou pwosesis la hydrasyon bonè ak pwodwi hydrasyon nan siman sulfoaluminate (CSA) yo te etidye. Rezilta yo te montre ke diferan sa ki nan L-HEMC te kapab ankouraje hydrasyon siman CSA nan 45.0 min ~ 10.0 h. Tout twa etè seluloz yo retade idratasyon siman disolisyon ak etap transfòmasyon nan CSA an premye, ak Lè sa a, ankouraje idratasyon an nan 2.0 ~ 10.0 èdtan. Entwodiksyon nan gwoup methyl amelyore efè a pwomosyon nan hydroxyethyl cellulose etè sou hydrasyon nan CSA siman, ak L HEMC te gen pi fò efè pwomosyon; Efè etè seluloz ak diferan substituants ak degre sibstitisyon sou pwodwi hydrasyon yo nan 12.0 h anvan hydratation siyifikativman diferan. HEMC gen yon efè pwomosyon pi fò sou pwodwi idratasyon yo pase HEC. L HEMC modifye CSA siman lisier pwodui ki pi kalsyòm-vanadite ak chiklèt aliminyòm nan 2.0 ak 4.0 h nan idratasyon.
Mo kle: siman sulfoaluminate; Etè seluloz; Ranplasan; Degre sibstitisyon; Pwosesis idratasyon; Pwodwi idratasyon

Sulfoaluminate (CSA) siman ak anidrid kalsyòm sulfoaluminate (C4A3) ak boheme (C2S) kòm mineral prensipal la klinker se ak avantaj ki genyen nan redi vit ak fòs bonè, anti-jèl ak anti-pèmeyabilite, alkalinite ki ba, ak konsomasyon chalè ki ba nan la. pwosesis pwodiksyon, ak fasil fanm k'ap pile nan klinker. Li se lajman ki itilize nan reparasyon prese, anti-pèmeyabilite ak lòt pwojè. Etè seluloz (CE) se lajman ki itilize nan modifikasyon mòtye paske nan pwopriyete dlo-retni ak epesman li yo. Reyaksyon idratasyon siman CSA se konplèks, peryòd endiksyon an trè kout, peryòd akselerasyon an se milti-etap, ak idratasyon li yo sansib a enfliyans nan melanj ak tanperati geri. Zhang et al. te jwenn ke HEMC ka pwolonje peryòd endiksyon nan hydrasyon nan siman CSA epi fè pik prensipal la nan lag lage chalè hydrasyon. Solèy Zhenping et al. te jwenn ke efè absòpsyon dlo HEMC a afekte hydrasyon bonè nan sispansyon siman. Wu Kai et al. te kwè ke adsorption fèb HEMC sou sifas CSA siman pa t ase pou afekte pousantaj lage chalè nan hydrasyon siman. Rezilta rechèch yo sou efè HEMC sou hydrasyon siman CSA yo pa t inifòm, ki ka koze pa diferan konpozan siman clinker itilize. Wan et al. te jwenn ke retansyon dlo a nan HEMC te pi bon pase sa yo ki an hydroxyethyl cellulose (HEC), ak viskozite a dinamik ak tansyon sifas nan solisyon an twou nan HEMC-modifye CSA lisier siman ak degre sibstitisyon segondè yo te pi gwo. Li Jian et al. kontwole chanjman tanperati entèn yo byen bonè nan mòtye siman HEMC-modifye CSA anba likidite fiks epi li te jwenn ke enfliyans nan HEMC ak diferan degre sibstitisyon te diferan.
Sepandan, etid la konparatif sou efè CE ak diferan substituants ak degre de sibstitisyon sou byen bonè hydratation de CSA siman pa ase. Nan papye sa a, yo te etidye efè hydroxyethyl cellulose etè ak diferan kontni, gwoup substituent ak degre sibstitisyon sou idratasyon byen bonè nan siman CSA. Lalwa lage chalè hydrasyon nan 12h modifye CSA siman ak etè idroksietil seluloz te aksan analize, ak pwodwi yo idratasyon yo te analize quantitatively.

1. Tès
1.1 Materyèl kri
Siman se siman CSA 42.5 klas ki di rapid, tan inisyal ak final la se 28 min ak 50 min, respektivman. Konpozisyon chimik li yo ak konpozisyon mineral (fraksyon mas, dòz la ak rapò dlo-siman mansyone nan papye sa a se fraksyon mas oswa rapò mas) modifye CE gen ladan 3 hydroxyethyl cellulose etè ak viskozite menm jan an: Hydroxyethyl cellulose (HEC), wo degre de substitution hydroxyethyl. methyl cellulose (H HEMC), ba degre sibstitisyon hydroxyethyl methyl fibrin (L HEMC), viskozite a nan 32, 37, 36 Pa·s, degre nan sibstitisyon nan 2.5, 1.9, 1.6 melanje dlo pou dlo deionized.
1.2 Melanj rapò
Rapò fiks dlo-siman nan 0.54, kontni an nan L HEMC (kontni an nan atik sa a kalkile pa bon jan kalite a nan labou dlo) wL = 0%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, HEC ak H HEMC kontni de 0.5%. Nan papye sa a: L HEMC 0.1 wL = 0.1% L HEMC chanje CSA siman, ak sou sa; CSA se pi bon kalite siman CSA; HEC modifye CSA siman, L HEMC modifye CSA siman, H HEMC modifye CSA siman yo respektivman refere li kòm HCSA, LHCSA, HHCSA.
1.3 Metòd tès la
Yo te itilize yon mikromèt izotèmik uit-chanèl ak yon seri mezi 600 mW pou teste chalè hydrasyon an. Anvan tès la, enstriman an te estabilize nan (20±2) ℃ ak imidite relatif RH = (60±5)% pou 6.0 ~ 8.0 h. CSA siman, CE ak dlo melanje yo te melanje dapre rapò a melanj ak melanje elektrik te fèt pou 1min nan vitès la nan 600 r / min. Imedyatman peze (10.0±0.1) g sispansyon nan anpoul la, mete anpoul la nan enstriman an epi kòmanse tès la distribisyon. Tanperati idratasyon an te 20 ℃, epi done yo te anrejistre chak 1min, ak tès la te dire jiska 12.0h.
Thermogravimetric (TG) analiz: Sispansyon siman te prepare dapre ISO 9597-2008 Siman - Metòd tès - Detèminasyon tan fikse ak bonite. Yo te mete sispansyon an siman melanje nan mwazi tès la nan 20 mm × 20 mm × 20 mm, epi apre Vibration atifisyèl pou 10 fwa, li te mete anba (20±2) ℃ ak RH = (60±5)% pou geri. Yo te pran echantiyon yo a laj de t = 2.0, 4.0 ak 12.0 h, respektivman. Apre yo fin retire kouch sifas echantiyon an (≥1 mm), li te kase an ti moso epi tranpe nan alkòl izopropil. Yo te ranplase alkòl izopropilik chak 1d pou 7 jou youn apre lòt pou asire sispansyon konplè reyaksyon idratasyon an, epi li seche nan 40 ℃ pou pwa konstan. Peze (75 ± 2) mg echantiyon nan kreze a, chofe echantiyon yo soti nan 30 ℃ a 1000 ℃ nan to tanperati a nan 20 ℃ / min nan atmosfè nitwojèn nan kondisyon adiabatik. Dekonpozisyon tèmik nan pwodwi idratasyon siman CSA fèt sitou nan 50 ~ 550 ℃, epi yo ka jwenn kontni dlo chimikman lè yo kalkile pousantaj pèt mas echantiyon yo nan seri sa a. AFt pèdi 20 dlo cristalline ak AH3 pèdi 3 dlo cristalline pandan dekonpozisyon tèmik nan 50-180 ℃. Sa ki nan chak pwodwi hydrasyon ta ka kalkile dapre koub TG.

2. Rezilta ak diskisyon
2.1 Analiz pwosesis hydrasyon
2.1.1 Enfliyans kontni CE sou pwosesis hydrasyon
Dapre hydrasyon an ak koub èzotèrmik nan diferan kontni L HEMC modifye CSA sispansyon siman, gen 4 pik ègzotèmik sou hydrasyon an ak koub èzotèrmik nan pi bon kalite sispansyon CSA siman (wL = 0%). Pwosesis idratasyon an ka divize an etap disolisyon (0 ~ 15.0min), etap transfòmasyon (15.0 ~ 45.0min) ak etap akselerasyon (45.0min) ~ 54.0min), etap ralantisman (54.0min ~ 2.0h), etap ekilib dinamik ( 2.0 ~ 4.0h), etap reakselerasyon (4.0 ~ 5.0h), etap reakselerasyon (5.0 ~ 10.0h) ak etap estabilizasyon (10.0h ~). Nan 15.0min anvan hydrasyon, mineral la siman fonn rapidman, ak premye ak dezyèm idratasyon tèt ekzotèrmik nan etap sa a ak 15.0-45.0 min koresponn ak fòmasyon nan faz metastab AFt ak transfòmasyon li nan monosulfide kalsyòm aluminate idrat (AFm), respektivman. Twazyèm pik ègzotèmik la nan 54.0min hydrasyon te itilize pou divize etap akselerasyon ak ralantisman hydrasyon an, ak pousantaj jenerasyon AFt ak AH3 te pran sa a kòm pwen enfleksyon, soti nan boom nan bès, ak Lè sa a, antre nan etap ekilib dinamik ki dire 2.0 èdtan. . Lè hydrasyon an te 4.0h, hydrasyon ankò te antre nan etap akselerasyon an, C4A3 se yon disolisyon rapid ak jenerasyon pwodwi hydrasyon, ak nan 5.0h, yon pikwa nan chalè ègzotèmik idratasyon parèt, ak Lè sa a, te antre nan etap nan ralantisman ankò. Idratasyon estabilize apre apeprè 10.0h.
Enfliyans nan kontni L HEMC sou disolisyon hydrasyon siman CSAak etap konvèsyon diferan: lè kontni L HEMC ba, L HEMC modifye CSA siman keratin dezyèm pik lage chalè hydrasyon parèt yon ti kras pi bonè, pousantaj lage chalè ak valè pik lage chalè se siyifikativman pi wo pase keratin siman CSA pi bon kalite; Avèk ogmantasyon nan kontni L HEMC, pousantaj lage chalè nan L HEMC modifye CSA lisier siman piti piti diminye, ak pi ba pase pi bon kalite sispansyon CSA siman. Kantite pik èzotèrmik nan koub èzotèrmik hydrasyon L HEMC 0.1 se menm jan ak keratin siman CSA pi bon kalite, men 3yèm ak 4yèm pik èzotèrmik hydrasyon yo avanse a 42.0min ak 2.3h, respektivman, epi konpare ak 33.5 ak 9.0. mW / g nan pi bon kalite CSA siman keratin, pik ègzotèmik yo ogmante a 36.9 ak 10.5 mW / g, respektivman. Sa a endike ke 0.1% L HEMC akselere ak amelyore idratasyon nan L HEMC modifye CSA siman nan etap ki koresponn lan. Ak kontni L HEMC se 0.2% ~ 0.5%, L HEMC modifye CSA akselerasyon siman ak etap ralantisman piti piti konbine, se sa ki, katriyèm pik la èzotèrmik davans ak konbine avèk twazyèm pik la èzotèrmik, mitan an nan etap nan balans dinamik pa parèt ankò. , L HEMC sou efè pwomosyon idratasyon CSA siman pi enpòtan.
L HEMC siyifikativman ankouraje hydrasyon CSA siman nan 45.0 min ~ 10.0 h. Nan 45.0min ~ 5.0h, 0.1% L HEMC gen ti efè sou idratasyon CSA siman, men lè kontni L HEMC ogmante a 0.2% ~ 0.5%, efè a pa enpòtan. Sa a se konplètman diferan de efè a nan CE sou hydrasyon nan siman Portland. Etid literati yo te montre ke CE ki gen yon gwo kantite gwoup idroksil nan molekil la pral adsorbed sou sifas patikil siman ak pwodwi hydrasyon akòz entèraksyon asid-baz, konsa retade idratasyon an byen bonè nan siman Portland, ak pi fò adsorption la, plis evidan reta a. Sepandan, li te jwenn nan literati a ke kapasite adsorption CE sou sifas AFt te pi fèb pase sa ki sou jèl idrat silikat kalsyòm (C-S-H), Ca (OH) 2 ak sifas idrat kalsyòm aluminate, pandan y ap kapasite adsorption nan HEMC sou patikil siman CSA te tou pi fèb pase sa ki sou patikil siman Portland. Anplis de sa, atòm nan oksijèn sou molekil CE a ka ranje dlo a gratis nan fòm lan nan kosyon idwojèn kòm dlo adsorbed, chanje eta a nan dlo evaporable nan sispansyon an siman, ak Lè sa a, afekte idratasyon an siman. Sepandan, absòpsyon fèb la ak absòpsyon dlo nan CE pral piti piti febli ak ekstansyon an nan tan hydrasyon. Apre yon sèten tan, dlo adsorbe a pral lage ak plis reyaji ak patikil yo siman san idrate. Anplis, efè enventing CE a kapab tou bay espas long pou pwodwi hydrasyon. Sa a ka rezon ki fè L HEMC ankouraje hydrasyon siman CSA apre 45.0 min hydrasyon.
2.1.2 Enfliyans substituent CE ak degre li sou pwosesis hydrasyon
Li ka wè nan koub yo lage chalè hydrasyon nan twa CE modifye CSA slurries. Konpare ak L HEMC, koub yo ki te konn lage chalè hydrasyon nan HEC ak H HEMC modifye CSA slurries tou gen kat pik lage chalè hydrasyon. Tout twa CE yo gen efè reta sou etap disolisyon ak konvèsyon nan idratasyon siman CSA, ak HEC ak H HEMC gen pi fò efè reta, retade aparisyon etap hydrasyon akselere. Anplis de HEC ak H-HEMC yon ti kras retade 3yèm pik ekzotèmik idratasyon an, siyifikativman avanse 4yèm pik èzotèmik idratasyon an, epi ogmante pik 4yèm pik ekzotèmik hydrasyon an. An konklizyon, liberasyon chalè idratasyon twa CE modifye CSA lisier yo pi gran pase sa ki pi bon kalite lisier CSA nan peryòd hydrasyon 2.0 ~ 10.0 h, ki endike ke twa CE a tout ankouraje hydrasyon siman CSA nan etap sa a. Nan peryòd la hydrasyon nan 2.0 ~ 5.0 h, liberasyon chalè hydrasyon nan L HEMC modifye CSA siman se pi gwo a, ak H HEMC ak HEC se dezyèm lan, ki endike ke efè a pwomosyon nan sibstitisyon ki ba HEMC sou idratasyon an nan siman CSA se pi fò. . Efè katalitik HEMC te pi fò pase HEC, sa ki endike ke entwodiksyon gwoup methyl la amelyore efè katalitik CE sou hydrasyon CSA siman. Estrikti chimik CE a gen yon gwo enfliyans sou adsorption li yo sou sifas patikil siman, espesyalman degre sibstitisyon ak kalite substituent.
Antrav esterik CE a diferan ak diferan substituants. HEC gen sèlman hydroxyethyl nan chèn bò kote, ki pi piti pase HEMC ki gen gwoup methyl. Se poutèt sa, HEC gen efè adsorption pi fò sou patikil siman CSA ak pi gwo enfliyans sou reyaksyon an kontak ant patikil siman ak dlo, kidonk li gen efè reta ki pi evidan sou twazyèm pik ekzotèmik hydrasyon an. Absòpsyon dlo HEMC ak gwo sibstitisyon siyifikativman pi fò pase HEMC ak sibstitisyon ki ba. Kòm yon rezilta, dlo a gratis ki enplike nan reyaksyon hydrasyon ant estrikti flokulasyon redwi, ki gen yon gwo enfliyans sou idratasyon inisyal la nan modifye CSA siman. Poutèt sa, twazyèm pik idrotèmal an reta. HEMC sibstitisyon ki ba yo gen absòpsyon dlo fèb ak tan aksyon kout, sa ki lakòz lage bonè nan dlo adsorban ak plis idratasyon nan yon gwo kantite patikil siman san idrate. Adsorption fèb la ak absòpsyon dlo gen diferan efè reta sou disolisyon hydrasyon an ak etap transfòmasyon nan CSA siman, sa ki lakòz diferans lan nan pwomosyon nan idratasyon siman nan etap nan pita nan CE.
2.2 Analiz de pwodwi hydrasyon
2.2.1 Enfliyans kontni CE sou pwodwi idratasyon
Chanje koub TG DTG nan sispansyon dlo CSA pa diferan kontni nan L HEMC; Sa ki nan dlo chimikman mare ww ak pwodwi hydrasyon AFt ak AH3 wAFt ak wAH3 yo te kalkile dapre koub TG. Rezilta yo kalkile te montre ke koub DTG nan pi bon kalite CSA siman keratin te montre twa pik nan 50 ~ 180 ℃, 230 ~ 300 ℃ ak 642 ~ 975 ℃. Korespondan ak dekonpozisyon AFt, AH3 ak dolomit, respektivman. Nan hydrasyon 2.0 h, koub TG nan sispansyon L HEMC modifye CSA yo diferan. Lè reyaksyon hydrasyon rive nan 12.0 h, pa gen okenn diferans enpòtan nan koub yo. Nan hydrasyon 2.0h, kontni an dlo obligatwa chimik wL = 0%, 0.1%, 0.5% L HEMC modifye CSA siman keratin te 14.9%, 16.2%, 17.0%, ak kontni AFt te 32.8%, 35.2%, 36.7%, respektivman. Kontni an nan AH3 te 3.1%, 3.5% ak 3.7%, respektivman, ki endike ke enkòporasyon an nan L HEMC amelyore degre idratasyon nan idratasyon sispansyon siman pou 2.0 èdtan, ak ogmante pwodiksyon an nan pwodwi hydrasyon AFt ak AH3, se sa ki, ankouraje idratasyon CSA siman. Sa a ka paske HEMC gen tou de gwoup idrofob methyl ak idrofil gwoup idroksietil, ki gen gwo aktivite sifas epi li ka siyifikativman diminye tansyon sifas la nan faz likid nan sispansyon siman. An menm tan an, li gen efè antrenn lè pou fasilite jenerasyon pwodwi hydrasyon siman. Nan 12.0 h nan hydrasyon, AFt ak AH3 sa ki nan L HEMC modifye sispansyon siman CSA ak pi bon kalite sispansyon siman CSA pa te gen okenn diferans enpòtan.
2.2.2 Enfliyans substituants CE ak degre sibstitisyon yo sou pwodwi hydratation
Koub TG DTG nan sispansyon CSA siman modifye pa twa CE (kontni CE a se 0.5%); Rezilta kalkil korespondan ww, wAFt ak wAH3 yo se jan sa a: nan hydrasyon 2.0 ak 4.0 h, koub TG nan lisier siman diferan yo siyifikativman diferan. Lè hydrasyon an rive nan 12.0 h, koub TG nan lisier siman diferan pa gen okenn diferans enpòtan. Nan hydrasyon 2.0 h, kontni dlo chimikman mare nan lisier siman CSA pi bon kalite ak HEC, L HEMC, H HEMC modifye CSA lisier siman yo se 14.9%, 15.2%, 17.0%, 14.1%, respektivman. Nan 4.0 h nan hydrasyon, koub TG nan sispansyon CSA pi bon kalite diminye pi piti a. Degre idratasyon twa CE modifye CSA lisier yo te pi gran pase sa ki pi bon kalite lisier CSA, ak kontni dlo chimikman mare nan HEMC modifye CSA lisier te pi gran pase HEC modifye CSA lisier. L HEMC modifye CSA siman lisier chimik obligatwa kontni dlo se pi gwo a. An konklizyon, CE ak diferan sibstitisyon ak degre sibstitisyon gen diferans enpòtan sou premye pwodwi idratasyon siman CSA, ak L-HEMC gen pi gwo efè pwomosyon sou fòmasyon pwodwi idratasyon. Nan hydrasyon 12.0 h, pa te gen okenn diferans enpòtan ant pousantaj pèt mas nan twa CE modifye CSA siman slurps yo ak sa yo ki nan pi bon kalite siman CSA slurps, ki te konsistan avèk rezilta yo kimilatif lage chalè, ki endike ke CE sèlman siyifikativman afekte idratasyon an nan CSA siman nan 12.0 h.
Li ka wè tou ke AFt ak AH3 karakteristik pik fòs nan L HEMC modifye CSA sispansyon yo se pi gwo nan hydrasyon 2.0 ak 4.0 h. Kontni AFt nan sispansyon CSA pi bon kalite ak HEC, L HEMC, H HEMC modifye lisier CSA yo te 32.8%, 33.3%, 36.7% ak 31.0%, respektivman, nan idratasyon 2.0h. Kontni AH3 te 3.1%, 3.0%, 3.6% ak 2.7%, respektivman. Nan 4.0 h nan hydrasyon, kontni AFt te 34.9%, 37.1%, 41.5% ak 39.4%, ak kontni AH3 te 3.3%, 3.5%, 4.1% ak 3.6%, respektivman. Li ka wè ke L HEMC gen pi fò efè pwomosyon sou fòmasyon nan pwodwi hydrasyon nan CSA siman, ak efè a pwomosyon nan HEMC se pi fò pase sa yo ki nan HEC. Konpare ak L-HEMC, H-HEMC amelyore viskozite dinamik nan solisyon pò yo pi siyifikativman, kidonk afekte transpò dlo a, sa ki lakòz yon diminisyon nan pousantaj pénétration lisier, ak afekte pwodiksyon an pwodwi hydrasyon nan moman sa a. Konpare ak HEMCs, efè lyezon idwojèn nan molekil HEC se pi evidan, ak efè absòpsyon dlo a pi fò ak ki dire lontan. Nan moman sa a, efè absòpsyon dlo tou de HEMC segondè-sibstitisyon ak HEMC ki ba-sibstitisyon pa evidan ankò. Anplis de sa, CE fòme yon "bouk fèmen" nan transpò dlo nan mikwo-zòn andedan sispansyon an siman, ak dlo a lage tou dousman pa CE ka plis reyaji dirèkteman ak patikil siman ki antoure yo. Nan 12.0 h nan idratasyon, efè CE sou pwodiksyon AFt ak AH3 nan sispansyon CSA pa t 'siyifikatif ankò.

3. Konklizyon
(1) Yo ka ankouraje idratasyon sulfoaluminate (CSA) nan 45.0 min ~ 10.0 h ak diferan dòz fibrin methyl hydroxyethyl ba (L HEMC).
(2) Hydroxyethyl cellulose (HEC), segondè substitution hydroxyethyl methyl cellulose (H HEMC), L HEMC HEMC, twa hydroxyethyl cellulose etè (CE) sa yo te retade etap disolisyon ak konvèsyon nan idratasyon siman CSA, ak ankouraje idratasyon an nan 2.0 ~ 10.0 h.
(3) Entwodiksyon methyl nan hydroxyethyl CE ka siyifikativman amelyore efè pwomosyon li sou idratasyon siman CSA nan 2.0 ~ 5.0 èdtan, ak efè pwomosyon L HEMC sou hydrasyon siman CSA pi fò pase H HEMC.
(4) Lè kontni CE a se 0.5%, kantite AFt ak AH3 ki te pwodwi pa L HEMC modifye CSA sispansyon nan hydrasyon 2.0 ak 4.0 h se pi wo a, ak efè pwomosyon idratasyon se pi enpòtan an; H HEMC ak HEC modifye CSA slurries pwodwi pi wo AFt ak AH3 kontni pase pi bon kalite lisier CSA sèlman nan 4.0 h nan hydrasyon. Nan 12.0 h hydrasyon, efè 3 CE sou pwodwi hydrasyon siman CSA yo pa t enpòtan ankò.