Ցելյուլոզային եթերը վաղ էտրինգիտի մորֆոլոգիայի վրա

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլ ցելյուլոզային եթերի և մեթիլցելյուլոզային եթերի ազդեցությունը էտրինգիտի մորֆոլոգիայի վրա վաղ ցեմենտի լուծույթում ուսումնասիրվել են սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակով (SEM): Արդյունքները ցույց են տալիս, որ էտրինգիտի բյուրեղների երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցությունը հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզային եթերով ձևափոխված լուծույթում ավելի փոքր է, քան սովորական ցեխի մեջ, իսկ էտրինգիտի բյուրեղների մորֆոլոգիան կարճ ձողանման է: Էտրինգիտի բյուրեղների երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցությունը մեթիլցելյուլոզային եթերով ձևափոխված ցեխի մեջ ավելի մեծ է, քան սովորական ցեխի մեջ, իսկ էտրինգիտի բյուրեղների մորֆոլոգիան ասեղաձող է: Էտրինգիտի բյուրեղները սովորական ցեմենտի ցեխերի մեջ ունեն կողմի հարաբերակցություն ինչ-որ տեղ միջև: Վերոնշյալ փորձարարական ուսումնասիրության միջոցով պարզ է դառնում, որ ցելյուլոզային եթերի երկու տեսակի մոլեկուլային քաշի տարբերությունը էտրինգիտի մորֆոլոգիայի վրա ազդող ամենակարևոր գործոնն է:

Բանալի բառեր:էտրինգիտ; Երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցությունը; Մեթիլ ցելյուլոզային եթեր; հիդրօքսիէթիլ մեթիլ ցելյուլոզային եթեր; մորֆոլոգիա

Էտրինգիտը, որպես մի փոքր ընդլայնված խոնավացնող միջոց, զգալի ազդեցություն ունի ցեմենտի բետոնի աշխատանքի վրա և միշտ եղել է ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի հետազոտման թեժ կետը: Էտրինգիտը տրիսուլֆիդային տիպի կալցիումի ալյումինատ հիդրատ է, նրա քիմիական բանաձևն է [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, կամ կարող է գրվել որպես 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, որը հաճախ կրճատվում է որպես AFt: . Պորտլենդ ցեմենտի համակարգում էտրինգիտը հիմնականում ձևավորվում է գիպսի ռեակցիայի արդյունքում ալյումինատի կամ երկաթի ալյումինատային միներալների հետ, ինչը խաղում է ցեմենտի խոնավացման և վաղ ամրության հետաձգման դերը: Էտրինգիտի ձևավորման և մորֆոլոգիայի վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, pH արժեքը և իոնների կոնցենտրացիան: Արդեն 1976 թ.-ին Մեթա և այլք. օգտագործեց սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը AFt-ի մորֆոլոգիական բնութագրերն ուսումնասիրելու համար և պարզեց, որ նման փոքր-ինչ ընդլայնված հիդրացիոն արտադրանքի ձևաբանությունը փոքր-ինչ տարբերվում էր, երբ աճի տարածքը բավականաչափ մեծ էր և երբ տարածությունը սահմանափակ էր: Առաջինը հիմնականում բարակ ասեղաձողաձև գնդիկներ էր, իսկ երկրորդը հիմնականում կարճ ձողաձև պրիզմա էր։ Յանգ Վենյանի հետազոտությունը պարզել է, որ AFt ձևերը տարբեր են տարբեր բուժիչ միջավայրերում: Խոնավ միջավայրը կհետաձգի AFt-ի արտադրությունը ընդարձակվող բետոնի մեջ և կմեծացնի բետոնի ուռչելու և ճաքելու հավանականությունը: Տարբեր միջավայրեր ազդում են ոչ միայն AFt-ի ձևավորման և միկրոկառուցվածքի վրա, այլև դրա ծավալային կայունության վրա: Չեն Հաքսինգը և այլք: պարզվել է, որ AFt-ի երկարաժամկետ կայունությունը նվազում է C3A պարունակության ավելացման հետ: Քլարկը և Մոնտեյրոն և այլք: պարզել է, որ շրջակա միջավայրի ճնշման ավելացման հետ մեկտեղ AFt բյուրեղային կառուցվածքը կարգից փոխվել է անկարգության: Բալոնիսը և Գլասերը վերանայել են AFm-ի և AFt-ի խտության փոփոխությունները: Renaudin et al. ուսումնասիրել է AFt-ի կառուցվածքային փոփոխությունները լուծույթի մեջ ընկղմվելուց առաջ և հետո և AFt-ի կառուցվածքային պարամետրերը Raman սպեկտրում: Կունթերը և այլք։ ուսումնասիրել է CSH գել կալցիում-սիլիկոն հարաբերակցության և սուլֆատ իոնի փոխազդեցության ազդեցությունը AFt բյուրեղացման ճնշման վրա NMR-ով: Միևնույն ժամանակ, ցեմենտի վրա հիմնված նյութերում AFt-ի կիրառման հիման վրա Wenk et al. ուսումնասիրել է բետոնի հատվածի AFt բյուրեղային կողմնորոշումը կոշտ սինքրոտրոնային ճառագայթման ռենտգենյան դիֆրակցիոն հարդարման տեխնոլոգիայի միջոցով: Հետազոտվել է խառը ցեմենտի մեջ AFt-ի ձևավորումը և էտրինգիտի հետազոտական ​​թեժ կետը: Ելնելով էտրինգիտի հետաձգված ռեակցիայի վրա՝ որոշ գիտնականներ բազմաթիվ հետազոտություններ են անցկացրել AFt փուլի պատճառների վերաբերյալ:

Էտրինգիտի ձևավորման արդյունքում առաջացած ծավալի ընդլայնումը երբեմն բարենպաստ է, և այն կարող է հանդես գալ որպես մագնեզիումի օքսիդի ընդլայնման նյութի նման «ընդլայնում»՝ ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի ծավալային կայունությունը պահպանելու համար: Պոլիմերային էմուլսիայի և վերացրվող էմուլսիայի փոշու ավելացումը փոխում է ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի մակրոսկոպիկ հատկությունները ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի միկրոկառուցվածքի վրա դրանց զգալի ազդեցության պատճառով: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն վերացրվող էմուլսիայի փոշու, որը հիմնականում ուժեղացնում է կարծրացած շաղախի կապող հատկությունը, ջրում լուծվող պոլիմերային ցելյուլոզային եթերը (CE) նոր խառնած շաղախին տալիս է լավ ջրի պահպանման և խտացնող ազդեցություն՝ այդպիսով բարելավելով աշխատանքային կատարումը: Ոչ իոնային CE սովորաբար օգտագործվում է, ներառյալ մեթիլ ցելյուլոզա (MC), հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա (HEC), հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլ ցելյուլոզա (HPMC),հիդրօքսիէթիլ մեթիլ ցելյուլոզա (HEMC)և այլն, և ԵԽ-ն դեր է խաղում նոր խառնված շաղախի մեջ, բայց նաև ազդում է ցեմենտի ցեխի խոնավացման գործընթացի վրա: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ HEMC-ն փոխում է AFt-ի քանակությունը, որն արտադրվում է որպես հիդրատացիոն միջոց: Այնուամենայնիվ, ոչ մի ուսումնասիրություն համակարգված կերպով չի համեմատել CE-ի ազդեցությունը AFt-ի մանրադիտակային մորֆոլոգիայի վրա, ուստի այս փաստաթուղթը ուսումնասիրում է HEMC-ի և MC-ի ազդեցության տարբերությունը էտրինգհեմի մանրադիտակային մորֆոլոգիայի վրա վաղ (1-օրյա) ցեմենտի լուծույթում պատկերի վերլուծության և միջոցով: համեմատություն.

1. Փորձ

1.1 Հումք

Փորձարկման մեջ որպես ցեմենտ ընտրվել է P·II 52.5R պորտլանդական ցեմենտ, որը արտադրվել է Anhui Conch Cement Co., LTD-ի կողմից: Բջջանյութի երկու եթերներն են համապատասխանաբար հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզա (HEMC) և մեթիլցելյուլոզա (մեթիլցելյուլոզա, Շանհայի սինոպաթների խումբ): ԲԿ); Խառնիչ ջուրը ծորակի ջուր է:

1.2 Փորձարարական մեթոդներ

Ցեմենտ մածուկի նմուշի ջուր-ցեմենտի հարաբերակցությունը 0,4 էր (ջրի զանգվածային հարաբերակցությունը ցեմենտի), իսկ ցելյուլոզային եթերի պարունակությունը ցեմենտի զանգվածի 1%-ն էր: Նմուշի պատրաստումն իրականացվել է GB1346-2011 «Ջրի սպառման փորձարկման մեթոդի, ամրացման ժամանակի և ցեմենտի ստանդարտ հետևողականության կայունության» համաձայն: Նմուշի ձևավորումից հետո պլաստիկ թաղանթը փակցվեց կաղապարի մակերեսին, որպեսզի կանխվի մակերևութային ջրի գոլորշիացումն ու ածխաջրացումը, և նմուշը տեղադրվեց (20±2)℃ ջերմաստիճանով և (60±5 հարաբերական խոնավությամբ) բուժիչ սենյակում: ) ։ 1 օր անց կաղապարը հանվել է, և նմուշը կոտրվել է, այնուհետև մեջտեղից փոքր նմուշ է վերցվել և թաթախվել անջուր էթանոլի մեջ՝ խոնավացումը դադարեցնելու համար, իսկ նմուշը հանվել և չորացվել է նախքան փորձարկումը: Չորացրած նմուշները սոսնձվել են նմուշների սեղանին հաղորդիչ երկկողմանի սոսինձով, իսկ մակերեսի վրա ոսկե թաղանթի շերտ է ցողվել Cressington 108 ավտոմատ իոնային ցրման գործիքի միջոցով: Թրթման հոսանքը 20 մԱ էր, իսկ ցրման ժամանակը` 60 վրկ: FEI QUANTAFEG 650 շրջակա միջավայրի սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակը (ESEM) օգտագործվել է նմուշի հատվածում AFt-ի մորֆոլոգիական բնութագրերը դիտարկելու համար: Բարձր վակուումային երկրորդային էլեկտրոնային ռեժիմն օգտագործվել է AFT-ն դիտարկելու համար: Արագացման լարումը 15 կՎ էր, ճառագայթի բծի տրամագիծը՝ 3,0 նմ, աշխատանքային հեռավորությունը կառավարվում էր մոտ 10 մմ։

2. Արդյունքներ և քննարկում

Էտրինգիտի SEM պատկերները կարծրացած HEMC-ով ձևափոխված ցեմենտի ցեխի մեջ ցույց տվեցին, որ շերտավոր Ca (OH)2(CH) կողմնորոշման աճն ակնհայտ էր, և AFt-ը ցույց տվեց կարճ ձողանման AFt-ի անկանոն կուտակում, և որոշ կարճ ձողանման AFT ծածկված էր: HEMC թաղանթային կառուցվածքով: Zhang Dongfang et al. հայտնաբերվել է նաև կարճ ձողանման AFt՝ ESEM-ի միջոցով HEMC փոփոխված ցեմենտի ցեխի միկրոկառուցվածքի փոփոխությունները դիտարկելիս: Նրանք կարծում էին, որ սովորական ցեմենտի փոշին արագ արձագանքում է ջրին հանդիպելուց հետո, ուստի AFt բյուրեղը բարակ էր, և խոնավացման տարիքի երկարացումը հանգեցրեց երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցության շարունակական աճին: Այնուամենայնիվ, HEMC-ն ավելացրեց լուծույթի մածուցիկությունը, նվազեցրեց լուծույթում իոնների կապակցման արագությունը և հետաձգեց ջրի ժամանումը կլինկերի մասնիկների մակերևույթին, ուստի AFt-ի երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցությունը աճեց թույլ միտումով, և դրա մորֆոլոգիական բնութագրերը ցույց տվեցին. կարճ գավազանման ձև: Համեմատած նույն տարիքի սովորական ցեմենտի ցեխի AFt-ի հետ՝ այս տեսությունը մասնակիորեն հաստատվել է, բայց այն կիրառելի չէ բացատրելու համար AFt-ի ձևաբանական փոփոխությունները MC փոփոխված ցեմենտի ցեխի մեջ: Էտրիդիտի SEM պատկերները 1-օրյա կարծրացած MC մոդիֆիկացված ցեմենտի ցեխի մեջ ցույց տվեցին նաև շերտավոր Ca(OH)2-ի կողմնորոշված ​​աճ, որոշ AFt մակերեսներ նույնպես ծածկված էին MC-ի թաղանթային կառուցվածքով, իսկ AFt-ը ցույց տվեց կլաստերների աճի մորֆոլոգիական բնութագրերը: Այնուամենայնիվ, համեմատության համար, AFt բյուրեղը MC մոդիֆիկացված ցեմենտի ցեխի մեջ ունի ավելի մեծ երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցություն և ավելի բարակ ձևաբանություն՝ ցույց տալով տիպիկ ասեղնաձև ձևաբանություն:

Ե՛վ HEMC-ը, և՛ MC-ն հետաձգեցին ցեմենտի վաղ խոնավացման գործընթացը և բարձրացրեցին լուծույթի մածուցիկությունը, սակայն դրանց կողմից առաջացած AFt մորֆոլոգիական բնութագրերի տարբերությունները դեռևս զգալի էին: Վերոնշյալ երևույթները կարելի է ավելի մանրամասնել ցելյուլոզային եթերի և AFt բյուրեղային կառուցվածքի մոլեկուլային կառուցվածքի տեսանկյունից: Renaudin et al. սինթեզված AFt-ը թրջել են պատրաստված ալկալային լուծույթում՝ «խոնավ AFt» ստանալու համար և մասամբ հանել և չորացնել հագեցված CaCl2 լուծույթի (35% հարաբերական խոնավություն) մակերեսի վրա՝ ստանալով «չոր AFt»։ Ռամանի սպեկտրոսկոպիայի և ռենտգենյան փոշու դիֆրակցիայով կառուցվածքի ճշգրտման ուսումնասիրությունից հետո պարզվեց, որ երկու կառուցվածքների միջև տարբերություն չկա, միայն չորացման գործընթացում փոխվեց բջիջների բյուրեղների ձևավորման ուղղությունը, այսինքն՝ շրջակա միջավայրի գործընթացում։ փոխել «թացից» «չոր», AFt բյուրեղները ձևավորել են բջիջներ բնականոն ուղղությամբ աստիճանաբար ավելացել են: C նորմալ ուղղության երկայնքով AFt բյուրեղները գնալով պակասում էին: Եռաչափ տարածության ամենահիմնական միավորը կազմված է նորմալ գծից, b նորմալ գծից և c նորմալ գծից, որոնք ուղղահայաց են միմյանց: Այն դեպքում, երբ b-նորմալները ամրագրված էին, AFt բյուրեղները հավաքվում էին նորմալների երկայնքով, ինչի արդյունքում առաջանում էր ընդլայնված բջիջների խաչմերուկ ab նորմալների հարթությունում: Այսպիսով, եթե HEMC-ը «պահում է» ավելի շատ ջուր, քան MC-ն, ապա տեղայնացված տարածքում կարող է առաջանալ «չոր» միջավայր՝ խրախուսելով AFt բյուրեղների կողային ագրեգացումը և աճը: Patural et al. պարզել է, որ CE-ի համար, որքան բարձր է պոլիմերացման աստիճանը (կամ որքան մեծ է մոլեկուլային քաշը), այնքան մեծ է CE-ի մածուցիկությունը և այնքան լավ է ջրի պահպանման կատարումը: HEMCs-ի և MCS-ի մոլեկուլային կառուցվածքը հաստատում է այս վարկածը, քանի որ հիդրօքսիէթիլ խումբն ունի շատ ավելի մեծ մոլեկուլային քաշ, քան ջրածնի խումբը:

Ընդհանրապես, AFt բյուրեղները ձևավորվում և նստում են միայն այն ժամանակ, երբ համապատասխան իոնները հասնում են որոշակի հագեցվածության լուծույթի համակարգում: Հետևաբար, այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են իոնների կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը, pH արժեքը և ռեակցիայի լուծույթում ձևավորման տարածքը, կարող են էապես ազդել AFt բյուրեղների մորֆոլոգիայի վրա, իսկ արհեստական ​​սինթեզի պայմանների փոփոխությունները կարող են փոխել AFt բյուրեղների ձևաբանությունը: Հետևաբար, AFt բյուրեղների հարաբերակցությունը սովորական ցեմենտի ցեխի մեջ երկուսի միջև կարող է պայմանավորված լինել ցեմենտի վաղ խոնավացման ժամանակ ջրի սպառման մեկ գործոնով: Այնուամենայնիվ, HEMC-ի և MC-ի կողմից առաջացած AFt բյուրեղային մորֆոլոգիայի տարբերությունը հիմնականում պետք է պայմանավորված լինի նրանց հատուկ ջրի պահպանման մեխանիզմով: Hemcs-ը և MCS-ը ստեղծում են ջրի փոխադրման «փակ օղակ» թարմ ցեմենտի ցեխի միկրոգոտիում, ինչը թույլ է տալիս «կարճ ժամանակահատված», երբ ջուրը «հեշտ է ներս մտնել և դժվար է դուրս գալ»: Այնուամենայնիվ, այս ժամանակահատվածում փոխվում է նաև հեղուկ փուլային միջավայրը միկրոզոնում և մոտակայքում: Գործոններ, ինչպիսիք են իոնների կոնցենտրացիան, pH և այլն, աճի միջավայրի փոփոխությունը հետագայում արտացոլվում է AFt բյուրեղների մորֆոլոգիական բնութագրերում: Ջրային տրանսպորտի այս «փակ օղակը» նման է Պուրչեսի և այլոց կողմից նկարագրված գործողության մեխանիզմին: HPMC-ն դեր է խաղում ջրի պահպանման գործում:

3. Եզրակացություն

(1) Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզային եթերի (HEMC) և մեթիլցելյուլոզային եթերի (MC) ավելացումը կարող է զգալիորեն փոխել էտրինգիտի ձևաբանությունը վաղ (1 օր) սովորական ցեմենտի ցեխի մեջ:

(2) Էտրինգիտի բյուրեղի երկարությունը և տրամագիծը HEMC մոդիֆիկացված ցեմենտի ցեխի մեջ փոքր են և կարճ ձողաձողով: Էտրինգիտի բյուրեղների երկարության և տրամագծի հարաբերակցությունը MC ձևափոխված ցեմենտի ցեխի մեջ մեծ է, որն ունի ասեղաձող: Էտրինգիտի բյուրեղները սովորական ցեմենտի փոշիներում ունեն այս երկուսի միջև հարաբերակցությունը:

(3) Երկու ցելյուլոզային եթերների տարբեր ազդեցությունները էտրինգիտի մորֆոլոգիայի վրա հիմնականում պայմանավորված են մոլեկուլային քաշի տարբերությամբ: