Sellulóseter um formgerð snemma ettringíts

Áhrif hýdroxýetýlmetýlsellulósaeters og metýlsellulósaeters á formgerð ettringíts í sementslausn snemma voru rannsökuð með rafeindasmásjá (SEM). Niðurstöðurnar sýna að lengd-þvermálshlutfall ettringít kristalla í hýdroxýetýl metýlsellulósa eter breyttri slurry er minna en í venjulegri slurry, og formgerð ettringite kristalla er stuttur stafur-eins. Lengdar-þvermálshlutfall ettringítkristalla í metýlsellulósaeter breyttri grugglausn er stærra en í venjulegri grugglausn og formgerð ettringítkristalla er nálarstöng. Ettringít kristallarnir í venjulegum sementslausnum hafa stærðarhlutfall einhvers staðar þar á milli. Í gegnum ofangreinda tilraunarannsókn er enn frekar ljóst að munur á mólþunga tveggja tegunda sellulósaeter er mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á formgerð ettringíts.

Lykilorð:ettringít; Lengd-þvermál hlutfall; Metýl sellulósa eter; Hýdroxýetýl metýl sellulósa eter; formfræði

Ettringít, sem örlítið stækkað vökvunarvara, hefur veruleg áhrif á frammistöðu sementssteypu og hefur alltaf verið rannsóknarreitur sementsbundinna efna. Ettringít er eins konar þrísúlfíð tegund kalsíumaluminat hýdrats, efnaformúla þess er [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, eða hægt að skrifa sem 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, oft skammstafað sem AFt . Í Portland sementkerfi myndast ettringít aðallega við hvarf gifs við aluminat eða járnaluminat steinefni, sem gegnir því hlutverki að seinka vökvun og snemma styrk sements. Myndun og formgerð ettringíts hefur áhrif á marga þætti eins og hitastig, pH gildi og jónastyrk. Strax árið 1976, Metha o.fl. notaði rafeindasmásjá til að rannsaka formfræðilega eiginleika AFt og komst að því að formgerð slíkra örlítið stækkaðra vökvaafurða var aðeins öðruvísi þegar vaxtarrýmið var nógu stórt og þegar plássið var takmarkað. Sá fyrrnefndi var að mestu grannur nálarstönglaga kúlur en sá síðarnefndi að mestu stuttur stangarlaga prisma. Rannsóknir Yang Wenyan leiddi í ljós að AFt form voru mismunandi með mismunandi lækningaumhverfi. Blautt umhverfi myndi seinka AFt-myndun í þenslubættri steypu og auka möguleika á steypubólgnum og sprungum. Mismunandi umhverfi hefur ekki aðeins áhrif á myndun og örbyggingu AFt, heldur einnig rúmmálsstöðugleika þess. Chen Huxing o.fl. komist að því að langtímastöðugleiki AFt minnkaði með aukningu á C3A innihaldi. Clark og Monteiro o.fl. komst að því að með auknum umhverfisþrýstingi breyttist AFt kristalbygging úr röð í óreglu. Balonis og Glasser fóru yfir þéttleikabreytingar AFm og AFt. Renaudin o.fl. rannsakað byggingarbreytingar AFt fyrir og eftir dýfingu í lausn og byggingarbreytur AFt í Raman litrófinu. Kunther o.fl. rannsakað áhrif víxlverkunar milli CSH hlaups kalsíum-kísilhlutfalls og súlfatjónar á AFt kristöllunarþrýsting með NMR. Á sama tíma, byggt á beitingu AFt í efni sem byggt er á sementi, var Wenk o.fl. rannsakað AFt kristalstefnu á steypuhluta með harðri synchrotron geislun röntgengeislabrotsfrágangstækni. Könnuð var myndun AFt í blönduðu sementi og rannsóknarheiti ettringíts. Byggt á seinkuðum ettringítviðbrögðum hafa sumir fræðimenn framkvæmt miklar rannsóknir á orsök AFt fasa.

Rúmmálsstækkunin af völdum myndun ettringíts er stundum hagstæð og það getur virkað sem „stækkun“ svipað magnesíumoxíðþensluefni til að viðhalda rúmmálsstöðugleika sementbundinna efna. Viðbót á fjölliða fleyti og endurdreifanlegu fleytidufti breytir stórsæjum eiginleikum sementbundinna efna vegna verulegra áhrifa þeirra á örbyggingu sementbundinna efna. Hins vegar, ólíkt endurdreifanlegu fleytiduftinu sem aðallega eykur bindingareiginleika herts steypuhræra, gefur vatnsleysni fjölliða sellulósaeter (CE) nýblandaða steypuhræra góða vökvasöfnunar- og þykknunaráhrif og bætir þannig vinnuafköst. Ójónað CE er almennt notað, þar á meðal metýlsellulósa (MC), hýdroxýetýlsellulósa (HEC), hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC),hýdroxýetýl metýl sellulósa (HEMC), o.s.frv., og CE gegnir hlutverki í nýblanduðu steypuhræra en hefur einnig áhrif á vökvunarferli sementslausnar. Rannsóknir hafa sýnt að HEMC breytir magni AFt sem framleitt er sem vökvaefni. Hins vegar hafa engar rannsóknir kerfisbundið borið saman áhrif CE á smásæ formgerð AFt, þannig að þessi ritgerð kannar muninn á áhrifum HEMC og MC á smásæja formgerð ettringham í snemma (1 dags) sementslausn með myndgreiningu og samanburður.

1. Tilraun

1.1 Hráefni

P·II 52.5R Portland sement framleitt af Anhui Conch Cement Co., LTD var valið sem sement í tilrauninni. Sellulósaetherarnir tveir eru hýdroxýetýl metýlsellulósa (HEMC) og metýlsellulósa (metýlsellulósa, Shanghai Sinopath Group) í sömu röð. MC); Blöndunarvatnið er kranavatn.

1.2 Tilraunaaðferðir

Vatns-sementhlutfall sementmauksýnisins var 0,4 (massahlutfall vatns og sements) og innihald sellulósaeter var 1% af massa sements. Undirbúningur sýnisins fór fram í samræmi við GB1346-2011 „Prófunaraðferð fyrir vatnsnotkun, stillingartíma og stöðugleika sementsstaðalsamræmis“. Eftir að sýnishornið var myndað var plastfilmu hjúpuð á yfirborði mótsins til að koma í veg fyrir uppgufun yfirborðsvatns og kolsýringu, og sýnishornið var sett í herðaherbergi með hitastigi (20±2) ℃ og rakastig upp á (60±5). ) %. Eftir 1 dag var myglusveppurinn fjarlægður og sýnishornið brotið, síðan var lítið sýni tekið úr miðjunni og látið liggja í bleyti í vatnsfríu etanóli til að stöðva vökvun og sýnið var tekið út og þurrkað fyrir prófun. Þurrkuðu sýnin voru lím á sýnisborðið með leiðandi tvíhliða lími og lag af gullfilmu var úðað á yfirborðið með Cressington 108auto sjálfvirku jónasputtertæki. Sputterstraumurinn var 20 mA og sputteringstíminn var 60 s. FEI QUANTAFEG 650 umhverfisskanna rafeindasmásjá (ESEM) var notuð til að fylgjast með formfræðilegum eiginleikum AFt á sýnishlutanum. Hátæmi aukarafeindahamur var notaður til að fylgjast með AFT. Hröðunarspennan var 15 kV, þvermál geislafleksins var 3,0 nm og vinnufjarlægð var stjórnað á um 10 mm.

2. Niðurstöður og umræður

SEM myndir af ettringíti í hertu HEMC-breyttu sementsgruggi sýndu að stefnuvöxtur lagskipts Ca (OH) 2(CH) var augljós og AFt sýndi óreglulega uppsöfnun á stuttum stangarlíkum AFt og nokkur stutt stangarlík AFT var hulin. með HEMC himnu uppbyggingu. Zhang Dongfang o.fl. fann einnig stuttan stangalíkan AFt þegar fylgst var með örbyggingarbreytingum á HEMC breyttri sementslausn í gegnum ESEM. Þeir töldu að venjuleg sementslausn bregðist hratt við eftir að hafa lent í vatni, svo AFt kristal var mjótt, og lenging vökvaaldurs leiddi til stöðugrar aukningar á lengd-þvermálshlutfalli. Hins vegar jók HEMC seigju lausnarinnar, minnkaði bindishraða jóna í lausninni og seinkaði komu vatns á yfirborð klinkeragna, þannig að lengd-þvermálshlutfall AFt jókst í veikri þróun og formfræðilegir eiginleikar þess sýndu. stutt stangalík form. Samanborið við AFt í venjulegum sementsglösum á sama aldri hefur þessi kenning verið sannreynd að hluta, en hún á ekki við til að útskýra formfræðilegar breytingar á AFt í MC breyttri sementslausn. SEM myndir af ettridíti í 1-dags hertu MC breyttu sementslausn sýndu einnig stilltan vöxt lagskipts Ca(OH)2, sumir AFt yfirborð voru einnig þaknir filmu uppbyggingu MC og AFt sýndi formfræðilega eiginleika klasavaxtar. Hins vegar, til samanburðar, hefur AFt kristal í MC breyttri sementslausn stærra hlutfall lengdar og þvermáls og mjórri formgerð, sem sýnir dæmigerða nálaformgerð.

Bæði HEMC og MC seinkuðu snemma vökvunarferli sements og juku seigju lausnarinnar, en munurinn á AFt formfræðilegum eiginleikum af völdum þeirra var enn marktækur. Hægt er að útfæra ofangreind fyrirbæri frekar frá sjónarhóli sameindabyggingar sellulósaeters og AFt kristalbyggingar. Renaudin o.fl. bleyti tilbúna AFt í tilbúnu basalausninni til að fá „blaut AFt“ og fjarlægði það að hluta og þurrkaði það á yfirborði mettaðrar CaCl2 lausnar (35% rakastig) til að fá „þurrt AFt“. Eftir uppbyggingu hreinsunarrannsóknar með Raman litrófsgreiningu og röntgenduftdreifingu, kom í ljós að enginn munur var á þessum tveimur mannvirkjum, aðeins stefna kristalmyndunar frumna breyttist í þurrkunarferlinu, það er í umhverfisferlinu. breytast úr „blautum“ í „þurrt“, AFt kristallar mynduðu frumur meðfram eðlilegri stefnu smám saman aukist. AFt kristallarnir meðfram c normalstefnunni urðu sífellt minni. Grunneining þrívíddarrýmis er samsett úr venjulegri línu, b venjulegri línu og c venjulegri línu sem eru hornréttar hvor á aðra. Í því tilviki að b normalar voru fastir, hópuðust AFt kristallar meðfram normalum, sem leiddi til stækkaðs frumuþversniðs í plani ab normals. Þannig að ef HEMC „geymir“ meira vatn en MC getur „þurrt“ umhverfi átt sér stað á staðbundnu svæði, sem ýtir undir hliðarsamsöfnun og vöxt AFt kristalla. Patural o.fl. komst að því að fyrir CE sjálft, því hærra sem fjölliðunarstigið er (eða því stærri sem mólþunginn er), því meiri seigja CE og því betri er vökvasöfnun. Sameindabygging HEMC og MCS styður þessa tilgátu, þar sem hýdroxýetýlhópurinn hefur mun meiri mólmassa en vetnishópurinn.

Almennt munu AFt kristallar aðeins myndast og falla út þegar viðeigandi jónir ná ákveðinni mettun í lausnarkerfinu. Þess vegna geta þættir eins og jónastyrkur, hitastig, pH gildi og myndunarrými í hvarflausninni haft veruleg áhrif á formgerð AFt kristalla og breytingar á gervimyndunarskilyrðum geta breytt formgerð AFt kristalla. Þess vegna getur hlutfall AFt kristalla í venjulegri sementslausn milli þeirra tveggja stafað af einum þætti vatnsnotkunar í upphafi vökvunar sements. Hins vegar ætti munurinn á AFt kristalformgerð af völdum HEMC og MC aðallega að vera vegna sérstaks vökvasöfnunarbúnaðar þeirra. Hemcs og MCS búa til „lokaða lykkju“ á vatnsflutningi innan örsvæðis fersks sementslausnar, sem gerir kleift að „stutt tímabil“ þar sem vatn er „auðvelt að komast inn og erfitt að komast út“. Hins vegar, á þessu tímabili, breytist fljótandi fasa umhverfið í og ​​nálægt örsvæðinu einnig. Þættir eins og jónastyrkur, pH, osfrv., Breyting á vaxtarumhverfi endurspeglast enn frekar í formfræðilegum eiginleikum AFt kristalla. Þessi „loka lykkja“ vatnsflutninga er svipuð verkunarmáta sem lýst er af Pourchez o.fl. HPMC gegnir hlutverki í vökvasöfnun.

3. Niðurstaða

(1) Viðbót á hýdroxýetýl metýl sellulósa eter (HEMC) og metýl sellulósa eter (MC) getur verulega breytt formgerð ettringíts í byrjun (1 dag) venjulegri sementslausn.

(2) Lengd og þvermál ettringít kristals í HEMC breyttri sementslausn eru lítil og stutt stangarform; Lengd og þvermálshlutfall ettringítkristalla í MC breyttu sementslausu er stórt, sem er í lögun nálarstanga. Ettringít kristallarnir í venjulegum sementslausnum hafa stærðarhlutfall á milli þessara tveggja.

(3) Mismunandi áhrif tveggja sellulósaethera á formgerð ettringíts eru í meginatriðum vegna mismunar á mólþunga.