Ójónískur sellulósaeter í fjölliða sementi

Sem ómissandi aukefni í fjölliða sement hefur ójónaður sellulósaeter fengið mikla athygli og rannsóknir. Byggt á viðeigandi bókmenntum heima og erlendis, var fjallað um lögmál og gangverk ójónaðs sellulósa eter breytts sementsmúrs út frá hliðum gerðum og vali á ójónuðum sellulósaeter, áhrif þess á eðliseiginleika fjölliða sements, Áhrif þess á smágerð og vélræna eiginleika og annmarkar núverandi rannsókna komu fram. Þessi vinna mun stuðla að beitingu sellulósaeters í fjölliða sement.

Lykilorð: ójónaður sellulósa eter, fjölliða sement, eðliseiginleikar, vélrænir eiginleikar, örbygging

1. Yfirlit

Með aukinni eftirspurn og afkastakröfum fjölliða sements í byggingariðnaði hefur það að bæta aukefnum við breytingu þess orðið að rannsóknarreitur, þar á meðal hefur sellulósaeter verið mikið notaður vegna áhrifa þess á sementmúrsteinsvefshald, þykknun, seinkun, loft. og svo framvegis. Í þessari grein er gerðum sellulósaeters, áhrifum á eðlisfræðilega og vélræna eiginleika fjölliða sements og smágerð fjölliða sements lýst, sem veitir fræðilega tilvísun fyrir notkun sellulósaeters í fjölliða sement.

2. Tegundir af ójónuðum sellulósaeter

Sellulósi eter er eins konar fjölliða efnasamband með eter uppbyggingu úr sellulósa. Það eru margar tegundir af sellulósaeter, sem hefur mikil áhrif á eiginleika sementaðra efna og er erfitt að velja. Samkvæmt efnafræðilegri uppbyggingu skiptihópa má skipta þeim í anjóníska, katjóníska og ójóníska etera. Ójónískur sellulósaeter með hliðarkeðjusetuhóp af H, cH3, c2H5, (cH2cH20)nH, [cH2cH(cH3)0]nH og öðrum óaðskiljanlegum hópum er mest notaður í sementi, dæmigerðir fulltrúar eru metýlsellulósaeter, hýdroxýprópýlmetýl sellulósa eter, hýdroxýetýl metýl sellulósa eter, hýdroxýetýl sellulósa eter og svo framvegis. Mismunandi gerðir af sellulósaeterum hafa mismunandi áhrif á þéttingartíma sements. Samkvæmt fyrri bókmenntaskýrslum hefur HEC sterkustu töfrunargetuna fyrir sement, þar á eftir HPMc og HEMc, og Mc hefur versta. Fyrir sömu tegund af sellulósaeter, mólþunga eða seigju, er metýl, hýdroxýetýl, hýdroxýprópýl innihald þessara hópa mismunandi, töfandi áhrif þess eru einnig mismunandi. Almennt talað, því meiri seigja og því hærra sem innihald óaðskiljanlegra hópa er, því verri er seinkunargetan. Þess vegna, í raunverulegu framleiðsluferlinu, í samræmi við kröfur um storknun steypuhræra í atvinnuskyni, er hægt að velja viðeigandi virknihópa innihald sellulósaeters. Eða við framleiðslu á sellulósaeter á sama tíma, stilltu innihald virkra hópa, láttu það uppfylla kröfur mismunandi steypuhræra.

3、áhrif ójónaðs sellulósaeters á eðliseiginleika fjölliða sements

3.1 Hæg storknun

Til þess að lengja vökvunarherðingartíma sementsins, þannig að nýblandað steypuhræra í langan tíma haldist plast, til að stilla stillingartíma nýblandaðs steypuhræra, bæta nothæfi þess, venjulega bæta retarder í steypuhræra, ó- Jónísk sellulósa eter er hentugur fyrir fjölliða sement er algengt retarder.

Töfrandi áhrif ójónaðs sellulósaeters á sementi eru aðallega fyrir áhrifum af eigin gerð, seigju, skömmtum, mismunandi samsetningu sementsteinda og öðrum þáttum. Pourchez J o.fl. sýndi fram á að því hærra sem metýlering sellulósaeter er, því verri voru hægfaraáhrifin, en mólþungi sellulósaetersins og hýdroxýprópoxýinnihaldi hafði veik áhrif á seinkun sementsvökvunar. Með aukningu á seigju og lyfjamagni ójónísks sellulósaeters er aðsogslagið á yfirborði sementagna þykknað, upphafs- og endanleg stillingartími sementi er framlengdur og hægfaraáhrifin eru augljósari. Rannsóknir hafa sýnt að snemmbúin varmalosun sementslosunar með mismunandi HEMC innihaldi er um 15% lægri en hreins sementslosunar, en það er enginn marktækur munur á síðari vökvunarferlinu. Singh NK o.fl. sýndi að með aukningu á HEc lyfjamagni sýndi vökvunarhitalosun breytts sementsmúrs tilhneigingu fyrst að aukast og síðan minnkandi og HEC innihald þegar hámarks vökvunarhitalosun var náð tengdist herðingaraldri.

Að auki er komist að því að töfrandi áhrif ójónísks sellulósaeters eru nátengd samsetningu sements. Peschard o.fl. komist að því að því lægra sem innihald tríkalsíumalúmínats (C3A) er í sementi, því augljósari eru hægfara áhrif sellulósaeters. schmitz L o.fl. taldi að þetta stafaði af mismunandi leiðum sellulósaeters til vökvunarhvarfa þríkalsíumsílíkats (C3S) og þríkalsíumalúnats (C3A). Sellulósaeter gæti dregið úr viðbragðshraða á hröðunartímabili C3S, en fyrir C3A gæti það lengt framleiðslutímabilið og loks seinkað storknun og herðingarferli steypuhræra.

Það eru skiptar skoðanir um hvernig ójónaður sellulósaeter seinkar vökvun sementi. Silva o.fl. Liu trúði því að innleiðing sellulósaeter myndi valda því að seigja svitaholalausnar myndi aukast og hindra þannig hreyfingu jóna og seinka þéttingu. Hins vegar, Pourchez o.fl. taldi að augljóst samband væri á milli seinkunar á sellulósaeter við sementsvökvun og seigju sementslausnar. Önnur kenning er sú að tefjandi áhrif sellulósaeters séu nátengd niðurbroti basa. Fjölsykrur hafa tilhneigingu til að brotna niður auðveldlega til að framleiða hýdroxýlkarboxýlsýru sem getur seinkað vökvun sements við basísk skilyrði. Hins vegar hafa rannsóknir komist að því að sellulósaeter er mjög stöðugt við basískar aðstæður og brotnar aðeins niður og niðurbrotið hefur lítil áhrif á seinkun sementsvökvunar. Sem stendur er stöðugra viðhorfið að hægfaraáhrifin séu aðallega af völdum aðsogs. Nánar tiltekið er hýdroxýlhópurinn á sameindayfirborði sellulósaeters súr, ca(0H) í vökva sementkerfinu og aðrir steinefnafasar eru basískir. Undir samverkandi verkun vetnisbindingar, fléttunar og vatnsfælna, verða súr sellulósa eter sameindir aðsogast á yfirborð basískra sementagna og vökvaafurða. Að auki myndast þunn filma á yfirborði þess, sem hindrar frekari vöxt þessara steinefnafasa kristalkjarna og seinkar vökvun og binding sements. Því sterkari sem aðsogsgetan er á milli sementvökvunarafurða og sellulósaeter, því augljósari er vökvunartöf sements. Annars vegar gegnir stærð sterískrar hindrunar afgerandi hlutverki í aðsogsgetu, svo sem lítil sterísk hindrun hýdroxýlhóps, sterk sýrustig hans, aðsog er einnig sterkt. Á hinn bóginn fer aðsogsgetan einnig eftir samsetningu vökvaafurða sements. Pourchez o.fl. komist að því að sellulósaeter aðsogast auðveldlega á yfirborð vökvaafurða eins og ca(0H)2, csH hlaup og kalsíumaluminathýdrat, en það er ekki auðvelt að aðsogast það af ettringíti og óvötnuðum fasa. Rannsókn Mullerts sýndi einnig að sellulósaeter hafði sterka aðsog á c3s og vökvaafurðum þess, þannig að vökvun silíkatfasa seinkaði verulega. Frásog ettringíts var lítið en myndun ettringíts tafðist verulega. Þetta var vegna þess að seinkun á myndun ettringíts var fyrir áhrifum af ca2+ jafnvægi í lausn, sem var framhald seinkun á sellulósaeter í silíkatvökvun.

3.2 Vatnsvernd

Önnur mikilvæg breytingaáhrif sellulósaeters í sementmúrsteini eru að birtast sem vatnsheldur efni, sem getur komið í veg fyrir að raki í blautum steypuhræra gufi upp ótímabært eða frásogast af grunninum, og seinkar vökvun sementsins á sama tíma og notkunartíminn lengist. blautmúr, til að tryggja að hægt sé að greiða þunnt steypuhræra, má dreifa múrhúðuðu steypuhræra og múr sem auðvelt er að taka í sig þarf ekki að forblauta.

Vatnsheldni sellulósaeter er nátengd seigju hans, skammti, gerð og umhverfishita. Aðrar aðstæður eru þær sömu, því meiri seigja sellulósaeter, því betri vökvasöfnunaráhrif, lítið magn af sellulósaeter getur gert vökvasöfnunarhraða steypuhræra verulega bætt; Fyrir sama sellulósaeter, því hærra sem bætt er við, því hærra er vatnssöfnunarhraði breytts steypuhræra, en það er ákjósanlegt gildi, þar fyrir utan eykst vatnssöfnunarhraði hægt. Fyrir mismunandi tegundir af sellulósaeter er einnig munur á vökvasöfnun, svo sem HPMc við sömu aðstæður og Mc betri vökvasöfnun. Að auki minnkar vatnssöfnunarárangur sellulósaeters með hækkun umhverfishita.

Almennt er talið að ástæðan fyrir því að sellulósaeter hefur það hlutverk að varðveita vatn sé aðallega vegna þess að 0H á sameindinni og 0 atómið á etertengi tengist vatnssameindum til að mynda vetnistengi, þannig að ókeypis vatn bindist vatn, til að gegna góðu hlutverki við að varðveita vatn; Það er einnig talið að sellulósa eter stórsameindakeðjan gegni takmarkandi hlutverki í dreifingu vatnssameinda, til að stjórna vatnsgufun á áhrifaríkan hátt, til að ná mikilli vökvasöfnun; Pourchez J hélt því fram að sellulósaeter hafi náð vökvasöfnunaráhrifum með því að bæta rheological eiginleika nýblandaðs sementslausnar, uppbyggingu gljúps nets og myndun sellulósaeterfilmu sem hindraði dreifingu vatns. Laetitia P o.fl. trúa einnig að gigtareiginleikar steypuhræra séu lykilatriði, en telji einnig að seigja sé ekki eini þátturinn sem ákvarðar framúrskarandi vökvasöfnun steypuhræra. Það er athyglisvert að þó að sellulósaeter hafi góða vökvasöfnunarafköst, en frásog þess með breyttu hertu sementsteypuhræri mun minnka, ástæðan er sú að sellulósaeter í steypuhrærafilmunni og í steypuhrærunni er mikill fjöldi lítilla lokaðra svitahola, sem hindrar steypuhræra inni í háræð.

3.3 Þykking

Samkvæmni steypuhræra er ein mikilvægasta vísitalan til að mæla vinnuafköst þess. Sellulósi eter er oft kynnt til að auka samkvæmni. „Samkvæmni“ táknar getu nýblandaðs steypuhræra til að flæða og afmyndast undir áhrifum þyngdaraflsins eða ytri krafta. Hinir tveir eiginleikar þykknunar og vökvasöfnunar bæta hver annan upp. Að bæta við hæfilegu magni af sellulósaeter getur ekki aðeins bætt vökvasöfnunarafköst steypuhræra, tryggt slétta byggingu, heldur einnig aukið samkvæmni steypuhræra, aukið verulega dreifingargetu sements, bætt tengingarafköst milli steypuhræra og fylkis, og draga úr lafandi fyrirbæri steypuhræra.

Þykkingaráhrif sellulósaeters koma aðallega frá eigin seigju, því meiri seigja, því betri þykknunaráhrif, en ef seigja er of mikil mun það draga úr vökva steypuhræra, sem hefur áhrif á bygginguna. Þættirnir sem hafa áhrif á seigjubreytingu, eins og mólþunga (eða fjölliðunarstig) og styrkur sellulósaeter, hitastig lausnar, klippihraði, munu hafa áhrif á endanlega þykknunaráhrif.

Þykkningarbúnaður sellulósaeter kemur aðallega frá vökvun og flækju milli sameinda. Annars vegar er fjölliðakeðjan af sellulósaeter auðvelt að mynda vetnistengi með vatni í vatni, vetnistengi gerir það að verkum að það hefur mikla vökvun; Á hinn bóginn, þegar sellulósaeter er bætt við steypuhræruna, mun það gleypa mikið vatn, þannig að eigin rúmmál þess stækkar mikið, dregur úr lausu plássi agna, á sama tíma fléttast sellulósaeter sameindakeðjur innbyrðis. til að mynda þrívíddar netbyggingu, eru steypuhræraagnir umkringdar sem, ekki frjálst flæði. Með öðrum orðum, undir þessum tveimur aðgerðum er seigja kerfisins bætt, þannig að tilætluðum þykknunaráhrifum er náð.

4. Áhrif ójónaðs sellulósaeters á formgerð og svitaholabyggingu fjölliða sements

Eins og sjá má af ofangreindu, gegnir ójónaður sellulósaeter mikilvægu hlutverki í fjölliða sementi og viðbót þess mun vissulega hafa áhrif á örbyggingu alls sementsmúrsins. Niðurstöðurnar sýna að ójónaður sellulósaeter eykur venjulega porosity sementsmúrefnis og fjöldi svitahola í stærðinni 3nm ~ 350um eykst, þar á meðal eykst fjöldi svitahola á bilinu 100nm ~ 500nm mest. Áhrifin á svitaholabyggingu sementmúrsteins eru nátengd gerð og seigju ójónaðs sellulósaeters sem bætt er við. Ou Zhihua o.fl. taldi að þegar seigjan er sú sama, er porosity sementsmúrs sem breytt er með HEC minni en HPMc og Mc bætt við sem breytiefni. Fyrir sama sellulósaeter, því minni sem seigja er, því minni er porosity breytta sementsmúrsins. Með því að rannsaka áhrif HPMc á ljósop á froðuðu sement einangrunarplötu, Wang Yanru o.fl. komist að því að viðbót við HPMC breytir ekki gropinu verulega, en getur dregið verulega úr ljósopinu. Hins vegar, Zhang Guodian o.fl. komist að því að því meira sem HEMc innihaldið er, því augljósari áhrifin á svitaholabyggingu sementslausnar. Að bæta við HEMc getur verulega aukið porosity, heildarholarúmmál og meðalhola radíus sementslausnar, en sértækt yfirborð svitaholunnar minnkar og fjöldi stórra háræðahola stærri en 50nm í þvermál eykst verulega og innleiddar svitaholur eru aðallega lokaðar svitaholur.

Áhrif ójónaðs sellulósaeters á myndunarferli svitaholabyggingar sementsupplausnar voru greind. Það kom í ljós að viðbót sellulósaeter breytti aðallega eiginleikum fljótandi fasa. Annars vegar minnkar yfirborðsspennan í vökvafasanum, sem gerir það auðvelt að mynda loftbólur í sementsteypuhræra, og mun hægja á vökvafasa frárennsli og loftbóludreifingu, þannig að litlar loftbólur eiga erfitt með að safnast saman í stórar loftbólur og losna, þannig að tómið. er stóraukin; Á hinn bóginn eykst seigja vökvafasans, sem hindrar einnig frárennsli, loftbóludreifingu og loftbólusamruna og eykur getu til að koma á stöðugleika loftbólur. Þess vegna er hægt að fá áhrifaham sellulósa eters á dreifingu svitaholastærðar sementsmúrefnis: á svitaholastærðarsviðinu sem er meira en 100nm er hægt að koma loftbólum fyrir með því að draga úr yfirborðsspennu vökvafasa og hindra loftbóludreifingu með því að auka seigju vökva; á svæðinu 30nm ~ 60nm, getur fjöldi svitahola á svæðinu verið fyrir áhrifum með því að hindra samruna smærri loftbóla.

5. Áhrif ójónaðs sellulósaeters á vélrænni eiginleika fjölliða sements

Vélrænni eiginleikar fjölliða sements eru nátengdir formgerð þess. Með því að bæta við ójónuðum sellulósaeter eykst gropið, sem hlýtur að hafa skaðleg áhrif á styrk hans, sérstaklega þrýstistyrkinn og beygjustyrkinn. Minnkun þrýstistyrks sementsmúrefnis er umtalsvert meiri en beygjustyrkur. Ou Zhihua o.fl. rannsakað áhrif mismunandi tegunda af ójónuðum sellulósaeter á vélræna eiginleika sementsmúrs og komst að því að styrkur sellulósaeter breytts sementsmúrs var lægri en hreins sementsmúrs og lægsti 28d þrýstistyrkur var aðeins 44,3% af því sem er af hreinu sementslosi. Þrýstistyrkur og beygjustyrkur HPMc, HEMC og MC sellulósaeter breytts eru svipaðir, en þrýstistyrkur og beygjustyrkur HEc breytts sementslausnar á hverjum aldri eru verulega hærri. Þetta er nátengt seigju þeirra eða mólþunga, því hærri sem seigja eða mólmassa sellulósaeter er, eða því meiri yfirborðsvirkni, því minni styrkur er breytt sementsmúrefni hans.

Hins vegar hefur einnig verið sýnt fram á að ójónaður sellulósaeter getur aukið togstyrk, sveigjanleika og samloðun sementsmúrs. Huang Liangen o.fl. komst að því að, þvert á breytingalögmálið um þrýstistyrk, jókst skurðstyrkur og togstyrkur slurry með aukningu á innihaldi sellulósaeters í sementsmúr. Greining á ástæðunni, eftir að sellulósaeter hefur verið bætt við og fjölliða fleyti saman til að mynda fjöldann allan af þéttri fjölliða filmu, bætir til muna sveigjanleika slurrysins og sementvökvunarafurðir, óvötnuð sement, fylliefni og önnur efni sem fyllt er í þessa filmu. , til að tryggja togstyrk húðunarkerfisins.

Til þess að bæta frammistöðu ójónaðs sellulósaeter breytts fjölliða sements, bæta eðliseiginleika sementsmúrefnis á sama tíma, dregur ekki verulega úr vélrænni eiginleika þess, venjulega er venjan að passa við sellulósaeter og önnur íblöndunarefni, bætt við sementsmúrinn. Li Tao-wen o.fl. komist að því að samsetta aukefnið sem samanstendur af sellulósaeter og fjölliða límdufti bætti ekki aðeins beygjustyrk og þrýstistyrk steypuhræra, þannig að samloðun og seigja sementsmúrefnis henta betur fyrir húðunarbygginguna, heldur bætti einnig vökvasöfnunina verulega. getu steypuhræra samanborið við stakan sellulósaeter. Xu Qi o.fl. bætt við gjalldufti, vatnsminnkandi efni og HEMc, og komist að því að vatnsminnkandi efni og steinefnaduft geta aukið þéttleika steypuhræra, dregið úr fjölda hola, til að bæta styrk og teygjanleika steypuhræra. HEMc getur aukið togbindingarstyrk steypuhræra, en það er ekki gott fyrir þrýstistyrk og teygjanleika steypuhræra. Yang Xiaojie o.fl. komist að því að hægt er að draga verulega úr plastrýrnunarsprungum sementsmúrtúrsins eftir blöndun HEMc og PP trefja.

6. Niðurstaða

Ójónískur sellulósaeter gegnir mikilvægu hlutverki í fjölliða sementi, sem getur verulega bætt eðliseiginleika (þar með talið hægja á storknun, vökvasöfnun, þykknun), smásjá formgerð og vélrænni eiginleika sementsmúrsteins. Mikið hefur verið unnið að því að breyta sementbundnum efnum með sellulósaeter, en enn eru nokkur vandamál sem þarfnast frekari rannsókna. Til dæmis, í hagnýtum verkfræðiumsóknum, er lítill gaumur gefinn að rheology, aflögunareiginleikum, rúmmálsstöðugleika og endingu breyttra sementbundinna efna, og reglubundið samsvarandi samband hefur ekki verið komið á með viðbættum sellulósaeter. Rannsóknir á flæðiskerfi sellulósaeterfjölliða og sementvökvunarafurða í vökvunarviðbrögðum eru enn ófullnægjandi. Verkunarferlið og verkunarháttur samsettra aukefna sem samanstendur af sellulósaeter og öðrum íblöndunarefnum eru ekki nógu skýrar. Samsett viðbót af sellulósaeter og ólífrænum styrktum efnum eins og glertrefjum hefur ekki verið fullkomin. Allt þetta verður í brennidepli í framtíðarrannsóknum til að veita fræðilegar leiðbeiningar til að bæta enn frekar árangur fjölliða sements.