Áhrif sellulósaeters á vökvunarhita mismunandi sements og staks málmgrýti

áhrif sellulósaeters á vökvahita Portlandsements, súlfóaluminatsements, þríkalsíumsílíkats og þríkalsíumalúmínats á 72 klst. voru borin saman með jafnhita hitaeiningaprófi. Niðurstöðurnar sýna að sellulósaeter getur dregið verulega úr vökvunar- og hitalosunarhraða Portlandsements og tríkalsíumsílíkats og lækkunaráhrifin á vökvunar- og hitalosunarhraða tríkalsíumsílíkatsins eru mikilvægari. Áhrif sellulósaeters á að draga úr hitalosunarhraða vökvunar súlfóaluminatsements eru mjög veik, en það hefur veik áhrif á að bæta hitalosunarhraða vökvunar tríkalsíumaluminats. Sellulósaeter verður aðsogað af sumum vökvaafurðum, sem seinkar kristöllun vökvaafurða og hefur síðan áhrif á vökvunarhitalosunarhraða sements og eins málmgrýti.

Lykilorð:sellulósa eter; Sement; Stakur málmgrýti; Vökvahiti; aðsog

1. Inngangur

Sellulósaeter er mikilvægt þykkingarefni og vatnsheldur efni í þurrblönduðum steypu, sjálfþjöppandi steypu og öðrum nýjum sementbundnum efnum. Hins vegar mun sellulósaeter einnig seinka vökvun sementi, sem er til þess fallið að bæta rekstrartíma sementsbundinna efna, bæta samkvæmni steypuhræra og steypufallstíma tap, en getur einnig tafið framvindu byggingar. Einkum mun það hafa skaðleg áhrif á steypuhræra og steinsteypu sem notuð eru við lághita umhverfi. Þess vegna er mjög mikilvægt að skilja lögmál sellulósaeter um hreyfihvörf sementsvökvunar.

OU og Pourchez rannsökuðu kerfisbundið áhrif sameindabreyta eins og mólþunga sellulósaeters, tegund staðgengils eða skiptingarstigs á hreyfihvörf sementsvökvunar og drógu margar mikilvægar ályktanir: Geta hýdroxýetýlsellulósaeters (HEC) til að seinka vökvun Sement er venjulega sterkara en metýl sellulósa eter (HPMC), hýdroxýmetýl etýl sellulósa eter (HEMC) og metýl sellulósa eter (MC). Í sellulósaeternum sem inniheldur metýl, því lægra sem metýlinnihald er, því sterkari er hæfileikinn til að seinka vökvun sements; Því lægri sem mólþungi sellulósaetersins er, því sterkari er getan til að seinka vökvun sements. Þessar ályktanir veita vísindalegan grunn til að velja sellulósaeter rétt.

Fyrir mismunandi íhluti sements eru áhrif sellulósaeters á hreyfihvörf sementsvökvunar einnig mjög áhyggjuefni í verkfræði. Hins vegar eru engar rannsóknir á þessum þætti. Í þessari grein voru áhrif sellulósaeters á vökvahvörf venjulegs Portlandsements, C3S(tríkalsíumsílíkat), C3A(tríkalsíumsílíkat) og súlfóaluminatsements (SAC) rannsökuð með ísóhita hitaeiningaprófi, til að skilja frekar víxlverkunina og innri vélbúnaður milli sellulósaeter og sementsvökvunarafurða. Það veitir frekari vísindalegan grunn fyrir skynsamlega notkun sellulósaeters í efni sem byggir á sementi og veitir einnig rannsóknargrundvöll fyrir samspil annarra íblöndunarefna og sementsvökvunarvara.

2. Próf

2.1 Hráefni

(1) venjulegt Portland sement (P·0). Framleitt af Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., forskriftin er P· 042.5 (GB 175-2007), ákvörðuð af bylgjulengdardreifingargerð röntgenflúrljómunarrófsmælis (AXIOS advanced, PANalytical Co., LTD.). Samkvæmt greiningu á JADE 5.0 hugbúnaði, auk sementklinker steinefna C3S, C2s, C3A, C4AF og gifs, innihalda sementhráefni einnig kalsíumkarbónat.

(2) súlfóaluminatsement (SAC). Hraða harða súlfóaluminat sementið framleitt af Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. er R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Helstu hópar þess eru kalsíumsúlfóaluminat og tvíkalsíumsílíkat.

(3) þríkalsíumsílíkat (C3S). Ýttu á Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 og H2O við 3:1:0,08: Massahlutfallinu 10 var blandað jafnt og pressað undir stöðugum þrýstingi 60MPa til að gera sívalur grænn billet. Barkan var brennd við 1400 ℃ í 1,5 ~ 2 klst í kísil-mólýbden stangir háhita rafmagnsofni og síðan færður inn í örbylgjuofn til frekari örbylgjuhitunar í 40 mín. Eftir að efnið var tekið út var það skyndilega kælt og ítrekað brotið og brennt þar til innihald óbundins CaO í fullunninni vöru var minna en 1,0%

(4) þríkalsíumaluminat (c3A). CaO og A12O3 var blandað jafnt saman, brennt við 1450 ℃ í 4 klst í kísil-mólýbden stanga rafmagnsofni, malað í duft og endurtekið brennt þar til innihald óbundins CaO var minna en 1,0% og toppar C12A7 og CA voru hunsuð.

(5) sellulósa eter. Fyrri vinna bar saman áhrif 16 tegunda sellulósaeters á vökvunar- og hitalosunarhraða venjulegs Portlandsements og komst að því að mismunandi gerðir af sellulósaeterum hafa verulegan mun á vökvunar- og hitalosunarlögmálum sementsins og greindi innri vélbúnaðinn. af þessum verulega mun. Samkvæmt niðurstöðum fyrri rannsókna voru þrjár tegundir af sellulósaeter valdar sem hafa augljós tefjandi áhrif á venjulegt Portland sement. Þar á meðal eru hýdroxýetýl sellulósa eter (HEC), hýdroxýprópýl metýl sellulósa eter (HPMC) og hýdroxýetýl metýl sellulósa eter (HEMC). Seigja sellulósaeter var mæld með snúningsseigjamæli með prófunarstyrk 2%, hitastig 20 ℃ og snúningshraði 12 r/mín. Seigja sellulósaeter var mæld með snúningsseigjamæli með prófunarstyrk 2%, hitastig 20 ℃ og snúningshraði 12 r/mín. Mólskiptistig sellulósaeters er gefið upp af framleiðanda.

(6) Vatn. Notaðu annað eimað vatn.

2.2 Prófunaraðferð

Vökvahiti. TAM Air 8 rása jafnhitamælir framleiddur af TA Instrument Company var tekinn upp. Öllu hráefninu var haldið stöðugu hitastigi til að prófa hitastig (eins og (20± 0,5) ℃) fyrir tilraunina. Í fyrsta lagi var 3 g af sementi og 18 mg sellulósaeterdufti bætt út í hitaeininguna (massahlutfall sellulósaeters á móti semellandi efni var 0,6%). Eftir fulla blöndun var blönduðu vatni (annað eimuðu vatni) bætt við í samræmi við tilgreint vatn-sement hlutfall og hrært jafnt. Síðan var það fljótt sett í hitaeininguna til að prófa. Vatnsbindiefnishlutfall c3A er 1,1 og vatnsbindiefnahlutfall hinna þriggja sementsefnanna er 0,45.

3. Niðurstöður og umræður

3.1 Niðurstöður prófa

Áhrif HEC, HPMC og HEMC á vökvunarhitalosunarhraða og uppsafnaðan hitalosunarhraða venjulegs Portland sements, C3S og C3A innan 72 klst., og áhrif HEC á vökvunarhitalosunarhraða og uppsafnaðan hitalosunarhraða súlfóaluminatsements. innan 72 klst., HEC er sellulósa eter með sterkustu seinkun áhrif á vökvun annars sementi og eins málmgrýti. Með því að sameina þessi tvö áhrif má komast að því að með breytingu á samsetningu sementsefna hefur sellulósaeter mismunandi áhrif á vökvunarhitalosunarhraða og uppsafnaða hitalosun. Valinn sellulósaeter getur dregið verulega úr vökvunar- og hitalosunarhraða venjulegs Portlandsements og C, S, lengir aðallega framleiðslutímabilið, seinkar útliti vökvunar og hitalosunarhámarks, þar á meðal sellulósaeter í C, S vökvun og seinkun á hitalosunarhraða er augljósari en venjuleg Portland sementsvökvun og seinkun á hitalosunarhraða; Sellulóseter getur einnig seinkað hitalosunarhraða súlfóaluminatsementvökvunar, en seinkunargetan er mjög veik og seinkar aðallega vökvuninni eftir 2 klst. Fyrir hitalosunarhraða C3A vökvunar hefur sellulósaeter væga hröðunargetu.

3.2 Greining og umræða

Verkunarháttur sellulóseter seinkar vökvun sementi. Silva o.fl. setti fram þá tilgátu að sellulósaeter jók seigju svitaholulausnar og hindraði hraða jónahreyfingar og seinkar þannig sementsvökvun. Hins vegar hafa margar bókmenntir efast um þessa forsendu, þar sem tilraunir þeirra hafa leitt í ljós að sellulósaeter með lægri seigju hafa sterkari getu til að seinka vökvun sementi. Reyndar er tími hreyfingar eða flæðis jóna svo stuttur að hann er augljóslega ekki sambærilegur við seinkun sementsvökvunar. Aðsog á milli sellulósaeter og sementvökvunarafurða er talin vera raunveruleg ástæða fyrir seinkun sementsvökvunar með sellulósaeter. Sellulósaeter aðsogast auðveldlega á yfirborð vökvaafurða eins og kalsíumhýdroxíðs, CSH hlaups og kalsíumaluminathýdrats, en það er ekki auðvelt að aðsogast það af ettringíti og óvötnuðum fasa og aðsogsgeta sellulósaeter á kalsíumhýdroxíði er meiri en það af CSH hlaupi. Þess vegna, fyrir venjulegar Portland sement vökvavörur, hefur sellulósaeter sterkustu seinkunina á kalsíumhýdroxíði, sterkustu seinkunina á kalsíum, seinni seinkunina á CSH hlaupi og veikastu seinkunina á ettringít.

Fyrri rannsóknir hafa sýnt að aðsog milli ójónaðra fjölsykru og steinefnafasa felur aðallega í sér vetnisbindingu og efnasamsetningu, og þessi tvö áhrif eiga sér stað á milli hýdroxýlhóps fjölsykru og málmhýdroxíðsins á steinefnayfirborðinu. Liu o.fl. flokkaði frekar aðsog milli fjölsykra og málmhýdroxíða sem sýru-basa víxlverkun, með fjölsykrum sem sýrur og málmhýdroxíð sem basa. Fyrir tiltekna fjölsykru ákvarðar basastig steinefnayfirborðsins styrk víxlverkunar fjölsykrna og steinefna. Meðal hinna fjögurra hlaupandi þátta sem rannsakaðir eru í þessari grein eru helstu málm- eða málmlausir þættir Ca, Al og Si. Samkvæmt röð málmvirkni er basagildi hýdroxíða þeirra Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4. Reyndar er Si(OH)4 lausn súr og gleypir ekki sellulósaeter. Þess vegna, innihald Ca(OH)2 á yfirborði sementvökvaafurða ákvarðar aðsogsgetu vökvaafurða og sellulósaeter Vegna þess að kalsíumhýdroxíð, CSH hlaup (3CaO·2SiO2·3H20), ettringít (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) og kalsíumaluminat hýdrat (3CaO·Al2O3·6H2O) í innihaldi ólífrænna oxíða af CaO er 100%, 58,33%, 49,56% og 62,2%. aluminat >CSH hlaup > ettringít, sem er í samræmi við niðurstöður í ritum.

Vökvaafurðir c3S innihalda aðallega Ca(OH) og csH hlaup, og sellulósaeter hefur góð tafaráhrif á þær. Þess vegna hefur sellulósaeter mjög augljósa töf á C3s vökvun. Fyrir utan c3S inniheldur venjulegt Portland sement einnig C2s vökvun sem er hægari, sem gerir tafaráhrif sellulósaeters ekki augljós á fyrstu stigum. Vökvunarafurðir venjulegs silíkats innihalda einnig ettringít og seinkunaráhrif sellulósaeters eru léleg. Þess vegna er seinkunargeta sellulósaeters í c3s sterkari en venjulegs Portlandsements sem sást í prófuninni.

C3A leysist upp og vökvar fljótt þegar það mætir vatni og vökvavörurnar eru venjulega C2AH8 og c4AH13, og vökvunarhitinn losnar. Þegar lausnin af C2AH8 og c4AH13 nær mettun mun kristöllunin á C2AH8 og C4AH13 sexhyrndum lakhýdrati myndast og hvarfhraði og vökvunarhiti minnkar á sama tíma. Vegna aðsogs sellulósaeters á yfirborð kalsíumaluminathýdrats (CxAHy) myndi nærvera sellulósaeters seinka kristöllun C2AH8 og C4AH13 sexhyrndra plötuhýdrats, sem leiðir til lækkunar á hvarfhraða og vökvunarhitalosunarhraða en það. af hreinu C3A, sem sýnir að sellulósaeter hefur veika hröðunargetu til C3A vökvunar. Það er athyglisvert að í þessari prófun hefur sellulósaeter veika hröðunargetu til að vökva hreint c3A. Hins vegar, í venjulegu Portlandsementi, vegna þess að c3A mun hvarfast við gifs til að mynda ettringít, vegna áhrifa ca2+ jafnvægis í slurry lausn, mun sellulósaeter seinka myndun ettringíts og seinka þannig vökvun c3A.

Frá áhrifum HEC, HPMC og HEMC á vökva- og hitalosunarhraða og uppsafnaða hitalosun venjulegs Portlandsements, C3S og C3A innan 72 klst., og áhrifum HEC á vökvunar- og hitalosunarhraða og uppsafnaða hitalosun súlfóaluminats. sementi innan 72 klst., sést að meðal þeirra þriggja sellulósa-etra sem valdir voru, var hæfileikinn til seinkaðrar vökvunar c3s og Portlandsements sterkastur í HEC, þar á eftir HEMC, og veikastur í HPMC. Hvað C3A varðar, þá er hæfileiki sellulósaeteranna þriggja til að flýta fyrir vökva í sömu röð, það er HEC er sterkastur, HEMC er annar, HPMC er veikastur og sterkastur. Þetta staðfesti gagnkvæmt að sellulósaeter hefur seinkað myndun vökvaafurða hleypiefna.

Helstu vökvunarafurðir súlfóaluminatsements eru ettringít og Al(OH)3 hlaup. C2S í súlfóaluminatsementi mun einnig hýdrast sérstaklega til að mynda Ca(OH)2 og cSH hlaup. Vegna þess að hægt er að hunsa frásog sellulósaeters og ettringíts og vökvun súlfóaluminats er of hröð, hefur sellulósaeter því lítil áhrif á vökvunarhitalosunarhraða súlfóaluminatsements á fyrstu stigum vökvunar. En til ákveðins tíma vökvunar, vegna þess að c2s munu hýdrast sérstaklega til að mynda Ca(OH)2 og CSH hlaup, verða þessar tvær vökvaafurðir seinkaðar af sellulósaeter. Þess vegna kom í ljós að sellulósaeter seinkaði vökvun súlfóaluminatsements eftir 2 klst.

4. Niðurstaða

Í þessari grein, í gegnum jafnhita hitaeiningapróf, voru áhrifalögmál og myndunarferli sellulósaeters á vökvunarhita venjulegs Portlandsements, c3s, c3A, súlfóaluminatsements og annarra mismunandi íhluta og stakra málmgrýti á 72 klst. Helstu niðurstöður eru þessar:

(1) Sellulóseter getur dregið verulega úr losunarhraða vökvunarhita venjulegs Portlandsements og þríkalsíumsílíkats og áhrif þess að draga úr vökvunarhitalosunarhraða þríkalsíumsílíkats eru mikilvægari; Áhrif sellulósaeters á að draga úr hitalosunarhraða súlfóaluminatsements eru mjög veik, en það hefur veik áhrif á að bæta hitalosunarhraða tríkalsíumaluminats.

(2) sellulósa eter verður aðsogað af sumum vökvaafurðum, sem seinkar kristöllun vökvaafurða, sem hefur áhrif á hitalosunarhraða sementsvökvunar. Gerð og magn vökvaafurða er mismunandi fyrir mismunandi íhluti sementsgrýtis, þannig að áhrif sellulósaeters á vökvunarhita þeirra eru ekki þau sömu.