Perubahan Viskositas Selulosa Eter pada Plester berbahan dasar Semen

Penebalan merupakan efek modifikasi penting selulosa eter pada bahan berbasis semen. Pengaruh Kadar Selulosa Eter, Kecepatan Putar Viskometer dan Temperatur Terhadap Perubahan Viskositas Semen Modifikasi Selulosa Eterplester berbasis dipelajari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa viskositas semenplester berbasis meningkat terus menerus dengan meningkatnya kandungan selulosa eter, dan viskositas larutan selulosa eter dan semenplester berbasis memiliki “efek superposisi komposit”; pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis lebih rendah dibandingkan semen murniplester berbasis, dan viskositas Semakin rendah kecepatan putaran instrumen, atau semakin rendah viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis, atau semakin rendah kandungan selulosa eter, semakin jelas terlihat pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis; Dengan efek gabungan hidrasi, viskositas semen selulosa eter diubahplester berbasis akan bertambah atau berkurang. Berbagai jenis selulosa eter memiliki perubahan viskositas semen yang dimodifikasi secara berbedaplester berbasis.

Kata kunci: selulosa eter; semenplester berbasis; viskositas

0、Kata pengantar

Selulosa eter sering digunakan sebagai bahan penahan air dan pengental bahan berbahan dasar semen. Menurut substituen yang berbeda, selulosa eter yang digunakan dalam bahan berbahan dasar semen umumnya meliputi metil selulosa (MC), hidroksietil selulosa (HEC), hidroksietil metil selulosa Eter (Hydroxyethyl metil selulosa, HEMC) dan hidroksipropil metil selulosa (Hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), di antaranya HPMC dan HEMC yang paling umum digunakan.

Penebalan merupakan efek modifikasi penting selulosa eter pada bahan berbasis semen. Selulosa eter dapat memberikan mortar basah dengan viskositas yang sangat baik, secara signifikan meningkatkan kemampuan ikatan antara mortar basah dan lapisan dasar, dan meningkatkan kinerja anti-melorot pada mortar. Hal ini juga dapat meningkatkan homogenitas dan kemampuan anti-dispersi bahan berbasis semen yang baru dicampur, dan mencegah delaminasi, segregasi dan pendarahan pada mortar dan beton.

Efek pengentalan selulosa eter pada bahan berbahan dasar semen dapat dievaluasi secara kuantitatif dengan model reologi bahan berbahan dasar semen. Bahan berbahan dasar semen biasanya dianggap sebagai fluida Bingham, yaitu bila tegangan geser yang diterapkan r lebih kecil dari tegangan luluh r0, bahan tersebut tetap pada bentuk aslinya dan tidak mengalir; bila tegangan geser r melebihi tegangan luluh r0, benda mengalami deformasi aliran, dan tegangan geser Tegangan r mempunyai hubungan linier dengan laju regangan y, yaitu r=r0+f·y, dimana f adalah viskositas plastik. Selulosa eter umumnya meningkatkan tegangan luluh dan viskositas plastik bahan berbahan dasar semen, namun, dosis yang lebih rendah menyebabkan tegangan luluh dan viskositas plastik yang lebih rendah, terutama karena efek selulosa eter yang menahan udara. Penelitian Patural menunjukkan bahwa berat molekul selulosa eter meningkat, tegangan luluh semenplester berbasis berkurang dan konsistensinya meningkat.

Viskositas semenplester berbasis merupakan indeks penting untuk mengevaluasi efek pengentalan selulosa eter pada bahan berbasis semen. Beberapa literatur telah mengeksplorasi hukum perubahan viskositas larutan selulosa eter, namun masih kurangnya penelitian yang relevan mengenai pengaruh selulosa eter terhadap perubahan viskositas semen.plester berbasis. Pada saat yang sama, menurut jenis substituen yang berbeda, terdapat banyak jenis selulosa eter. Dampak berbagai jenis dan viskositas eter selulosa terhadap perubahan semenplester berbasis viskositas juga merupakan masalah yang sangat memprihatinkan dalam penggunaan eter selulosa. Pekerjaan ini menggunakan viskometer rotasi untuk mempelajari perubahan viskositas bubur semen termodifikasi selulosa eter dari berbagai jenis dan viskositas pada rasio abu poli, kecepatan rotasi, dan suhu yang berbeda.

1. Eksperimen

1.1 Bahan mentah

(1) Selulosa eter. Dipilih enam jenis selulosa eter yang biasa digunakan di negara saya, antara lain 1 jenis MC, 1 jenis HEC, 2 jenis HPMC, dan 2 jenis HEMC, di antaranya viskositas 2 jenis HPMC dan 2 jenis HEMC jelas terlihat. berbeda. Viskositas selulosa eter diuji dengan viskometer rotasi NDJ-1B (Shanghai Changji Company), konsentrasi larutan uji 1,0% atau 2,0%, suhu 20°C, dan kecepatan putarannya 12r/menit.

(2) Semen. Semen Portland biasa yang diproduksi oleh Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. memiliki spesifikasi P·HAI 42.5 (GB 175-2007).

1.2 Metode pengukuran viskositas larutan selulosa eter

Ambil sampel selulosa eter dengan kualitas yang ditentukan dan tambahkan ke dalam gelas kimia 250mL, kemudian tambahkan 250g air panas pada suhu sekitar 90°C; aduk rata dengan batang kaca agar selulosa eter membentuk sistem dispersi seragam dalam air panas, dan pada saat yang sama letakkan gelas kimia di udara dingin. Ketika larutan mulai menghasilkan viskositas dan tidak mengendap lagi, segera hentikan pengadukan; Ketika larutan didinginkan di udara hingga warnanya seragam, masukkan gelas kimia ke dalam penangas air bersuhu konstan, dan pertahankan suhu pada suhu yang ditentukan. Kesalahannya adalah± 0,1°C; setelah 2 jam (dihitung dari waktu kontak selulosa eter dengan air panas), ukur suhu pusat larutan dengan termometer. Produksi) rotor dimasukkan ke dalam larutan sampai kedalaman yang ditentukan, setelah didiamkan selama 5 menit, diukur viskositasnya.

1.3 Pengukuran viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis

Sebelum percobaan, simpan semua bahan mentah pada suhu yang ditentukan, timbang massa selulosa eter dan semen yang ditentukan, aduk rata, dan tambahkan air keran pada suhu yang ditentukan ke dalam gelas kimia 250mL dengan perbandingan air-semen 0,65; kemudian tambahkan bubuk kering ke dalam gelas kimia dan tunggu selama 3 menit Aduk rata dengan batang kaca sebanyak 300 kali, masukkan rotor viskometer rotasi (tipe NDJ-1B, produksi Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) ke dalam gelas kimia larutan sampai kedalaman tertentu, dan ukur viskositasnya setelah didiamkan selama 2 menit. Untuk menghindari pengaruh panas hidrasi semen terhadap uji viskositas semenplester berbasis sebanyak mungkin, viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis harus diuji pada saat semen terkena air selama 5 menit.

2. Hasil dan analisis

2.1 Pengaruh kandungan selulosa eter

Jumlah selulosa eter di sini mengacu pada rasio massa selulosa eter terhadap semen, yaitu rasio poliash. Dari pengaruh P2, E2 dan H1 tiga macam selulosa eter terhadap perubahan viskositas semenplester berbasis pada dosis yang berbeda (0,1%, 0,3%, 0,6% dan 0,9%), terlihat bahwa setelah penambahan selulosa eter, viskositas semenplester berbasis Viskositas meningkat; dengan meningkatnya jumlah selulosa eter, viskositas semenplester berbasis meningkat terus menerus, dan kisaran kenaikan viskositas semenplester berbasis juga menjadi lebih besar.

Ketika rasio air-semen adalah 0,65 dan kandungan selulosa eter adalah 0,6%, dengan mempertimbangkan air yang dikonsumsi pada hidrasi awal semen, konsentrasi selulosa eter relatif terhadap air adalah sekitar 1%. Ketika konsentrasinya 1%, larutan berair P2, E2 dan H1 Viskositasnya adalah 4990mPa·S, 5070mPa·S dan 5250mPa·s masing-masing; bila perbandingan air-semen 0,65, viskositas semen murniplester berbasis adalah 836 mPa·S. Namun viskositas bubur semen termodifikasi tiga selulosa eter P2, E2 dan H1 adalah 13800mPa·S, 12900mPa·S dan 12700mPa·s masing-masing. Jelas sekali, viskositas semen yang dimodifikasi selulosa eterplester berbasis bukan viskositas larutan selulosa eter dan penambahan sederhana viskositas semen murniplester berbasis secara signifikan lebih besar dari jumlah kedua viskositas, yaitu viskositas larutan selulosa eter dan viskositas semenplester berbasis memiliki “efek superposisi komposit”. Viskositas larutan selulosa eter berasal dari hidrofilisitas yang kuat dari gugus hidroksil dan ikatan eter dalam molekul selulosa eter serta struktur jaringan tiga dimensi yang dibentuk oleh molekul selulosa eter dalam larutan; viskositas semen murniplester berbasis berasal dari jaringan yang terbentuk antara struktur produk hidrasi semen. Karena produk hidrasi polimer dan semen sering membentuk struktur jaringan yang saling menembus, dalam semen yang dimodifikasi selulosa eterplester berbasis, struktur jaringan tiga dimensi selulosa eter dan struktur jaringan produk hidrasi semen saling terkait, dan molekul selulosa eter Adsorpsi dengan produk hidrasi semen bersama-sama menghasilkan “efek superposisi komposit”, yang secara signifikan meningkatkan viskositas semen secara keseluruhanplester berbasis; karena satu molekul selulosa eter dapat menjalin dengan banyak molekul selulosa eter dan produk hidrasi semen, Oleh karena itu, dengan peningkatan kandungan selulosa eter, kepadatan struktur jaringan meningkat lebih dari peningkatan molekul selulosa eter, dan viskositas semenplester berbasis meningkat terus menerus; selain itu, hidrasi semen yang cepat perlu mereaksikan sebagian air. , yang setara dengan peningkatan konsentrasi selulosa eter, yang juga menjadi penyebab peningkatan viskositas semen secara signifikanplester berbasis.

Sejak selulosa eter dan semenplester berbasis memiliki “efek superposisi komposit” dalam viskositas, pada kondisi kandungan selulosa eter dan rasio air-semen yang sama, viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis dengan perbedaan yang nyata pada konsentrasi 2% Perbedaan viskositasnya tidak besar, misalnya viskositas P2 dan E2 adalah 48000mPa·s dan 36700mPa·s masing-masing dalam larutan berair dengan konsentrasi 2%. S, perbedaannya tidak jelas; viskositas E1 dan E2 dalam larutan air 2% adalah 12300mPa·S dan 36700mPa·s masing-masing, perbedaannya sangat besar, tetapi viskositas pasta semen yang dimodifikasi adalah 9800mPa·S dan 12900mPa masing-masing·S, perbedaannya telah sangat berkurang, jadi ketika memilih selulosa eter di bidang teknik, tidak perlu mengejar viskositas selulosa eter yang terlalu tinggi. Selain itu, dalam aplikasi teknik praktis, konsentrasi selulosa eter relatif terhadap air biasanya relatif rendah. Misalnya, pada mortar plesteran biasa, rasio air-semen biasanya sekitar 0,65, dan kandungan selulosa eter adalah 0,2% hingga 0,6%. Konsentrasi air antara 0,3% dan 1%.

Dari hasil pengujian juga terlihat bahwa jenis selulosa eter yang berbeda mempunyai pengaruh yang berbeda pula terhadap viskositas semenplester berbasis. Ketika konsentrasinya 1%, viskositas larutan berair tiga jenis selulosa eter P2, E2 dan H1 adalah 4990mPa·s, 5070mPa·S dan 5250mPa·S masing-masing, viskositas larutan H1 adalah yang tertinggi, tetapi viskositas tiga jenis selulosa eter P2, E2 dan H1. Viskositas bubur semen termodifikasi eter adalah 13800mPa·S, 12900mPa·S dan 12700mPa·S masing-masing, dan viskositas bubur semen termodifikasi H1 adalah yang paling rendah. Hal ini karena selulosa eter biasanya mempunyai efek menunda hidrasi semen. Di antara ketiga jenis selulosa eter, HEC, HPMC dan HEMC, HEC memiliki kemampuan paling kuat dalam menunda hidrasi semen. Oleh karena itu, pada semen yang dimodifikasi H1plester berbasis, karena hidrasi semen yang lebih lambat, struktur jaringan produk hidrasi semen berkembang lebih lambat, dan viskositasnya paling rendah.

2.2 Pengaruh laju rotasi

Dari pengaruh kecepatan putaran viskometer terhadap kekentalan semen murniplester berbasis dan semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis, terlihat bahwa dengan meningkatnya kecepatan putaran maka viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis dan semen murniplester berbasis menurun ke tingkat yang berbeda-beda , yaitu, semuanya memiliki sifat penipisan geser dan termasuk dalam cairan pseudoplastik. Semakin kecil laju putaran maka semakin besar pula penurunan viskositas seluruh semenplester berbasis dengan kecepatan putaran, yaitu semakin jelas pseudoplastisitas semen tersebutplester berbasis. Dengan meningkatnya kecepatan putaran maka kurva viskositas semen semakin menurunplester berbasis secara bertahap menjadi lebih datar, dan pseudoplastisitasnya melemah. Dibandingkan dengan semen murniplester berbasis, pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis lebih lemah, artinya penggabungan selulosa eter mengurangi pseudoplastisitas semenplester berbasis.

Dari pengaruh kecepatan putaran terhadap kekentalan semenplester berbasis pada jenis dan viskositas selulosa eter yang berbeda, dapat diketahui bahwa semenplester berbasis dimodifikasi dengan selulosa eter yang berbeda memiliki kekuatan pseudoplastik yang berbeda, dan semakin kecil viskositas selulosa eter maka semakin tinggi viskositas semen yang dimodifikasiplester berbasis. Semakin jelas pseudoplastisitas semen tersebutplester berbasis adalah; pseudoplastisitas semen yang dimodifikasiplester berbasis tidak memiliki perbedaan nyata dengan berbagai jenis selulosa eter dengan viskositas serupa. Dari P2, E2 dan H1 tiga jenis semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis pada dosis yang berbeda (0,1%, 0,3%, 0,6% dan 0,9%), dapat diketahui pengaruh kecepatan putaran terhadap viskositas, P2, E2 dan H1 ketiga jenis serat. Bubur semen yang dimodifikasi dengan eter biasa mempunyai hasil pengujian yang sama : bila jumlah selulosa eter berbeda, pseudoplastisitasnya berbeda. Semakin kecil jumlah selulosa eter maka semakin kuat pseudoplastisitas semen termodifikasiplester berbasis.

Setelah semen bersentuhan dengan air, partikel semen di permukaan terhidrasi dengan cepat, dan produk hidrasi (terutama gel CSH) membentuk struktur aglomerasi. Ketika ada gaya geser terarah dalam larutan, struktur aglomerasi akan terbuka, sehingga sepanjang arah gaya geser Hambatan aliran terarah berkurang, sehingga menunjukkan sifat penipisan geser. Selulosa eter adalah sejenis makromolekul dengan struktur asimetris. Ketika larutan diam, molekul selulosa eter dapat memiliki orientasi yang berbeda-beda. Ketika ada gaya geser terarah dalam larutan, maka rantai panjang molekul akan berputar dan berjalan mengikuti. Arah gaya geser berkurang, mengakibatkan penurunan hambatan aliran, dan juga menunjukkan sifat penipisan geser. Dibandingkan dengan produk hidrasi semen, molekul selulosa eter lebih fleksibel dan memiliki kapasitas penyangga tertentu terhadap gaya geser. Oleh karena itu, bandingkan dengan semen murniplester berbasis, pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis lebih lemah, dan, dengan meningkatnya viskositas atau kandungan selulosa eter, efek buffering molekul selulosa eter pada gaya geser menjadi lebih jelas. Plastisitas menjadi lemah.

2.3 Pengaruh suhu

Dari pengaruh perubahan suhu (20°C, 27°C dan 35°C) pada viskositas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasisTerlihat bahwa bila kandungan selulosa eter 0,6% maka seiring dengan kenaikan suhu maka semen murniplester berbasis dan M1 Viskositas semen modifikasiplester berbasis meningkat, dan viskositas semen termodifikasi selulosa eter lainnyaplester berbasis mengalami penurunan, namun penurunannya tidak besar, dan viskositas semen modifikasi H1plester berbasis paling menurun. Sejauh semen modifikasi E2plester berbasis yang bersangkutan, ketika rasio poliash adalah 0,6%, viskositas semenplester berbasis menurun dengan meningkatnya suhu, dan ketika rasio poliash 0,3%, viskositas semenplester berbasis meningkat seiring dengan kenaikan suhu.

Secara umum, karena penurunan gaya interaksi antarmolekul, viskositas fluida akan menurun seiring dengan meningkatnya suhu, seperti halnya larutan selulosa eter. Namun seiring dengan meningkatnya suhu dan bertambahnya waktu kontak antara semen dan air, maka kecepatan hidrasi semen akan meningkat secara signifikan, dan derajat hidrasi akan meningkat, sehingga viskositas semen murniplester berbasis malah akan meningkat.

Dalam semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis, selulosa eter akan teradsorpsi pada permukaan produk hidrasi semen, sehingga menghambat hidrasi semen, namun jenis dan jumlah eter selulosa yang berbeda memiliki kemampuan yang berbeda untuk menghambat hidrasi semen, MC (seperti M1) memiliki kemampuan yang lemah untuk menghambat hidrasi semen, dan seiring meningkatnya suhu, laju hidrasi semenplester berbasis masih lebih cepat, sehingga seiring dengan peningkatan suhu, viskositas Umumnya meningkat; HEC, HPMC dan HEMC secara signifikan dapat menghambat hidrasi semen, seiring dengan meningkatnya suhu, laju hidrasi semenplester berbasis lebih lambat, sehingga dengan meningkatnya suhu, semen yang dimodifikasi HEC, HPMC dan HEMC Viskositasnyaplester berbasis (rasio poliash 0,6%) umumnya berkurang, dan karena kemampuan HEC untuk menunda hidrasi semen lebih besar dibandingkan HPMC dan HEMC, perubahan selulosa eter dalam perubahan suhu (20°C, 27°C dan 35°C) Viskositas semen modifikasi H1plester berbasis mengalami penurunan paling besar seiring dengan kenaikan suhu. Namun hidrasi semen tetap ada pada suhu yang lebih tinggi, sehingga derajat reduksi semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis dengan kenaikan suhu tidak terlihat jelas. Sejauh semen modifikasi E2plester berbasis Yang menjadi perhatian, ketika dosisnya tinggi (rasio abu 0,6%), efek penghambatan hidrasi semen terlihat jelas, dan viskositas menurun seiring dengan meningkatnya suhu; ketika dosisnya rendah (rasio abu 0,3%) ), efek penghambatan hidrasi semen tidak terlihat jelas, dan viskositas meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.

3. Kesimpulan

(1) Dengan meningkatnya kandungan selulosa eter secara terus menerus, viskositas dan laju viskositas semen meningkatplester berbasis terus meningkat. Struktur jaringan molekul selulosa eter dan struktur jaringan produk hidrasi semen saling terkait, dan hidrasi awal semen secara tidak langsung meningkatkan konsentrasi selulosa eter, sehingga viskositas larutan selulosa eter dan semenplester berbasis memiliki “efek superposisi komposit”, yaitu selulosa eter Viskositas semen yang dimodifikasiplester berbasis jauh lebih besar dari jumlah viskositasnya masing-masing. Dibandingkan dengan bubur semen termodifikasi HPMC dan HEMC, bubur semen termodifikasi HEC memiliki nilai uji viskositas yang lebih rendah karena perkembangan hidrasi yang lebih lambat.

(2) Kedua semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis dan semen murniplester berbasis memiliki sifat penipisan geser atau pseudoplastisitas; pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis lebih rendah dibandingkan semen murniplester berbasis; semakin rendah laju putaran, atau selulosa Semakin rendah viskositas semen termodifikasi eterplester berbasis, atau semakin rendah kandungan selulosa eter, semakin jelas terlihat pseudoplastisitas semen termodifikasi selulosa eterplester berbasis.

(3) Dengan meningkatnya suhu, kecepatan dan derajat hidrasi semen meningkat, sehingga viskositas semen murniplester berbasis meningkat secara bertahap. Karena jenis dan jumlah eter selulosa yang berbeda memiliki kemampuan yang berbeda untuk menghambat hidrasi semen, viskositas pasta semen yang dimodifikasi bervariasi menurut suhu.