Celluloseether iwwer d'Morphologie vum fréien Ettringit

D'Effekter vun hydroxyethyl methyl cellulose ether an methyl cellulose ether op d'Morphologie vun ettringite zu fréi Zement slurry sech duerch Scannen Elektronen microscopy (SEM) studéiert. D'Resultater weisen datt d'Längt-Duerchmiesser Verhältnis vun ettringite Kristaller an hydroxyethyl Methylcellulose Ether modifizéiert Schläimhait méi kleng ass wéi déi an gewéinlech Schläimhait, an d'Morphologie vun ettringite Kristaller ass kuerz Staang-wëll. D'Längt-Duerchmiesser Verhältnis vun ettringite Kristaller am Methylcellulose Ether modifizéiert Schläimhait ass méi grouss wéi déi an normal slurry, an d'Morphologie vun ettringite Kristaller ass Nadel-Staang. D'ettringite Kristaller an gewéinlech Zement slurries hunn en Aspekt Verhältnis iergendwou an tëscht. Duerch déi uewe genannte experimentell Studie ass et weider kloer datt den Ënnerscheed vum Molekulargewiicht vun zwou Aarte vu Celluloseether de wichtegste Faktor ass deen d'Morphologie vum Ettringit beaflosst.

Schlësselwierder:ettringite; Längt-Duerchmiesser Verhältnis; Methylcellulose Ether; Hydroxyethyl Methylcellulose Ether; morphologie

Ettringite, als liicht erweidert Hydratatiounsprodukt, huet e wesentlechen Effekt op d'Leeschtung vun Zementbeton, a war ëmmer d'Fuerschungshotspot vun Zementbaséierte Materialien. Ettringit ass eng Zort Trisulfid-Typ Kalziumaluminathydrat, seng chemesch Formel ass [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, oder kann als 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O geschriwwe ginn, dacks als AFt verkierzt. . Am Portland Zement System gëtt ettringite haaptsächlech duerch d'Reaktioun vu Gips mat Aluminat oder Ferric Aluminat Mineralstoffer geformt, déi d'Roll vun der Verspéidung vun der Hydratatioun a fréie Kraaft vum Zement spillt. D'Bildung an d'Morphologie vun ettringite si vu ville Faktoren beaflosst wéi Temperatur, pH-Wäert an Ionkonzentratioun. Scho fréi wéi 1976, Metha et al. benotzt Scannerelektronenmikroskopie fir d'morphologesch Charakteristike vun AFt ze studéieren, a fonnt datt d'Morphologie vun esou liicht erweiderten Hydratatiounsprodukter liicht anescht war wann de Wuesstumsraum grouss genuch war a wann de Raum limitéiert war. Déi fréier ware meeschtens schlank Nadelstaaf-förmlech Kugel, während déi lescht meeschtens kuerz Staangfërmeg Prisma war. D'Fuerschung vum Yang Wenyan huet festgestallt datt AFt Formen ënnerschiddlech waren mat verschiddenen Aushärten Ëmfeld. Naass Ëmfeld géif AFt Generatioun an Expansioun-dotéiert konkret Délaie an Erhéijung der Méiglechkeet vun konkret Schwellung an Rëss. Verschidde Ëmfeld beaflossen net nëmmen d'Bildung an d'Mikrostruktur vun AFt, awer och seng Volumenstabilitéit. Chen Huxing et al. fonnt datt d'laangfristeg Stabilitéit vun AFt mat der Erhéijung vum C3A Inhalt erofgaang ass. Clark and Monteiro et al. fonnt, datt mat der Erhéijung vun Ëmwelt- Drock, AFt Kristallsglas produzéiert Struktur vun Uerdnung zu Stéierungen geännert. Balonis a Glasser iwwerpréift d'Dicht Ännerungen vun AFm an AFt. Renaudin et al. studéiert d'strukturell Verännerungen vun AFt virun an no Taucht an der Léisung an déi strukturell Parameter vun AFt am Raman Spektrum. Kunter et al. studéiert den Effekt vun der Interaktioun tëscht CSH Gel Kalzium-Silicium Verhältnis a Sulfation op AFt Kristalliséierungsdrock duerch NMR. Zur selwechter Zäit, baséiert op der Uwendung vun AFt an Zement-baséiert Materialien, Wenk et al. studéiert AFt Kristallsglas produzéiert Orientatioun vun konkret Sektioun duerch haart Synchrotron Stralung X-Ray Diffraktion Veraarbechtung Technologie. D'Bildung vun AFt am gemëscht Zement an der Fuerschung Hotspot vun ettringite sech exploréiert. Baséiert op verspéiten ettringite Reaktioun, e puer Geléiert hunn vill Fuerschung op d'Ursaach vun AFt Phase gehaal.

De Volume Expansioun vun der Formatioun vun ettringite ëmmer gënschteg ass, an et kann als "Expansioun" ähnlech zu Magnesiumoxid Expansioun Agent Akt de Volume Stabilitéit vun Zement-baséiert Material ze erhalen. D'Additioun vu Polymer-Emulsioun a redispersiblen Emulsiounspulver verännert d'makroskopesch Eegeschafte vun Zement-baséiert Materialien duerch hir bedeitend Auswierkungen op d'Mikrostruktur vun Zement-baséiert Materialien. Wéi och ëmmer, am Géigesaz zum redispersiblen Emulsiounspulver, deen haaptsächlech d'Verbindungseigenschafte vum gehärte Mörser verbessert, gëtt de Waasserlösleche Polymercelluloseether (CE) dem nei gemëschte Mörser gutt Waasserbehalen a Verdickungseffekt, an doduerch d'Aarbechtsleeschtung verbessert. Net-ionesch CE gëtt allgemeng benotzt, dorënner Methylcellulose (MC), Hydroxyethylcellulose (HEC), Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC),Hydroxyethyl Methylcellulose (HEMC), etc., an CE spillt eng Roll an nei gemëschte Mierer, awer beaflosst och den Hydratatiounsprozess vun Zementschlämmer. Studien hu gewisen datt HEMC d'Quantitéit vun AFt ännert, déi als Hydratatiounsprodukt produzéiert gëtt. Wéi och ëmmer, keng Studien hu systematesch den Effekt vum CE op der mikroskopescher Morphologie vun AFt verglach, sou datt dëse Pabeier den Ënnerscheed vum Effekt vun HEMC a MC op der mikroskopescher Morphologie vun ettringham am fréien (1-Dag) Zementschlümmung duerch Bildanalyse entdeckt an Verglach.

1. Experiment

1.1 Matière première

P·II 52.5R Portland Zement produzéiert vun Anhui Conch Cement Co., LTD gouf als Zement am Experiment ausgewielt. Déi zwee Celluloseethere sinn Hydroxyethyl Methylcellulose (HEMC) a Methylcellulose (Methylcellulose, Shanghai Sinopath Group) respektiv. MC); D'Mëschung Waasser ass Krunnewaasser.

1.2 Experimentell Methoden

D'Waasser-Zement Verhältnis vun der Zement Paste Prouf war 0,4 (d'Mass Verhältnis vu Waasser ze Zement), an den Inhalt vun cellulose Ether war 1% vun der Mass vun Zement. D'Virbereedung vum Exemplar gouf no GB1346-2011 "Testmethod fir Waasserverbrauch, Setting Time and Stability of Cement Standard Consistence" duerchgefouert. No der Formung vum Exemplar gouf de Plastikfilm op der Uewerfläch vun der Schimmel akapselt fir d'Uewerflächewaasserverdampfung an d'Karboniséierung ze vermeiden, an d'Probe gouf an engem Aushärtraum mat enger Temperatur vun (20±2)℃ a relativer Fiichtegkeet vu (60±5) gesat. ) %. No 1 Dag gouf d'Schimmel geläscht, an d'Probe gouf gebrach, duerno gouf eng kleng Probe aus der Mëtt geholl an an anhydrous Ethanol getippt fir d'Hydratatioun ofzeschléissen, an d'Probe gouf erausgeholl a virum Test getrocknt. Déi gedréchent Echantillon goufen op de Prouf Dësch mat konduktiv duebel-dofir Kliewefolie gekollt, an eng Schicht vun Gold Film war op der Uewerfläch vun Cressington 108auto automatesch Ion Sputtering Instrument gesprëtzt. De Sputterstroum war 20 mA an d'Sputterzäit war 60 s. FEI QUANTAFEG 650 Ëmwelt- Scannen Elektronen Mikroskop (ESEM) war benotzt der morphological Charakteristiken vun AFt op der Prouf Rubrik ze observéieren. Den héije Vakuum sekundären Elektronenmodus gouf benotzt fir den AFT ze beobachten. D'Beschleunigungsspannung war 15 kV, den Duerchmiesser vum Strahlpunkt war 3,0 nm, an d'Aarbechtsdistanz gouf op ongeféier 10 mm kontrolléiert.

2. Resultater an Diskussioun

SEM Biller vun ettringite an gehärtert HEMC-geännert Zement Schläimhait gewisen, datt d'Orientéierung Wuesstem vun layered Ca (OH) 2 (CH) offensichtlech war, an AFt huet onregelméisseg Akkumulation vun kuerz Staang-wëll AFt gewisen, an e puer kuerz Staang-wëll AFT war Daach. mat HEMC Membran Struktur. Zhang Dongfang et al. fonnt och kuerz Staang-wëll AFt wann Observatioun vun der microstructure Ännerungen vun HEMC geännert Zement slurry duerch ESEM. Si hunn gegleeft datt gewéinlech Zementschlämm séier reagéiert nodeems se Waasser begéint hunn, sou datt AFt Kristall schlank war, an d'Verlängerung vum Hydratatiounsalter huet zu der kontinuéierlecher Erhéijung vum Längt-Duerchmiesser Verhältnis gefouert. Wéi och ëmmer, HEMC huet d'Viskositéit vun der Léisung erhéicht, d'Bindungsquote vun Ionen an der Léisung reduzéiert an d'Arrivée vu Waasser op der Uewerfläch vu Klinkerpartikelen verspéit, sou datt d'Längt-Duerchmiesser Verhältnis vun AFt an engem schwaache Trend eropgaang ass a seng morphologesch Charakteristiken weisen. kuerz Staang-wëll Form. Am Verglach mat AFt am gewéinleche Zementschlümmung vum selwechten Alter ass dës Theorie deelweis verifizéiert ginn, awer et ass net uwendbar fir d'morphologesch Verännerungen vun AFt am MC modifizéierten Zementschlëmmer z'erklären. SEM Biller vun ettridite an 1-Dag gehärt MC geännert Zement slurry gewisen och orientéiert Wuesstem vun layered Ca (OH) 2, puer AFt Fläch goufen och mat Film Struktur vun MC Daach, an AFt huet morphological Charakteristiken vun Stärekoup Wuesstem. Wéi och ëmmer, am Verglach, huet AFt Kristall am MC modifizéierten Zementschlämung e méi grousst Längt-Duerchmiesser Verhältnis an eng méi schlank Morphologie, déi eng typesch acikulär Morphologie weist.

Béid HEMC an MC hunn de fréie Hydratatiounsprozess vum Zement verspéit an d'Viskositéit vun der Léisung erhéicht, awer d'Ënnerscheeder an AFt morphologesche Charakteristiken, déi duerch si verursaacht goufen, waren nach ëmmer bedeitend. Déi uewe genannte Phänomener kënne weider aus der Perspektiv vun der molekulare Struktur vum Celluloseether an der AFt Kristallstruktur ausgebaut ginn. Renaudin et al. de synthetiséierte AFt an der preparéierter Alkali-Léisung getäuscht fir "naass AFt" ze kréien, an deelweis ewechgeholl an et op der Uewerfläch vun enger gesättigter CaCl2 Léisung (35% relativer Fiichtegkeet) getrocknegt fir "dréchen AFt" ze kréien. No der Strukturverfeinerungsstudie duerch Raman Spektroskopie a Röntgenpulverdiffraktioun gouf festgestallt datt et keen Ënnerscheed tëscht den zwou Strukturen war, nëmmen d'Richtung vun der Kristallbildung vun Zellen geännert am Trocknungsprozess, dat heescht am Prozess vun der Ëmwelt. änneren vun "naass" ze "dréchen", AFt Kristaller geformt Zellen laanscht déi normal Richtung vun engem lues erop. D'AFt Kristaller laanscht d'c normal Richtung gouf manner a manner. Déi elementarste Eenheet vum dreidimensionalen Raum besteet aus enger Normallinn, b Normallinn an c Normallinn, déi senkrecht openee stinn. Am Fall datt b Normaler fixéiert goufen, hunn AFt Kristaller laanscht eng Normale geclustert, wat zu enger vergréissert Zell Querschnëtt am Fliger vun ab Normaler resultéiert. Also, wann den HEMC méi Waasser "späichert" wéi de MC, kann en "dréchent" Ëmfeld an engem lokaliséierte Gebitt optrieden, wat d'lateral Aggregatioun an de Wuesstum vun AFt-Kristalle encouragéiert. Patural et al. fonnt datt fir CE selwer, wat méi héich de Grad vun der Polymeriséierung (oder méi grouss ass d'Molekülgewiicht), dest méi grouss d'Viskositéit vum CE a wat besser d'Waasserretentiounsleistung. D'molekulare Struktur vun HEMCs a MCS ënnerstëtzt dës Hypothese, mat der Hydroxyethylgrupp e vill méi grousst Molekulargewiicht wéi d'Waasserstoffgrupp.

Allgemeng bilden AFt Kristalle a fällt nëmme wann relevant Ionen eng gewësse Sättigung am Léisungssystem erreechen. Dofir kënne Faktore wéi Ionkonzentratioun, Temperatur, pH-Wäert a Formationsraum an der Reaktiounsléisung d'Morphologie vun AFt-Kristalle wesentlech beaflossen, an Ännerungen an kënschtlechen Synthesebedéngungen kënnen d'Morphologie vun AFt-Kristalle änneren. Dofir kann d'Verhältnis vun AFt-Kristallen an der gewéinlecher Zementschlämmung tëscht deenen zwee duerch den eenzege Faktor vum Waasserverbrauch an der fréicher Hydratatioun vum Zement verursaacht ginn. Wéi och ëmmer, den Ënnerscheed an der AFt Kristallmorphologie verursaacht duerch HEMC a MC sollt haaptsächlech wéinst hirem spezielle Waasserretenzmechanismus sinn. Hemcs an MCS kreéieren eng "zougemaach Loop" vum Waassertransport bannent der Mikrozon vun der frëscher Zementschlümmung, wat eng "kuerz Period" erlaabt an där Waasser "einfach eran ass a schwéier erauszekommen." Wéi och ëmmer, während dëser Period gëtt d'Flëssegphase-Ëmfeld an a bei der Mikrozon och geännert. Faktore wéi Ionkonzentratioun, pH, asw., D'Verännerung vum Wuesstumsëmfeld gëtt weider an de morphologesche Charakteristike vun AFt-Kristalle reflektéiert. Dës "zougemaach Loop" vum Waassertransport ass ähnlech wéi de Mechanismus vun der Handlung vum Pourchez et al. HPMC spillt eng Roll bei der Waasserretention.

3. Conclusioun

(1) D'Zousätzlech vun hydroxyethyl methyl cellulose Ether (HEMC) an methyl cellulose Ether (MC) kann d'morphology vun ettringite am fréie (1 Dag) gewéinlech Zement slurry bedeitend änneren.

(2) D'Längt an Duerchmiesser vun ettringite Kristallsglas produzéiert an HEMC geännert Zement slurry sinn kleng a kuerz Staang Form; D'Längt an Duerchmiesser Verhältnis vun ettringite Kristaller am MC geännert Zement slurry grouss ass, déi Nol-Staang Form ass. D'ettringite Kristalle an gewéinlech Zement slurries hunn en Aspekt Verhältnis tëscht dësen zwee.

(3) Déi verschidden Auswierkunge vun zwee Celluloseetheren op d'Morphologie vun ettringite sinn am Wesentlechen wéinst dem Ënnerscheed am Molekulargewiicht.