Selulosa eter ing morfologi awal ettringite

Efek hidroksietil metil selulosa eter lan metil selulosa eter ing morfologi ettringite ing slurry semen awal ditliti kanthi scanning electron microscopy (SEM). Asil nuduhake yen rasio dawa-diameter kristal ettringite ing hydroxyethyl metil selulosa eter modifikasi slurry luwih cilik tinimbang ing slurry biasa, lan morfologi saka kristal ettringite cendhak rod-kaya. Rasio dawa-diameter kristal ettringite ing slurry metil selulosa eter sing diowahi luwih gedhe tinimbang ing slurry biasa, lan morfologi kristal ettringite yaiku jarum-rod. Kristal ettringite ing slurries semen biasa duwe rasio aspek nang endi wae ing antarane. Liwat panaliten eksperimen ing ndhuwur, luwih cetha yen bedane bobot molekul saka rong jinis selulosa eter minangka faktor sing paling penting sing mengaruhi morfologi ettringite.

tembung kunci:etringite; Rasio dawa-diameter; Metil selulosa eter; Hydroxyethyl metil selulosa eter; morfologi

Ettringite, minangka produk hidrasi sing rada ditambahi, nduweni pengaruh sing signifikan marang kinerja beton semen, lan tansah dadi hotspot riset bahan basis semen. Ettringite minangka jinis kalsium aluminat hidrat trisulfida, rumus kimia yaiku [Ca3Al (OH) 6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, utawa bisa ditulis minangka 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, asring disingkat AFt. . Ing sistem semen Portland, ettringite utamané kawangun dening reaksi gypsum karo aluminate utawa ferric aluminate mineral, kang muter peran delaying hidrasi lan kekuatan awal saka semen. Pembentukan lan morfologi ettringite dipengaruhi dening akeh faktor kayata suhu, nilai pH lan konsentrasi ion. Wiwit taun 1976, Metha et al. digunakake scanning mikroskop elektron kanggo sinau karakteristik morfologi AFt, lan ketemu sing morfologi produk hidrasi rada ditambahi kuwi rada beda nalika papan wutah cukup gedhe lan nalika papan winates. Tilas biasane spherules jarum-rod-shaped spherules, dene sing terakhir biasane prisma rod-shaped cendhak. Panaliten Yang Wenyan nemokake manawa bentuk AFt beda karo lingkungan perawatan sing beda. Lingkungan udan bakal tundha generasi AFt ing beton ekspansi-doped lan nambah kemungkinan beton dadi gedhe lan retak. Lingkungan sing beda-beda ora mung mengaruhi pembentukan lan struktur mikro AFt, nanging uga stabilitas volume. Chen Huxing et al. ketemu sing stabilitas long-term saka AFt suda karo Tambah isi C3A. Clark lan Monteiro et al. ketemu sing karo Tambah meksa lingkungan, struktur kristal AFt diganti saka urutan kanggo kelainan. Balonis lan Glasser mriksa owah-owahan kapadhetan AFm lan AFt. Renaudin et al. sinau owah-owahan struktural AFt sadurunge lan sawise kecemplung ing solusi lan paramèter struktural AFt ing spektrum Raman. Kunther et al. nyinaoni efek interaksi antara rasio kalsium-silikon gel CSH lan ion sulfat ing tekanan kristalisasi AFt dening NMR. Ing wektu sing padha, adhedhasar aplikasi AFt ing bahan basis semen, Wenk et al. sinau orientasi kristal AFt bagean beton liwat hard synchrotron radiation X-ray difraksi teknologi finishing. Pembentukan AFt ing campuran semen lan hotspot riset ettringite diteliti. Adhedhasar reaksi ettringite sing ditundha, sawetara sarjana wis nindakake akeh riset babagan panyebab fase AFt.

Ekspansi volume sing disebabake dening pembentukan ettringite kadhangkala luwih apik, lan bisa tumindak minangka "ekspansi" sing padha karo agen ekspansi magnesium oksida kanggo njaga stabilitas volume bahan adhedhasar semen. Penambahan emulsi polimer lan bubuk emulsi redispersible ngganti sifat makroskopik bahan basis semen amarga efek sing signifikan ing struktur mikro bahan basis semen. Nanging, ora kaya wêdakakêna emulsi redispersible kang utamané nambah property iketan saka mortir hardened, eter selulosa polimer banyu-telat (CE) menehi mortir anyar campuran apik penylametan banyu lan efek thickening, mangkono nambah kinerja apa. CE non-ionik umume digunakake, kalebu metil selulosa (MC), hidroksietil selulosa (HEC), hidroksipropil metil selulosa (HPMC),hidroksietil metil selulosa (HEMC), lan liya-liyane, lan CE nduweni peran ing mortir sing mentas dicampur nanging uga mengaruhi proses hidrasi slurry semen. Panaliten nuduhake manawa HEMC ngganti jumlah AFt sing diprodhuksi minangka produk hidrasi. Nanging, ora ana panaliten sing sacara sistematis mbandhingake efek CE ing morfologi mikroskopis AFt, mula tulisan iki nylidiki bedane efek HEMC lan MC ing morfologi mikroskopis ettringham ing slurry semen awal (1 dina) liwat analisis gambar lan mbandhingake.

1. Eksperimen

1.1 Bahan Baku

P · II 52.5R Portland semen diprodhuksi dening Anhui Conch Cement Co., LTD dipilih minangka semen ing eksperimen. Eter selulosa loro yaiku hydroxyethyl methylcellulose (HEMC) lan methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group). MC); Banyu sing dicampur yaiku banyu tap.

1.2 Metode eksperimen

Rasio banyu-semen saka sampel tempel semen yaiku 0,4 (rasio massa banyu kanggo semen), lan isi selulosa eter yaiku 1% saka massa semen. Preparasi spesimen ditindakake miturut GB1346-2011 "Metode Pengujian Konsumsi Banyu, Nyetel Wektu lan Stabilitas Konsistensi Standar Semen". Sawise mbentuk spesimen, film plastik dibungkus ing permukaan cetakan kanggo nyegah penguapan lan karbonisasi banyu permukaan, lan spesimen kasebut diselehake ing kamar perawatan kanthi suhu (20 ± 2) ℃ lan asor relatif (60 ± 5). ) %. Sawise 1 dina, jamur dibusak, lan spesimen kasebut rusak, banjur sampel cilik dijupuk saka tengah lan direndhem ing etanol anhydrous kanggo mungkasi hidrasi, lan sampel dijupuk metu lan garing sadurunge testing. Sampel sing wis garing ditempelake ing meja sampel kanthi adesif sisi ganda konduktif, lan lapisan film emas disemprotake ing lumahing dening instrumen sputtering ion otomatis Cressington 108auto. Arus sputtering yaiku 20 mA lan wektu sputtering yaiku 60 detik. FEI QUANTAFEG 650 Environmental Scanning electron Microscope (ESEM) digunakake kanggo mirsani karakteristik morfologi AFt ing bagean sampel. Mode elektron sekunder vakum dhuwur digunakake kanggo mirsani AFT. Tegangan akselerasi yaiku 15 kV, diameter titik sinar 3,0 nm, lan jarak kerja dikontrol kira-kira 10 mm.

2. Asil lan diskusi

Gambar SEM saka ettringite ing slurry semen sing diowahi HEMC hardened nuduhake yen pertumbuhan orientasi lapisan Ca (OH) 2 (CH) ketok, lan AFt nuduhake akumulasi ora duwe aturan baku saka AFt kaya rod cendhak, lan sawetara AFT kaya rod cendhak ditutupi. kanthi struktur membran HEMC. Zhang Dongfang et al. uga ketemu AFt rod-kaya cendhak nalika mirsani owah-owahan microstructure saka HEMC dipunéwahi slurry semen liwat ESEM. Dheweke percaya yen slurry semen biasa bereaksi kanthi cepet sawise nemoni banyu, mula kristal AFt ramping, lan perpanjangan umur hidrasi nyebabake kenaikan rasio diameter dawa. Nanging, HEMC nambah viskositas solusi, nyuda tingkat naleni ion ing solusi lan telat teka banyu ing lumahing partikel klinker, supaya rasio dawa-diameteripun AFt tambah ing gaya banget lan ciri morfologi nuduhake. wangun cendhak rod-kaya. Dibandhingake karo AFt ing slurry semen biasa ing umur padha, teori iki wis sebagian diverifikasi, nanging ora ditrapake kanggo nerangake owah-owahan morfologi AFt ing MC slurry semen dipunéwahi. Gambar SEM saka ettridit ing 1 dina hardened MC slurry semen dipunéwahi uga nuduhake wutah orientated Ca(OH)2 dilapisi, sawetara lumahing AFt uga ditutupi karo struktur film saka MC, lan AFt nuduhake karakteristik morfologi saka wutah kluster. Nanging, kanthi mbandhingake, kristal AFt ing slurry semen sing diowahi MC nduweni rasio dawa-diameter luwih gedhe lan morfologi sing luwih ramping, nuduhake morfologi acicular sing khas.

HEMC lan MC loro-lorone tundha proses hidrasi awal semen lan nambah viskositas solusi, nanging beda ing karakteristik morfologi AFt sing disebabake dening dheweke isih signifikan. Fenomena ing ndhuwur bisa dijlentrehake maneh saka perspektif struktur molekul eter selulosa lan struktur kristal AFt. Renaudin et al. direndhem AFt sing disintesis ing solusi alkali sing disiapake kanggo entuk "AFt udan", lan sebagian dibusak lan garing ing permukaan larutan CaCl2 jenuh (35% kelembapan relatif) kanggo entuk "AFt garing". Sawise sinau refinement struktur dening spektroskopi Raman lan difraksi bubuk sinar-X, ditemokake ora ana bedane antarane rong struktur kasebut, mung arah pembentukan kristal sel sing diganti ing proses pangatusan, yaiku, ing proses lingkungan. owah-owahan saka "udan" kanggo "garing", kristal AFt kawangun sel bebarengan arah normal saka mboko sithik tambah. Kristal AFt ing sadawane arah normal dadi kurang lan kurang. Unit paling dhasar saka spasi telung dimensi dumadi saka garis normal, b garis normal lan c garis normal kang jejeg saben liyane. Ing kasus sing b normals padha tetep, kristal AFt clustered bebarengan normals, asil ing nggedhekake bagean salib sel ing bidang saka ab normals. Mangkono, yen HEMC "nyimpen" luwih akeh banyu tinimbang MC, lingkungan "garing" bisa kedadeyan ing wilayah sing dilokalisasi, nyengkuyung agregasi lateral lan pertumbuhan kristal AFt. Patural et al. nemokake yen kanggo CE dhewe, sing luwih dhuwur derajat polimerisasi (utawa luwih gedhe bobot molekul), luwih gedhe viskositas CE lan luwih apik kinerja penylametan banyu. Struktur molekul HEMC lan MCS ndhukung hipotesis iki, kanthi gugus hidroksietil sing bobot molekul luwih gedhe tinimbang gugus hidrogen.

Umumé, kristal AFt bakal mbentuk lan endapan mung nalika ion sing cocog tekan jenuh tartamtu ing sistem solusi. Mulane, faktor kayata konsentrasi ion, suhu, nilai pH lan spasi formasi ing solusi reaksi bisa mengaruhi morfologi kristal AFt kanthi signifikan, lan owah-owahan ing kondisi sintesis buatan bisa ngganti morfologi kristal AFt. Mulane, rasio kristal AFt ing slurry semen biasa antarane loro bisa disebabake dening faktor konsumsi banyu ing hidrasi awal semen. Nanging, prabédan ing morfologi kristal AFt disebabake HEMC lan MC kudu utamané amarga mekanisme penylametan banyu khusus. Hemcs lan MCS nggawe "gelung tertutup" transportasi banyu ing zona mikro slurry semen seger, ngidini kanggo "wektu cendhak" ing ngendi banyu "gampang mlebu lan angel metu." Nanging, sajrone wektu kasebut, lingkungan fase cair ing lan cedhak zona mikro uga diganti. Faktor kayata konsentrasi ion, pH, lan liya-liyane, Owah-owahan lingkungan wutah luwih dibayangke ing karakteristik morfologi kristal AFt. Iki "daur ulang tertutup" transportasi banyu padha karo mekanisme tumindak diterangake dening Pourchez et al. HPMC muter peran ing penylametan banyu.

3. Kesimpulan

(1) Kajaba saka hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) lan metil cellulose ether (MC) bisa ngganti morfologi ettringite ing awal (1 dina) slurry semen biasa.

(2) Dawane lan diameter kristal ettringite ing slurry semen sing diowahi HEMC yaiku wangun rod cilik lan cendhak; Dawane lan diameteripun saka kristal ettringite ing MC dipunéwahi slurry semen gedhe, kang wangun jarum-rod. Kristal ettringite ing slurries semen biasa duwe rasio aspek antarane loro iki.

(3) Efek sing beda saka rong eter selulosa ing morfologi ettringite sejatine amarga bedane bobot molekul.