Целлюлоза эфири менен модификацияланган цемент шламы

Иондук эмес целлюлоза эфиринин ар кандай молекулярдык түзүлүшүнүн цемент шламынын тешикче түзүмүнө тийгизген таасири эффективдүү тыгыздык тести жана макроскопиялык жана микроскопиялык тешикчелердин структурасын байкоо аркылуу изилденген. Натыйжалар иондук эмес целлюлоза эфири цемент шламынын көзөнөктүүлүгүн жогорулата аларын көрсөттү. Иондук эмес целлюлоза эфири менен модификацияланган шламдын илешкектүүлүгү окшош болгондо,гидроксиэтил целлюлоза эфири(HEC) модификацияланган суспензия гидроксипропил метил целлюлоза эфирине (HPMC) жана метил целлюлоза эфирине (MC) модификацияланган шламга караганда кичине. Окшош топтун мазмуну менен HPMC целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү/салыштырмалуу молекулярдык салмагы канчалык төмөн болсо, анын модификацияланган цемент шламынын көзөнөктүүлүгү ошончолук аз болот. Иондук эмес целлюлоза эфири суюк фазанын беттик чыңалуусун азайтып, цемент шламын көбүкчөлөрдү түзүүнү жеңилдетет. Иондук эмес целлюлоза эфиринин молекулалары көбүкчөлөрдүн газ-суюктук тилкесинде багыттуу адсорбцияланат, бул да цемент шламынын фазасынын илешкектүүлүгүн жогорулатат жана цемент шламынын көбүктөрдү турукташтыруу жөндөмдүүлүгүн жогорулатат.

Негизги сөздөр:иондук эмес целлюлоза эфири; цемент шламы; тешикчелердин түзүлүшү; Молекулярдык түзүлүш; беттик чыңалуу; илешкектүүлүк

Ноиондук целлюлоза эфири (мындан ары целлюлоза эфири) эң сонун коюулантууга жана сууну кармоого ээ жана кургак аралашма эритмеде, өзү кысуучу бетондо жана цементтин негизиндеги башка жаңы материалдарда кеңири колдонулат. Цемент негизиндеги материалдарда колдонулган целлюлоза эфирлери, адатта, метил целлюлоза эфирин (MC), гидроксипропил метил целлюлоза эфирин (HPMC), гидроксиэтил метил целлюлоза эфирин (HEMC) жана гидроксиэтил целлюлоза эфирин (HEC) камтыйт, алардын арасында HPMC жана HEMC кеңири таралган колдонмолор болуп саналат. .

Целлюлоза эфири цемент шламынын тешиктүү түзүлүшүнө олуттуу таасир этет. Pourchez ж. цемент шламы. Мындан тышкары, катууланган цемент шламы үчүн, төмөнкү молекулалуу HEC модификацияланган цемент шламынын тешикчелердин өлчөмү боюнча бөлүштүрүлүшү таза цемент шламына окшош. Жогорку молекулярдык HEC модификацияланган цемент шламынын жалпы тешикчелеринин көлөмү таза цемент шламынан жогору, бирок болжол менен бирдей консистенциясы менен HPMC модификацияланган цемент шламынан төмөн. SEM байкоо аркылуу, Zhang et al. HEMC цемент эритмесиндеги диаметри болжол менен 0,1 мм болгон тешикчелердин санын бир кыйла көбөйтө аларын аныкташкан. Алар ошондой эле сымап инъекциялык тест аркылуу HEMC цемент шламынын жалпы тешикчелеринин көлөмүн жана орточо тешикчелердин диаметрин бир топ көбөйтө аларын аныкташты, натыйжада диаметри 50нм ~ 1мкм болгон чоң тешикчелердин жана диаметри андан көп чоң тешикчелердин саны бир кыйла көбөйөт. 1мкмден ашат. Бирок диаметри 50 нмден ашпаган тешикчелердин саны кыйла кыскарган. Сарич-Корик жана башкалар. целлюлоза эфири цемент шламын кеурек кылып, макротешиктердин көбөйүшүнө алып келет деп ишенишкен. Jenni жана башкалар. аткаруу тыгыздыгын сынап көрдү жана HEMC модификацияланган цемент эритмесинин тешикчелердин көлөмдүк үлүшү болжол менен 20%ды түзөрүн, ал эми таза цемент эритмесинде абанын аз гана көлөмү бар экенин аныктады. Silva жана башкалар. таза цемент шламы катары 3,9 нм жана 40 ~ 75 нм эки чокусуна тышкары, сымап инъекциялык сыноо аркылуу 100 ~ 500 нм жана 100 мкмден жогору эки чокусу бар экенин аныкташкан. Ма Баогуо жана башкалар. целлюлоза эфири сымап инъекциялык сыноо аркылуу цемент эритмесиндеги диаметри 1мкмден аз майда тешикчелердин жана диаметри 2мкмден ашкан чоң тешикчелердин санын көбөйткөнүн аныктады. Целлюлоза эфири цемент шламынын көзөнөктүүлүгүн жогорулатат деген себепке келсек, адатта целлюлоза эфири үстүнкү активдүүлүккө ээ, аба менен суунун интерфейсин байытып, цемент шламындагы көбүкчөлөрдү турукташтыруу үчүн пленка пайда кылат деп эсептелет.

Жогорудагы адабияттарды талдоо аркылуу цементтин негизиндеги материалдардын тешиктүү түзүлүшүнө целлюлоза эфиринин таасири чоң көңүл бурганын көрүүгө болот. Бирок, целлюлоза эфиринин көптөгөн түрлөрү бар, бир эле целлюлоза эфири, анын салыштырмалуу молекулярдык салмагы, топтун мазмуну жана башка молекулярдык түзүлүш параметрлери да абдан ар түрдүү, ал эми целлюлоза эфирин тандоо боюнча ата мекендик жана чет элдик изилдөөчүлөр алардын тиешелүү колдонуусу менен гана чектелет. талаа, өкүлчүлүктүн жоктугу, корутунду сөзсүз "ашыкча жалпылоо" болуп саналат, ошондуктан целлюлоза эфиринин механизмин түшүндүрүү жетиштүү терең эмес. Бул макалада, цемент шламынын тешикче түзүмүнө ар кандай молекулярдык түзүлүшү бар целлюлоза эфиринин таасири көрүнөө тыгыздык тести жана макроскопиялык жана микроскопиялык тешик түзүмүн байкоо аркылуу изилденген.

1. Сыноо

1.1 Чийки заттар

Цемент Huaxin Cement Co., LTD. тарабынан чыгарылган P·O 42,5 кадимки портландцемент болчу, анын химиялык курамы AXIOS Ad-Vanced толкун узундугунун дисперсиялык тибиндеги рентген-флуоресценттик спектрометри (PANa — литикалык, Нидерланды) менен өлчөнгөн. жана фазалык курамы Богу ыкмасы менен бааланган.

Целлюлоза эфири соода целлюлоза эфиринин төрт түрүн тандап алды, тиешелүүлүгүнө жараша метил целлюлоза эфири (MC), гидроксипропил метил целлюлоза эфири (HPMC1, HPMC2) жана гидроксиэтил целлюлоза эфири (HEC), HPMC1 молекулалык түзүлүшү жана HPMC2 окшош, бирок илешкектүүлүгү HPMC2ге караганда алда канча аз. , Башкача айтканда, HPMC1дин салыштырмалуу молекулалык массасы HPMC2ге караганда бир топ аз. Гидроксиэтил метил целлюлоза эфиринин (HEMc) жана HPMCдин окшош касиеттеринен улам, бул изилдөөдө HEMCs тандалган эмес. Сыноонун натыйжаларына нымдуулуктун таасирин болтурбоо үчүн бардык целлюлоза эфирлери колдонуудан мурун 2 саат 98 ℃ температурада бышырылган.

Целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү NDJ-1B айланма viscosimeter (Shanghai Changji компаниясы) тарабынан текшерилген. Сыноочу эритменин концентрациясы (целлюлоза эфиринин сууга массалык катышы) 2,0%, температура 20 ℃ жана айлануу ылдамдыгы 12р/мин болгон. Целлюлоза эфиринин беттик чыңалуусу шакекче ыкмасы менен текшерилди. Сыноочу аспап JK99A автоматтык тенсиометр (Shanghai Zhongchen компаниясы) болгон. Сыноочу эритменин концентрациясы 0,01% жана температура 20 ℃ болгон. Целлюлоза эфир тобунун мазмуну өндүрүүчү тарабынан берилет.

Целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгүнө, беттик чыңалуусуна жана топтун курамына ылайык, эритме концентрациясы 2,0% болгондо, HEC жана HPMC2 эритмесинин илешкектүүлүк катышы 1:1,6, ал эми HEC жана MC эритмесинин илешкектүүлүк катышы 1:0,4, бирок бул сыноодо суу-цементтин катышы 0,35, цементтин максималдуу катышы 0,6%, целлюлоза эфиринин сууга массалык катышы болжол менен 1,7%, 2,0% дан аз жана цемент шламынын илешкектүүлүккө синергетикалык таасири, ошондуктан HEC, HPMC2 же MC модификацияланган цемент шламынын илешкектүүлүгүнүн айырмасы аз.

Целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгүнө, беттик чыңалууга жана топтук курамына ылайык, ар бир целлюлоза эфиринин беттик чыңалуусу ар кандай болот. Целлюлоза эфири гидрофилдик топторго (гидроксил жана эфир топтору) жана гидрофобдук топторго (метил жана глюкоза көмүртек шакекче) ээ, беттик активдүү зат болуп саналат. Целлюлоза эфири ар кандай, гидрофильдүү жана гидрофобдук топтордун түрү жана мазмуну ар башка, натыйжада беттик чыңалуу ар кандай болот.

1.2 Сыноо ыкмалары

Цементтин алты түрү, анын ичинде таза цемент шламы, төрт целлюлоза эфири (MC, HPMCl, HPMC2 жана HEC) 0,60% цемент аралашмасы жана 0,05% цемент катышы менен HPMC2 модификацияланган цемент шламы даярдалды. Ref, MC — 0,60, HPMCl — 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0,60 жана hpMC2-0,05 суу-цемент катышы 0,35 да экенин көрсөтүп турат.

GB/T 17671 1999 стандартына ылайык биринчи цемент шламы 20℃ мөөр басылган айыктыруу шартында 40мм × 40 мм × 160 мм призма блокторуна жасалган «цемент эритмесинин күчүн сыноо ыкмасы (ISO ыкмасы)». Таразага тартылып, анын көрүнгөн тыгыздыгын эсептеп чыккандан кийин ал кичинекей балка менен жарылып, тесттик блоктун борбордук бөлүгүндөгү макро тешиктин абалы байкалып, санарип камера менен сүрөткө тартылган. Ошол эле учурда, оптикалык микроскоп (HIROX үч өлчөмдүү видео микроскоп) жана сканерлөөчү электрондук микроскоп (JSM-5610LV) менен байкоо жүргүзүү үчүн 2,5 ~ 5,0 мм кичинекей бөлүктөр алынган.

2. Тесттин жыйынтыгы

2.1 Көрүнгөн тыгыздык

Ар кандай целлюлоза эфирлери менен модификацияланган цемент шламынын көрүнүктүү тыгыздыгына ылайык, (1) таза цемент шламынын көрүнүүчү тыгыздыгы эң жогорку, ал 2044 кг/м³; Цементтин катышы 0,60% болгон целлюлоза эфиринин төрт түрүнүн көрүнөө тыгыздыгы таза цемент шламынын 74% ~ 88% түздү, бул целлюлоза эфири цемент шламынын көзөнөктүүлүгүнүн көбөйүшүнө алып келгендигин көрсөтөт. (2) Цемент менен цементтин катышы 0,60% болгондо, цемент шламынын көзөнөктүүлүгүнө түрдүү целлюлоза эфирлеринин таасири такыр башкача болот. HEC, HPMC2 жана MC модификацияланган цемент суспензиясынын илешкектүүлүгү окшош, бирок HEC модификацияланган цемент булчуңунун көрүнүктүү тыгыздыгы эң жогорку болуп саналат, бул HEC модификацияланган цемент суспензиясынын кеуектүүлүгү окшош илешкектүүлүктөгү HPMc2 жана Mc модификацияланган цемент суспензиясына караганда кичине экенин көрсөтүп турат. . HPMC1 жана HPMC2 окшош топтун мазмунуна ээ, бирок HPMCl илешкектүүлүгү HPMC2ге караганда алда канча төмөн жана HPMCl өзгөртүлгөн цемент суспензиясынын көрүнөө тыгыздыгы HPMC2 модификацияланган цемент суспензиясына караганда кыйла жогору, бул топтун мазмуну окшош болгондо , целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү канчалык төмөн болсо, модификацияланган цемент шламынын көзөнөктүүлүгү ошончолук төмөн болот. (3) Цемент-цементтин катышы өтө аз (0,05%) болгондо, HPMC2-модифицирленген цемент шламынын көрүнөө тыгыздыгы негизинен таза цемент шламынын тыгыздыгына жакын болот, бул цементтин көзөнөктүүлүгүнө целлюлоза эфиринин таасири экенин көрсөтүп турат. сыр абдан аз.

2.2 Макроскопиялык тешикче

Санарип фотоаппарат менен алынган целлюлоза эфири модификацияланган цемент шламынын бөлүм сүрөттөрүнө ылайык, таза цемент шламы абдан тыгыз, көзгө көрүнгөн тешикчелери дээрлик жок; Целлюлоза эфиринин төрт түрү 0,60% цемент катышы менен модификацияланган шламдын бардыгында макроскопиялык тешикчелер көбүрөөк, бул целлюлоза эфири цемент шламынын көзөнөктүүлүгүнүн көбөйүшүнө алып келерин көрсөтүп турат. Көрүнүп турган тыгыздык тестинин натыйжаларына окшош, целлюлоза эфиринин ар кандай түрлөрүнүн жана мазмунунун цемент шламынын көзөнөктүүлүгүнө тийгизген таасири такыр башкача. HEC, HPMC2 жана MC модификацияланган суюктуктун илешкектүүлүгү окшош, бирок HEC модификацияланган суспензиянын пороздуулугу HPMC2 жана MC модификацияланган шламга караганда кичине. HPMC1 жана HPMC2 топтун мазмунуна окшош болсо да, HPMC1 модификацияланган суспензия азыраак илешкектүүлүккө ээ. HPMc2 модификацияланган шламдын цемент-цемент катышы өтө аз (0,05%) болгондо, макроскопиялык тешикчелердин саны таза цемент шламына караганда бир аз көбөйөт, бирок 0,60% цементтен жасалган HPMC2 модификацияланган шламга караганда кыйла азаят. - цемент катышы.

2.3 Микроскопиялык тешикче

4. Корутунду

(1) Целлюлоза эфири цемент шламынын көзөнөктүүлүгүн жогорулата алат.

(2) Целлюлоза эфиринин ар кандай молекулярдык түзүлүш параметрлери бар цемент шламынын көзөнөктүүлүгүнө тийгизген таасири ар кандай: целлюлоза эфири менен модификацияланган цемент суспензиясынын илешкектүүлүгү окшош болгондо, HEC модификацияланган цемент суспензиясынын кеуектүүлүгү HPMC жана MC модификацияланган цемент суспензиясына караганда азыраак болот. цемент шламы; Окшош топтун мазмуну менен HPMC целлюлоза эфиринин илешкектүүлүгү/салыштырмалуу молекулярдык салмагы канчалык төмөн болсо, анын модификацияланган цемент шламынын көзөнөктүүлүгү ошончолук төмөн болот.

(3) Целлюлоза эфирин цемент шламына кошкондон кийин, суюк фазанын беттик чыңалуусу азаят, ошондуктан цемент шламы көбүкчөлөрдү түзө алат i целлюлоза эфиринин молекулалары көбүктүү газ-суюктук интерфейсинде адсорбцияны түзүшөт, бекемдигин жана катуулугун жакшыртат. көбүктүү суюктук пленкасы көбүктүү газ-суюктук интерфейсинде адсорбция, көбүк суюктук пленкасынын күчүн жакшыртат жана катуу баткактын көбүктү турукташтыруу жөндөмүн күчөтөт.