Cellulóz -éter a korai ettringit morfológiájáról

A hidroxi -etil -metil -cellulóz -éter és a metil -cellulóz -éter hatását az ettringit morfológiájára a korai cement iszapban vizsgáltuk pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM). Az eredmények azt mutatják, hogy az ettringit kristályok hosszúságát átmérőjű aránya hidroxi-etil-metil-cellulóz-éterrel módosított iszapban kisebb, mint a szokásos iszapban, és az ettringit kristályok morfológiája rövid rúdszerű. Az ettringit kristályok hosszú átmérőjű aránya metil-cellulóz-éterrel módosított iszapban nagyobb, mint a szokásos iszapban, és az ettringit kristályok morfológiája a tű-rod. Az ettringit kristályok szokásos cement -iszapokban egy oldalarányban vannak valahol a kettő között. A fenti kísérleti vizsgálat során tovább világos, hogy a kétféle cellulóz -éter molekulatömegének különbsége a legfontosabb tényező, amely befolyásolja az ettringit morfológiáját.

Kulcsszavak:Ettringite; Hossza-átmérő arány; Metil -cellulóz -éter; Hidroxi -etil -metil -cellulóz -éter; morfológia

Az Ettringite, mint kissé kibővített hidratációs termék, jelentős hatással van a cementbeton teljesítményére, és mindig is a cement alapú anyagok kutatási hotspotja volt. Az Ettringite egyfajta trisulfid típusú kalcium -aluminát -hidrát, kémiai képlete [CA3AL (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O, vagy 3CAO · Al2O3 · 3CASO4 · 32H2O, gyakran AFT -ként, gyakran AFT -ként írható, gyakran apát. - A portland cementrendszerben az ettringitet elsősorban a gipsz aluminát vagy vas aluminát ásványi anyagokkal való reakciója képezi, amely a hidratáció és a cement korai erősségének késleltetésének szerepét játszik. Az ettringit képződését és morfológiáját számos tényező befolyásolja, mint például a hőmérséklet, a pH -érték és az ionkoncentráció. Már 1976 -ban Metha et al. A pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálatot használták az AFT morfológiai tulajdonságainak tanulmányozására, és megállapították, hogy az ilyen enyhén kibővített hidratációs termékek morfológiája kissé különbözik, ha a növekedési tér elég nagy volt, és amikor a hely korlátozott volt. Az előbbi többnyire karcsú, tűs-rovar alakú gömbök voltak, míg az utóbbi többnyire rövid rúd alakú prizma volt. Yang Wenyan kutatásai szerint a hátsó formák eltérőek voltak a különböző kikeményedési környezetben. A nedves környezetek késleltetik az AFT generációját a tágulást adalékolt betonban, és növelik a beton duzzanat és repedés lehetőségét. A különböző környezetek nemcsak a hátsó képződését és mikroszerkezetét befolyásolják, hanem annak térfogati stabilitását is. Chen Huxing et al. megállapította, hogy a hátsó hosszú távú stabilitása csökkent a C3a-tartalom növekedésével. Clark és Monteiro et al. megállapította, hogy a környezeti nyomás növekedésével az AFT kristályszerkezet a rendről rendellenességre változott. Balonis és Glasser áttekintették az AFM és az AFT sűrűségváltozásait. Renaudin et al. Megvizsgálta az AFT szerkezeti változásait az oldatba merítés előtt és után, valamint a Raman spektrumban lévő AFT szerkezeti paramétereit. Kunther et al. Megvizsgálta a CSH gél kalcium-szilikon aránya és a szulfát-ion közötti kölcsönhatás hatását az AFT kristályosodási nyomás NMR által. Ugyanakkor, az AFT cement alapú anyagokban történő alkalmazása alapján, Wenk et al. Vizsgálta a betonszakasz hátsó kristály orientációját kemény szinkrotron sugárzás röntgendiffrakciós befejező technológiáján keresztül. Felfedezték a hátsó képződést vegyes cementben és az ettringite kutatási hotspotját. A késleltetett ettringit reakció alapján néhány tudós sok kutatást végzett a hátsó fázis okáról.

Az ettringit képződése által okozott térfogat-bővítés néha kedvező, és a magnézium-oxid-bővítőszerhez hasonló „bővítésként” szolgálhat a cement alapú anyagok térfogat-stabilitásának fenntartása érdekében. A polimer emulzió és az újracsomagolható emulziós por hozzáadása megváltoztatja a cement alapú anyagok makroszkopikus tulajdonságait, mivel ezek jelentős hatással vannak a cement alapú anyagok mikroszerkezetére. Azonban a rediszperzibilis emulziós porral ellentétben, amely elsősorban a megkeményedett habarcs kötési tulajdonságát javítja, a vízben oldódó polimer cellulóz-éter (CE) adja az újonnan kevert habarcs jó víztartását és vastagodási hatását, ezáltal javítva a munkateljesítményt. A nemionos Ce-t általában használják, beleértve a metil-cellulóz (MC), a hidroxi-etil-cellulóz (HEC), a hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC),hidroxi -etil -metil -cellulóz (HEMC)stb., És a CE szerepet játszik az újonnan vegyes habarcsban, de befolyásolja a cement iszap hidratációs folyamatát is. A tanulmányok kimutatták, hogy a HEMC megváltoztatja a hidratációs termékként előállított AFT mennyiségét. Ugyanakkor egyetlen tanulmány sem szisztematikusan összehasonlította a CE hatását az AFT mikroszkópos morfológiájára, tehát ez a cikk feltárja a HEMC és az MC hatását az Ettringham mikroszkopikus morfológiájára a korai (1 napos) cement-iszapon keresztül a képanalízisen keresztül, és összehasonlítás.

1. Kísérlet

1.1 nyersanyagok

A kísérletben az Anhui Conch Cement Co., Ltd, az Anhui Conch Cement Co., az Anhui Conch Cement Co. által gyártott Portland cementet választottuk. A két cellulóz -éter a hidroxi -etil -metil -cellulóz (HEMC) és a metil -cellulóz (metil -cellulóz, Sanghaj Sinopath csoport). MC); A keverő víz csapvíz.

1.2 Kísérleti módszerek

A cementpaszta minta víz-cement aránya 0,4 volt (a víz tömeg és a cement aránya), és a cellulóz-éter tartalma a cement tömegének 1% -a volt. A minta elkészítését a GB1346-2011 szerint végeztük „Vízfogyasztási módszer, az idő meghatározása és a cement standard konzisztencia stabilitása”. A minta kialakítása után a műanyag fóliát a penész felületére kapszuláztuk, hogy megakadályozzuk a felszíni víz elpárologtatását és karbonizációját, és a mintát egy (20 ± 2) ℃ hőmérsékletű kanyargós helyiségbe helyeztük, és (60 ± 5 relatív páratartalommal (60 ± 5). ) %. Egy nap elteltével a penész eltávolításra került, és a mintát megszakítottuk, majd egy kis mintát vettünk a középső részről, és vízmentes etanolba áztattuk a hidratáció megszüntetése érdekében, és a mintát a vizsgálat előtt kiszállítottuk és szárítottuk. A szárított mintákat vezetőképes, kétoldalas ragasztóval ragasztottuk a mintaasztalhoz, és a Cressington 108auto automatikus ion porlasztó műszeresen egy aranyfilmréteget permeteztek a felszínre. A porlasztási áram 20 mA volt, a porlasztási idő 60 s volt. A FEI QuantAFEG 650 környezeti pásztázó elektronmikroszkópot (ESEM) használtuk a hátsó részben a hátsó rész morfológiai tulajdonságainak megfigyelésére. A nagy vákuum szekunder elektron üzemmódot használtuk a hátsó rész megfigyelésére. A gyorsulási feszültség 15 kV volt, a sugár folt átmérője 3,0 nm volt, és a működési távolságot körülbelül 10 mm -en szabályoztuk.

2. Eredmények és megbeszélés

Az ettringit SEM képei megkeményedett HEMC-módosított cement iszapban azt mutatták, hogy a rétegelt Ca (OH) 2 (CH) orientációs növekedése nyilvánvaló volt, és az AFT a rövid rúdszerű hátsó rész szabálytalan felhalmozódását mutatta, és néhány rövid rúdszerű hátulját lefedték. A HEMC membránszerkezetével. Zhang Dongfang et al. Ezenkívül rövid rúdszerű hátsó részben is találtak, amikor megfigyelték a HEMC módosított cement iszap mikroszerkezet-változásait az ESEM-en keresztül. Úgy vélték, hogy a szokásos cement-iszapok gyorsan reagáltak a víz találkozása után, így a hátsó kristály karcsú volt, és a hidratációs életkor meghosszabbítása a hossz-átmérő arány folyamatos növekedéséhez vezetett. A HEMC azonban növelte az oldat viszkozitását, csökkentette az oldatban lévő ionok kötődési sebességét, és késleltette a víz érkezését a klinker-részecskék felületére, így a hátsó hossza-átmérő aránya gyenge trendben nőtt, és morfológiai tulajdonságai azt mutatták Rövid rúdszerű forma. Összehasonlítva az azonos korú szokásos cement iszapok hátsó részével, ezt az elméletet részben ellenőrizték, de nem alkalmazható a hátsó morfológiai változásainak magyarázatára az MC módosított cement iszapban. Az ettridit SEM-képei az 1 napos edzett MC-vel módosított cement-iszapban szintén kimutatták a rétegelt Ca (OH) 2 orientált növekedését, néhány hátsó felületet az MC filmszerkezete is borított, és az AFT a klaszter növekedésének morfológiai tulajdonságait mutatta. Összehasonlításképpen, az AFT kristály MC-vel módosított cement-iszapban nagyobb hosszúságú átmérőjű és karcsúbb morfológiával rendelkezik, amely tipikus acikuláris morfológiát mutat.

Mind a HEMC, mind az MC késleltette a cement korai hidratációs folyamatát és növelte az oldat viszkozitását, de az általuk okozott hátsó morfológiai tulajdonságok különbségei továbbra is szignifikánsak voltak. A fenti jelenségeket tovább lehet fejleszteni a cellulóz -éter és az AFT kristályszerkezet molekuláris szerkezetének szempontjából. Renaudin et al. Az előkészített lúgos oldatban a szintetizált hátsó rész áztatta, hogy „nedves hátra” legyen, és részben eltávolítsák, és szárították a telített CaCl2 oldat felületén (35% relatív páratartalom), hogy „száraz hátra” legyen. A Raman spektroszkópiával és a röntgenpor diffrakciójával végzett szerkezeti finomítási vizsgálat után azt találták, hogy a két szerkezet között nincs különbség, csak a szárítási folyamatban megváltozott sejtek kristályképződésének iránya, azaz a környezeti folyamat során. Váltson „nedves” -ről „szárazra”, az AFT kristályok képződött sejteket a fokozatosan megnövekedett normál irányban. A hátsó kristályok a C normál irány mentén egyre kevesebbek lettek. A háromdimenziós tér legalapvetőbb egysége egy normál vonalból, B normál vonalból és C normál vonalból áll, amelyek egymásra merőlegesek. Abban az esetben, ha a B normálokat rögzítették, az AFT kristályok egy normál mentén csoportosultak, ami megnövekedett sejtkeresztmetszetet eredményez az AB normál síkjában. Tehát, ha a HEMC több vizet „tárol”, mint az MC, akkor egy „száraz” környezet előfordulhat egy lokalizált területen, ösztönözve az oldalsó aggregációt és a hátsó kristályok növekedését. Patural et al. Megállapította, hogy maga a CE esetében minél magasabb a polimerizáció (vagy minél nagyobb a molekulatömeg), annál nagyobb a CE viszkozitása és annál jobb a víztartási teljesítmény. A HEMC és az MCS molekuláris szerkezete alátámasztja ezt a hipotézist, a hidroxi -etilcsoportnál sokkal nagyobb molekulatömegű, mint a hidrogéncsoport.

Általában a hátsó kristályok csak akkor alakulnak ki és csapódnak ki, ha a releváns ionok bizonyos telítettséget érnek el a megoldási rendszerben. Ezért az olyan tényezők, mint az ionkoncentráció, a hőmérséklet, a pH -érték és a képződési tér a reakcióoldatban, jelentősen befolyásolhatják a hátsó kristályok morfológiáját, és a mesterséges szintézis körülmények változásai megváltoztathatják a hátsó kristályok morfológiáját. Ezért a hátsó kristályok arányát a kettő között a szokásos cement -iszapban a vízfogyasztás egyetlen tényezője okozhatja a cement korai hidratálásában. A HEMC és az MC által okozott AFT kristály morfológiájának különbségének azonban elsősorban a speciális vízmegtartási mechanizmusuknak kell lennie. A HEMC -k és az MC -k „zárt hurkot” hoznak létre a vízszállításról a friss cement iszap mikrozonján, lehetővé téve egy „rövid időszakot”, amelyben a víz „könnyen bejuthat és nehéz kijutni”. Ebben az időszakban azonban a mikrozonban és annak közelében lévő folyékony fázisú környezet szintén megváltozik. Az olyan tényezők, mint az ionkoncentráció, a pH stb., A növekedési környezet megváltozása tovább tükröződik a hátsó kristályok morfológiai jellemzőiben. Ez a vízszállítás „zárt hurok” hasonló a Pourchez et al. A HPMC szerepet játszik a víz visszatartásában.

3. Következtetés

(1) A hidroxi -etil -metil -cellulóz -éter (HEMC) és a metil -cellulóz -éter (MC) hozzáadása szignifikánsan megváltoztathatja az ettringit morfológiáját a korai (1 napos) rendes cement iszapban.

(2) Az ettringit kristály hossza és átmérője a HEMC módosított cement iszapban kicsi és rövid rúd alakú; Az ettringit kristályok hossza és átmérőjének aránya az MC módosított cement-iszapban nagy, azaz a tű-roda alakú. Az ettringit kristályok a szokásos cement -iszapokban egy képarányt mutatnak e kettő között.

(3) A két cellulóz -éter eltérő hatása az ettringit morfológiájára alapvetően a molekulatömeg különbségének köszönhető.