Pengaruh selulosa eter ing panas hidrasi semen beda lan bijih tunggal

efek saka selulosa eter ing panas hidrasi semen Portland, semen sulfoaluminate, tricalcium silikat lan tricalcium aluminate ing 72h padha dibandhingake karo test calorimetry isothermal. Asil nuduhake yen selulosa eter bisa Ngartekno nyuda hidrasi lan tingkat release panas semen Portland lan tricalcium silikat, lan efek nyuda ing hidrasi lan tingkat release panas saka tricalcium silikat luwih pinunjul. Efek saka selulosa eter ing ngurangi tingkat release panas saka hidrasi semen sulfoaluminate banget banget, nanging wis efek banget ing Ngapikake tingkat release panas saka hidrasi saka tricalcium aluminate. Selulosa eter bakal adsorbed dening sawetara produk hidrasi, mangkono delaying crystallization produk hidrasi, lan banjur mengaruhi tingkat release panas hidrasi saka semen lan bijih siji.

tembung kunci:selulosa eter; semen; bijih tunggal; Panas hidrasi; adsorpsi

1. Pambuka

Eter selulosa minangka agen penebalan penting lan agen penahan banyu ing mortir campuran garing, beton self-compacting lan bahan basis semen anyar liyane. Nanging, selulosa eter uga bakal tundha hidrasi semen, kang kondusif kanggo nambah wektu operasional saka bahan basis semen, nambah konsistensi mortir lan mundhut wektu slump beton, nanging uga bisa tundha kemajuan construction. Utamane, bakal duwe efek ala ing mortir lan beton sing digunakake ing kahanan lingkungan suhu rendah. Mulane, penting banget kanggo mangerteni hukum selulosa eter ing kinetika hidrasi semen.

OU lan Pourchez kanthi sistematis nyinaoni efek parameter molekuler kayata bobot molekul eter selulosa, jinis substituen utawa derajat substitusi ing kinetika hidrasi semen, lan nggawe akeh kesimpulan penting: Kemampuan hydroxyethyl cellulose ether (HEC) kanggo tundha hidrasi semen biasane luwih kuwat tinimbang metil selulosa eter (HPMC), hidroksimetil etil selulosa eter (HEMC) lan metil selulosa eter (MC). Ing eter selulosa sing ngemot metil, luwih murah isi metil, luwih kuwat kemampuan kanggo nundha hidrasi semen; Sing luwih murah bobot molekul eter selulosa, luwih kuat kemampuan kanggo nundha hidrasi semen. Kesimpulan kasebut nyedhiyakake basis ilmiah kanggo milih selulosa eter kanthi bener.

Kanggo macem-macem komponen semen, efek saka selulosa eter ing kinetika hidrasi semen uga masalah banget ngangap ing aplikasi engineering. Nanging, ora ana riset babagan aspek iki. Ing makalah iki, pengaruh selulosa eter ing kinetika hidrasi semen Portland biasa, C3S (tricalcium silicate), C3A (tricalcium aluminate) lan semen sulfoaluminate (SAC) ditliti liwat tes kalorimetri isotermal, supaya luwih ngerti interaksi lan mekanisme internal antarane selulosa eter lan produk hidrasi semen. Iki nyedhiyakake basis ilmiah luwih lanjut kanggo panggunaan rasional selulosa eter ing bahan adhedhasar semen lan uga nyedhiyakake basis riset kanggo interaksi antarane admixture liyane lan produk hidrasi semen.

2. Tes

2.1 Bahan Baku

(1) semen Portland biasa (P·0). Diprodhuksi dening Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., specification punika P · 042.5 (GB 175-2007), ditemtokake dening dawa gelombang dispersi-jinis spektrometer fluoresensi sinar-X (AXIOS maju, PANalytical Co., LTD.). Miturut analisis piranti lunak JADE 5.0, saliyane mineral klinker semen C3S, C2s, C3A, C4AF lan gipsum, bahan baku semen uga kalebu kalsium karbonat.

(2) Sulfoaluminate Cement (SAC). Semen sulfoaluminate atos cepet diprodhuksi dening Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. yaiku R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Klompok utama yaiku calcium sulfoaluminate lan dicalcium silicate.

(3) trikalsium silikat (C3S). Pencet Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 lan H2O ing 3:1:0.08: Rasio massa 10 dicampur kanthi merata lan ditekan kanthi tekanan konstan 60MPa kanggo nggawe billet ijo silinder. Billet iki calcined ing 1400 ℃ kanggo 1,5 ~ 2 h ing silikon-molybdenum rod suhu dhuwur tungku elektrik, lan banjur dipindhah menyang open gelombang mikro kanggo dadi panas gelombang mikro luwih kanggo 40min. Sawise njupuk billet, tiba-tiba didinginkan lan bola-bali rusak lan dikalsinasi nganti isi CaO gratis ing produk rampung kurang saka 1,0%

(4) trikalsium aluminat (c3A). CaO lan A12O3 dicampur kanthi rata, dikalsinasi ing 1450 ℃ sajrone 4 jam ing tungku listrik rod silikon-molibdenum, digiling dadi bubuk, lan dikalsinasi bola-bali nganti isi CaO gratis kurang saka 1,0%, lan puncak C12A7 lan CA padha. digatekake.

(5) selulosa eter. Karya sadurunge mbandhingake efek saka 16 jinis selulosa eter ing hidrasi lan tingkat pelepasan panas saka semen Portland biasa, lan nemokake manawa macem-macem jinis eter selulosa duwe beda sing signifikan babagan hidrasi lan hukum pelepasan panas semen, lan nganalisa mekanisme internal. prabédan pinunjul iki. Miturut asil panaliten sadurunge, telung jinis eter selulosa sing duwe efek retarding sing jelas ing semen Portland biasa dipilih. Iki kalebu hydroxyethyl cellulose ether (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), lan hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). Viskositas eter selulosa diukur kanthi viscometer rotary kanthi konsentrasi uji 2%, suhu 20 ℃ lan kecepatan rotasi 12 r / min. Viskositas eter selulosa diukur kanthi viscometer rotary kanthi konsentrasi uji 2%, suhu 20 ℃ lan kecepatan rotasi 12 r / min. Derajat substitusi molar saka selulosa eter diwenehake dening pabrikan.

(6) Banyu. Gunakake banyu suling sekunder.

2.2 Metode tes

Panas hidrasi. Kalorimeter isotermal saluran TAM Air 8 sing diprodhuksi dening TA Instrument Company diadopsi. Kabeh bahan mentahan padha katahan suhu pancet kanggo test suhu (kayata (20± 0.5) ℃) sadurunge eksperimen. Kaping pisanan, 3 g semen lan 18 mg bubuk selulosa eter ditambahake menyang kalorimeter (rasio massa eter selulosa kanggo bahan semellatif yaiku 0,6%). Sawise dicampur lengkap, banyu campuran (banyu suling sekunder) ditambahake miturut rasio banyu-semen sing ditemtokake lan diaduk kanthi rata. Banjur, kanthi cepet dilebokake ing kalorimeter kanggo dites. Rasio pengikat banyu saka c3A yaiku 1,1, lan rasio pengikat banyu saka telung bahan semen liyane yaiku 0,45.

3. Asil lan diskusi

3.1 Asil tes

Efek saka HEC, HPMC lan HEMC ing tingkat release panas hidrasi lan tingkat release panas kumulatif saka semen Portland biasa, C3S lan C3A ing 72 h, lan efek saka HEC ing tingkat release panas hidrasi lan tingkat release panas kumulatif semen sulfoaluminate. ing 72 h, HEC minangka eter selulosa kanthi efek tundha paling kuat ing hidrasi semen liyane lan bijih tunggal. Nggabungake rong efek, bisa ditemokake yen kanthi owah-owahan komposisi bahan semen, selulosa eter duweni efek sing beda ing tingkat pelepasan panas hidrasi lan pelepasan panas kumulatif. Eter selulosa sing dipilih bisa nyuda hidrasi lan tingkat pelepasan panas saka semen Portland biasa lan C, S, utamane ndawakake wektu induksi, nundha tampilan hidrasi lan puncak pelepasan panas, ing antarane eter selulosa dadi C, S hidrasi lan wektu tundha tingkat release panas luwih ketok tinimbang hidrasi semen Portland biasa lan wektu tundha tingkat release panas; Selulosa eter uga bisa tundha tingkat release panas saka hidrasi semen sulfoaluminate, nanging kemampuan wektu tundha banget banget, lan utamané wektu tundha hidrasi sawise 2 h; Kanggo tingkat pelepasan panas saka hidrasi C3A, eter selulosa nduweni kemampuan akselerasi sing lemah.

3.2 Analisis lan diskusi

Mekanisme eter selulosa tundha hidrasi semen. Silva et al. hipotesis yen eter selulosa nambah viskositas solusi pori lan ngalangi tingkat gerakan ion, saéngga nundha hidrasi semen. Nanging, akeh literatur sing mangu-mangu asumsi iki, amarga eksperimen kasebut nemokake yen eter selulosa kanthi viskositas sing luwih murah nduweni kemampuan sing luwih kuat kanggo nundha hidrasi semen. Nyatane, wektu gerakan utawa migrasi ion cendhak banget, sing jelas ora bisa dibandhingake karo wektu tundha hidrasi semen. Adsorpsi antarane eter selulosa lan produk hidrasi semen dianggep minangka alasan nyata kanggo wektu tundha hidrasi semen dening eter selulosa. Eter selulosa gampang diserap ing permukaan produk hidrasi kayata kalsium hidroksida, gel CSH lan kalsium aluminat hidrat, nanging ora gampang diserap dening ettringite lan fase unhydrated, lan kapasitas adsorpsi selulosa eter ing kalsium hidroksida luwih dhuwur tinimbang gel CSH. Mulane, kanggo produk hidrasi semen Portland biasa, selulosa eter nduweni wektu tundha paling kuat ing kalsium hidroksida, wektu tundha paling kuat ing kalsium, wektu tundha kapindho ing gel CSH, lan wektu tundha paling lemah ing ettringite.

Panaliten sadurunge nuduhake yen adsorpsi antarane polisakarida non-ionik lan fase mineral utamane kalebu ikatan hidrogen lan kompleksasi kimia, lan loro efek kasebut dumadi ing antarane gugus hidroksil polisakarida lan hidroksida logam ing permukaan mineral. Liu et al. luwih diklasifikasikaké adsorpsi antarane polisakarida lan logam hidroksida minangka interaksi asam-basa, karo polisakarida minangka asam lan logam hidroksida minangka basa. Kanggo polisakarida sing diwenehake, alkalinitas permukaan mineral nemtokake kekuwatan interaksi antarane polisakarida lan mineral. Antarane papat komponen gelling sinau ing kertas iki, logam utama utawa unsur non-logam kalebu Ca, Al lan Si. Miturut urutan aktivitas logam, alkalinitas hidroksida kasebut yaiku Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4. Nyatane, larutan Si(OH)4 asam lan ora nyerep selulosa eter. kandungan Ca(OH)2 ing permukaan produk hidrasi semen nemtokake kapasitas adsorpsi produk hidrasi lan selulosa eter Amarga kalsium hidroksida, gel CSH (3CaO·2SiO2·3H20), ettringite (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O). lan kalsium aluminat hidrat (3CaO·Al2O3·6H2O) ing isi oksida anorganik CaO yaiku 100%, 58,33%, 49,56% lan 62 ,2%. aluminate>CSH gel> ettringite, sing konsisten karo asil ing literatur.

Produk hidrasi c3S utamane kalebu Ca(OH) lan gel csH, lan selulosa eter duweni efek tundha sing apik. Mulane, eter selulosa duwe wektu tundha sing jelas banget ing hidrasi C3s. Saliyane c3S, semen Portland biasa uga kalebu hidrasi C2s sing luwih alon, sing ndadekake efek penundaan selulosa eter ora katon ing tahap awal. Produk hidrasi silikat biasa uga kalebu ettringite, lan efek penundaan eter selulosa kurang. Mulane, kemampuan wektu tundha eter selulosa kanggo c3s luwih kuwat tinimbang semen Portland biasa sing diamati ing tes kasebut.

C3A bakal dissolve lan hydrate cepet nalika ketemu banyu, lan produk hidrasi biasane C2AH8 lan c4AH13, lan panas hidrasi bakal dirilis. Nalika solusi C2AH8 lan c4AH13 tekan jenuh, kristalisasi C2AH8 lan C4AH13 heksagonal sheet hydrate bakal dibentuk, lan tingkat reaksi lan panas hidrasi bakal suda ing wektu sing padha. Amarga adsorpsi eter selulosa menyang permukaan kalsium aluminat hidrat (CxAHy), anané selulosa eter bakal nundha kristalisasi C2AH8 lan C4AH13 hidrat piring heksagonal, sing nyebabake nyuda tingkat reaksi lan tingkat pelepasan panas hidrasi. saka C3A murni, sing nuduhake yen eter selulosa nduweni kemampuan akselerasi sing lemah kanggo hidrasi C3A. Wigati dicathet yen ing tes iki, selulosa eter nduweni kemampuan akselerasi sing lemah kanggo hidrasi c3A murni. Nanging, ing semen Portland biasa, amarga c3A bakal bereaksi karo gypsum kanggo mbentuk ettringite, amarga pengaruh imbangan ca2 + ing larutan slurry, selulosa eter bakal tundha tatanan saka ettringite, saéngga delaying hidrasi saka c3A.

Saka efek saka HEC, HPMC lan HEMC ing hidrasi lan tingkat release panas lan release panas kumulatif saka semen Portland biasa, C3S lan C3A ing 72 h, lan efek saka HEC ing hidrasi lan tingkat release panas lan release panas kumulatif saka sulfoaluminate semen ing 72 h, bisa katon ing antarane telung eter selulosa sing dipilih, Kemampuan hidrasi telat c3s lan semen Portland paling kuat ing HEC, ngiring dening HEMC, lan paling lemah ing HPMC. Ing babagan C3A, kemampuan telu selulosa eter kanggo nyepetake hidrasi uga ana ing urutan sing padha, yaiku, HEC sing paling kuat, HEMC minangka nomer loro, HPMC minangka sing paling lemah lan paling kuat. Iki mutusake manawa eter selulosa wis tundha pembentukan produk hidrasi bahan gelling.

Produk hidrasi utama semen sulfoaluminate yaiku ettringite lan gel Al(OH)3. C2S ing semen sulfoaluminate uga bakal hidrat kanthi kapisah kanggo mbentuk Ca(OH)2 lan gel cSH. Amarga adsorpsi saka selulosa eter lan ettringite bisa digatèkaké, lan hidrasi saka sulfoaluminate cepet banget, mulane, ing tataran awal saka hidrasi, selulosa eter wis sethitik efek ing tingkat release panas hidrasi saka semen sulfoaluminate. Nanging kanggo wektu tartamtu hidrasi, amarga c2s bakal kapisah hydrate kanggo generate Ca(OH)2 lan CSH gel, loro produk hidrasi iki bakal telat dening selulosa eter. Mulane, diamati yen selulosa eter tundha hidrasi semen sulfoaluminate sawise 2 jam.

4. Kesimpulan

Ing makalah iki, liwat tes kalorimetri isotermal, hukum pengaruh lan mekanisme pembentukan selulosa eter ing panas hidrasi semen Portland biasa, c3s, c3A, semen sulfoaluminate lan komponen liyane sing beda lan bijih tunggal ing 72 h dibandhingake. Kesimpulan utama yaiku:

(1) Eter selulosa bisa nyuda tingkat release panas hidrasi saka semen Portland biasa lan tricalcium silikat, lan efek ngurangi tingkat release panas hidrasi saka tricalcium silikat luwih pinunjul; Efek saka selulosa eter ing ngurangi tingkat release panas saka semen sulfoaluminate banget banget, nanging wis efek banget ing Ngapikake tingkat release panas saka tricalcium aluminate.

(2) selulosa eter bakal adsorbed dening sawetara produk hidrasi, mangkono delaying crystallization produk hidrasi, mengaruhi tingkat release panas hidrasi semen. Jinis lan jumlah produk hidrasi beda kanggo macem-macem komponen bijih semen, saéngga efek selulosa eter ing panas hidrasi ora padha.