Celiuliozės eterių poveikis vandens komponentų raidai ir sulfoaluminato cemento pastos hidratacijos produktų raidai

Vandens komponentai ir mikrostruktūros evoliucija celiuliozės eterio modifikuoto sulfoaluminato cemento (CSA) srutos buvo tiriamos naudojant žemo lauko branduolio magnetinį rezonansą ir šiluminį analizatorių. Rezultatai parodė, kad pridėjus celiuliozės eterį, jis adsorbuotas vanduo tarp flokuliacijos struktūrų, kuri buvo apibūdinta kaip trečioji atsipalaidavimo smailė skersinio atsipalaidavimo laiko (T2) spektre, o adsorbuoto vandens kiekis buvo teigiamai koreliuojamas su doze. Be to, celiuliozės eteris reikšmingai palengvino vandens mainus tarp CSA FOC vidaus ir tarp Floc struktūrų. Nors celiuliozės eterio pridėjimas neturi įtakos sulfoaluminato cemento hidratacijos produktų tipams, tai paveiks tam tikro amžiaus hidratacijos produktų kiekį.

Raktiniai žodžiai:celiuliozės eteris; sulfoaluminato cementas; vanduo; Hidratacijos produktai

0、Pratarmė

Celiuliozės eteris, perdirbtas iš natūralios celiuliozės per daugybę procesų, yra atsinaujinanti ir žalia cheminė priemaiša. Įprasti celiuliozės eteriai, tokie kaip metilceliuliozė (MC), etilceliuliozė (HEC) ir hidroksitilmetilceliuliozė (HEMC), yra plačiai naudojami medicinoje, konstrukcijoje ir kitose pramonės šakose. Paimdamas Hemcą kaip pavyzdį, jis gali žymiai pagerinti Portlando cemento vandens sulaikymą ir konsistenciją, tačiau atidėti cemento nustatymą. Mikroskopiniu lygmeniu HEMC taip pat daro didelę įtaką cemento pastos mikrostruktūrai ir porų struktūrai. Pavyzdžiui, hidratacijos produktas EtTringitas (AFT) yra labiau linkęs į trumpą strypo formos, o jo kraštinių santykis yra mažesnis; Tuo pačiu metu į cemento pastą įvežama daugybė uždarų porų, sumažinant bendraujančių porų skaičių.

Dauguma esamų celiuliozės eterių įtakos cementui pagrindu pagamintų medžiagų tyrimai sutelkia dėmesį į portlando cementą. Sulphoaluminate cementas (CSA) yra mažai anglies cementas, nepriklausomai sukurtas mano šalyje XX amžiuje, bevandeniu kalcio sulfoaluminate kaip pagrindinė mineralas. Kadangi po hidratacijos gali būti sukurtas didelis AFT kiekis, CSA turi ankstyvojo stiprumo, didelio nepralaidumo ir atsparumo korozijai pranašumus ir yra plačiai naudojama betono 3D spausdinimo, jūrinių inžinerijos konstrukcijų ir greito taisymo žemos temperatūros aplinkoje laukuose . Pastaraisiais metais Li Jian ir kt. išanalizavo HEMC įtaką CSA skiediniui iš gniuždomojo stiprumo ir šlapio tankio perspektyvų; Wu Kai et al. ištyrė HEMC poveikį ankstyvojo CSA cemento hidratacijos procesui, tačiau modifikuoto CSA cemento vanduo nežinomas komponentų ir srutų sudėties evoliucijos dėsnys. Remiantis tuo, šiame darbe pagrindinis dėmesys skiriamas skersinio atsipalaidavimo laiko (T2) pasiskirstymui CSA cemento srunoje prieš ir po pridedant Hemc, naudojant žemo lauko branduolinio magnetinio rezonanso prietaisą, ir toliau analizuojama vandens migracijos ir pokyčių dėsnis į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir keičia vandens įstatymą į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį į vandens migraciją ir pokyčių dėsnį vandenyje. srutas. Buvo tiriamas cemento pastos sudėties pokytis.

1. Eksperimentas

1.1 Žaliavos

Buvo naudojami du komerciškai prieinami sulfoaluminato cementai, žymimi CSA1 ir CSA2, o uždegimo (LOI) praradimas (LOI) buvo mažesnis nei 0,5% (masės frakcija).

Naudojami trys skirtingi hidroksietilmetilceliuliozės, kurios žymimi atitinkamai MC1, MC2 ir MC3. MC3 gaunamas maišant 5% (masės frakciją) poliakrilamidą (PAM) MC2.

1.2 Maišymo santykis

Trijų rūšių celiuliozės eteriai buvo sumaišyti atitinkamai į sulfoaluminato cementą, dozės buvo 0,1%, 0,2% ir 0,3% (masės frakcija, ta pati žemiau). Fiksuotas vandens ir cemento santykis yra 0,6, o vandens cemento santykio vandens cemento santykis yra geras tinkamumas ir kraujuoja atliekant standartinio konsistencijos vandens suvartojimo testą.

1.3 metodas

Eksperimente naudojama žemo lauko NMR įranga yra PQ⁃001 NMR analizatorius iš Šanchajaus Numei Analytical Instrucal Instrument Co., Ltd.°C. Testo metu į prietaiso zondo ritę buvo įdėtas mažas stiklo butelis, kuriame yra cilindrinis mėginys, ir CPMG seka buvo naudojama cemento pastos atsipalaidavimo signalui surinkti. Po inversijos koreliacijos analizės programinės įrangos, T2 inversijos kreivė buvo gauta naudojant SIRT inversijos algoritmą. Vandeniui, turinčiam skirtingą laisvės laipsnį srutos galima išanalizuoti. Norint generuoti branduolinį magnetinį rezonansą, būtina užtikrinti, kad radijo dažnio centro dažnis O1 (vienetas: khz) atitiktų magneto dažnį, o O1 bandymo metu kalibruojamas kiekvieną dieną.

Mėginiai buvo analizuojami Tg? DSC su STA 449C kombinuotu šiluminio analizatoriumi iš Netzsch, Vokietija. N2 buvo naudojamas kaip apsauginė atmosfera, kaitinimo greitis buvo 10°C/min, o nuskaitymo temperatūros diapazonas buvo 30–800°C.

2. Rezultatai ir diskusija

2.1 Vandens komponentų raida

2.1.1 Unped Celiuliozės eteris

Dviejų sulfoaluminato cemento srutų skersinio atsipalaidavimo laiko (T2) spektruose galima aiškiai pastebėti dvi atsipalaidavimo smailes (apibrėžtas kaip pirmasis ir antrasis atsipalaidavimo smailės). Pirmoji atsipalaidavimo smailė atsiranda iš flokuliacijos struktūros vidaus, kuris turi žemą laisvės laipsnį ir trumpą skersinį atsipalaidavimo laiką; Antroji atsipalaidavimo smailė atsiranda nuo flokuliacijos struktūrų, turinčių didelę laisvės laipsnį ir ilgą skersinį atsipalaidavimo laiką. Priešingai, T2, atitinkantis pirmąjį dviejų cementų atsipalaidavimo smailę, yra palyginamas, o vėliau pasirodo antroji CSA1 atsipalaidavimo smailė. Skiriasi nuo sulfoaluminato cemento klinkerio ir savarankiško cemento, dvi CSA1 ir CSA2 atsipalaidavimo smailės iš dalies sutampa iš pradinės būsenos. Egesmingai hidratacijai, pirmoji atsipalaidavimo smailė pamažu yra nepriklausoma, ši sritis pamažu mažėja ir ji visiškai išnyksta maždaug po 90 minučių. Tai rodo, kad tarp abiejų cemento pastų flokuliacijos struktūros ir flokuliacijos struktūros yra tam tikras vandens mainų laipsnis.

Antrojo atsipalaidavimo smailės smailės ploto ir T2 vertės pokytis, atitinkantis smailės viršūnę, apibūdina laisvojo vandens ir fiziškai surišto vandens kiekio pokyčius ir vandens laisvės laipsnio pasikeitimą srutose . Dviejų derinys gali išsamiau atspindėti srutų hidratacijos procesą. Hidratacijos eiga, piko plotas pamažu mažėja, o T2 vertės poslinkis į kairę palaipsniui didėja, ir tarp jų yra tam tikras atitinkamas ryšys.

2.1.2 Pridėtas celiuliozės eteris

Paimant CSA2, sumaišytą su 0,3% MC2, kaip pavyzdį, galima pamatyti T2 sulfoaluminato cemento T2 relaksacijos spektrą, kai pridedamas celiuliozės eteris. Pridėjus celiuliozės eterį, trečioji atsipalaidavimo smailė, vaizduojanti vandens adsorbciją celiuliozės eteriu, atsirado tokioje padėtyje, kur skersinis atsipalaidavimo laikas buvo didesnis nei 100ms, o smailė plotas palaipsniui didėjo padidėjus celiuliozės eterio kiekiui.

Vandens kiekiui tarp flokuliacijos struktūrų turi įtakos vandens migracija flokuliacijos struktūroje ir celiuliozės eterio vandens adsorbcija. Todėl vandens kiekis tarp flokuliacijos struktūrų yra susijęs su srutų vidine porų struktūra ir celiuliozės eterio vandens adsorbcijos pajėgumu. Antrojo atsipalaidavimo smailės plotas skiriasi priklausomai nuo celiuliozės eterio kiekio kinta priklausomai nuo skirtingų tipų cemento. Antrojo CSA1 srutos atsipalaidavimo smailės plotas nuolat mažėjo didėjant celiuliozės eterio kiekiui, ir buvo mažiausias, kurio kiekis buvo 0,3%. Priešingai, antrasis CSA2 srutų atsipalaidavimo smailių plotas nuolat didėja didėjant celiuliozės eterio kiekiui.

Išvardykite trečiojo atsipalaidavimo smailės ploto pokyčius, padidėjus celiuliozės eterio kiekiui. Kadangi didžiausio ploto įtaką paveikė mėginio kokybė, sunku užtikrinti, kad pridedamo mėginio kokybė būtų tokia pati pakraunant mėginį. Todėl ploto santykis naudojamas apibūdinti trečiojo atsipalaidavimo smailės signalo kiekį skirtinguose mėginiuose. Atsižvelgiant į trečiojo atsipalaidavimo smailės plotą, padidėjus celiuliozės eterio kiekiui, galima pastebėti, kad padidėjus celiuliozės eterio kiekiui, trečiojo atsipalaidavimo smailės plotas iš esmės parodė didėjančią tendenciją (IN (In CSA1, kai MC1 kiekis buvo 0,3%, tai buvo labiau trečiojo atsipalaidavimo smailė, šiek tiek sumažėjo 0,2%), tai rodo, kad didėjant celiuliozės eterio kiekiui, adsorbuotas vanduo taip pat palaipsniui didėja. Tarp CSA1 sruogų MC1 turėjo geresnę vandens absorbciją nei MC2 ir MC3; Tarp CSA2 sruogų, MC2 buvo geriausia vandens absorbcija.

Tai galima pastebėti pasikeitus trečiojo atsipalaidavimo smailės plotui CSA2 srutų masės vienetui, laikui Kadangi CSA2 hidratacijos greitis yra greitesnis nei klinkerio ir savarankiškai pagaminto cemento, celiuliozės eteris neturi laiko tolesnei vandens adsorbcijai ir išleidžia adsorbuotą vandenį, nes greitai padidėja skysčio fazės koncentracija srutose. Be to, MC2 vandens adsorbcija yra stipresnė nei MC1 ir MC3, o tai atitinka ankstesnes išvadas. Tai galima pastebėti pasikeitus smailės plotui, kurio masės masė yra trečioji CSA1 atsipalaidavimo smailė, laikui CSA1 plotas trumpai padidėja ankstyvoje hidratacijos etape. Sparčiai didėjant, jis sumažėjo išnykus, o tai gali būti dėl ilgesnio CSA1 krešėjimo laiko. In addition, CSA2 contains more gypsum, hydration is easy to form more AFt (3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O), consumes a lot of free water, and the rate of water consumption exceeds the rate of water adsorption by cellulose ether, which may lead to The Trečiojo CSA2 srutos atsipalaidavimo smailės plotas toliau mažėjo.

Įdėjus celiuliozės eterį, pirmoji ir antroji atsipalaidavimo smailės taip pat tam tikru mastu pasikeitė. Tai galima pamatyti iš dviejų cemento srutų ir šviežios suspensijos antrosios relaksacijos smailės smailės pločio, pridėjus celiuliozės eterį, kad pridedant celiuliozės eterį, skirtingas antrosios atsipalaidavimo smailės smailė. Padidėjimas, didžiausia forma yra difuzinė. Tai rodo, kad celiuliozės eterio įtraukimas tam tikru mastu apsaugo nuo cemento dalelių aglomeracijos, flokuliacijos struktūra yra gana laisva, susilpnina vandens surišimo laipsnį ir padidina vandens laisvės laipsnį tarp flokuliacijos struktūrų. Tačiau padidėjus dozei, didžiausio pločio padidėjimas nėra akivaizdus, ​​o kai kurių mėginių didžiausias plotis net sumažėja. Gali būti, kad padidėjus dozei, padidėja srutų skystos fazės klampumas, o tuo pačiu metu celiuliozės eterio adsorbcija cemento dalelėms yra sustiprintas, kad būtų Flokuliacija. Sumažėja drėgmės laisvės laipsnis tarp konstrukcijų.

Skiriamoji geba gali būti naudojama apibūdinti atskyrimo laipsnį tarp pirmosios ir antrosios atsipalaidavimo smailės. Atskyrimo laipsnį galima apskaičiuoti atsižvelgiant į skiriamąją gebą (afirst component-asdree)/afirst komponentas, kur afirst komponentas ir kaip pleiskanos reiškia maksimalią pirmosios atsipalaidavimo smailės amplitudę ir žemiausio taško amplitudę tarp dviejų smailių, atitinkamai. Atskyrimo laipsnis gali būti naudojamas apibūdinti vandens mainų laipsnį tarp srutų flokuliacijos struktūros ir flokuliacijos struktūros, o vertė paprastai yra 0-1. Didesnė atskyrimo vertė rodo, kad dvi vandens dalis yra sunkiau keistis, o vertė, lygi 1, rodo, kad abi vandens dalys iš viso negali keistis.

Iš atskyrimo laipsnio skaičiavimo rezultatų galima pastebėti, kad dviejų cementų atskyrimo laipsnis, nepridedant celiuliozės eterio, yra lygiavertis, abu yra apie 0,64, o atskyrimo laipsnis žymiai sumažėja pridėjus celiuliozės eterį. Viena vertus, skiriamoji geba toliau mažėja didėjant dozei, o dviejų smailių skiriamoji geba net sumažėja iki 0 CSA2, sumaišytoje su 0,3% MC3, tai rodo, kad celiuliozės eteris žymiai skatina vandenį mainą viduje ir tarp Flokuliacijos struktūros. Remiantis tuo, kad celiuliozės eterio įtraukimas iš esmės neturi jokios įtakos pirmojo atsipalaidavimo smailės padėčiai ir plotui, galima spėlioti, kad skiriamąją gebą sumažėja iš dalies dėl padidėjusio antrosios atsipalaidavimo smailės pločio, ir Dėl laisvos flokuliacijos struktūros vandens mainai tarp vidaus ir išorės palengvina. Be to, celiuliozės eterio sutapimas srutų struktūroje dar labiau pagerina vandens mainų laipsnį tarp flokuliacijos struktūros vidaus ir išorės. Kita vertus, celiuliozės eterio skiriamosios gebos mažinimo poveikis CSA2 yra stipresnis nei CSA1, kuris gali būti dėl mažesnio specifinio paviršiaus ploto ir didesnio CSA2 dalelių dydžio, kuris yra jautresnis celiuliozės eterio dispersiniam poveikiui po to įsteigimas.

2.2 srutų kompozicijos pokyčiai

Iš CSA1 ir CSA2 sruogų TG-DTG spektro 90 min., 150 minučių ir 1 dieną galima pastebėti, kad hidratacijos produktų tipai prieš ir po celiuliozės eterio ir po to, kai buvo pridedami celiuliozės eteriai, ir AFT, AFM ir AH3 buvo visi. suformuota. Literatūroje pabrėžiama, kad AFT skilimo diapazonas yra 50–120°C; AFM skilimo diapazonas yra 160–220°C; AH3 skilimo diapazonas yra 220–300°C. Pažangos hidratacijai, mėginio svorio metimas palaipsniui didėjo, o būdingos AFT, AFM ir AH3 būdingos DTG smailės pamažu tapo akivaizdus, ​​tai rodo, kad trijų hidratacijos produktų susidarymas pamažu didėjo.

Remiantis kiekvieno hidratacijos produkto dalimi, esant mėginiui skirtingo hidratacijos amžiuje, galima pastebėti, kad tuščiojo mėginio aft generavimas 1D amžiuje viršija mėginio, sumaišyto su celiuliozės eteriu, generavimas, tai rodo, kad celiuliozės eteris daro didelę įtaką didelę įtaką. Srutų hidratacija po krešėjimo. Yra tam tikras delsos efektas. 90 minučių trijų mėginių AFM gamyba išliko tokia pati; 90–150 minučių AFM gamyba tuščiame mėginyje buvo žymiai lėtesnė nei kitų dviejų mėginių grupių; Po 1 dienos tuščiame mėginyje AFM kiekis buvo toks pat kaip mėginio, sumaišyto su MC1, o MC2 mėginio AFM kiekis buvo žymiai mažesnis kituose mėginiuose. Kalbant apie hidratacijos produktą AH3, CSA1 tuščio mėginio susidarymo greitis po hidratacijos 90 minučių buvo žymiai lėtesnis nei celiuliozės eterio, tačiau generavimo greitis buvo žymiai greitesnis po 90 minučių, o trijų mėginių AH3 kiekis AH3 gamybos kiekis AH3 gamybos kiekis buvo trijų mėginių. buvo lygiavertis 1 dieną.

Po to, kai CSA2 sruta buvo hidratuota 90 min ir 150 min, mėginyje, sumaišytame su celiuliozės eteriu, buvo žymiai mažesnis nei tuščio mėginio, tai rodo, kad celiuliozės eteris taip pat turėjo tam tikrą sulėtėjantį poveikį CSA2 šleifui. 1D amžiaus mėginiuose nustatyta, kad tuščiojo mėginio AFT kiekis vis dar buvo didesnis nei mėginio, sumaišyto su celiuliozės eteriu, tai rodo, kad celiuliozės eteris vis dar turėjo tam tikrą sulėtėjimo poveikį CSA2 hidratacijai po galutinio nustatymo, ir MC2 sulėtėjimo laipsnis buvo didesnis nei mėginio, pridedamo naudojant celiuliozės eterį. MC1. 90 minučių tuščiajame mėginyje pagamintas AH3 kiekis buvo šiek tiek mažesnis nei mėginio, sumaišyto su celiuliozės eteriu; Po 150 minučių tuščiajame mėginyje pagamintas AH3 viršijo mėginio, sumaišyto su celiuliozės eteriu, kiekį; Per 1 dieną trijų mėginių pagamintas AH3 buvo lygiavertis.

3. Išvada

(1) Celiuliozės eteris gali žymiai skatinti vandens mainus tarp flokuliacijos struktūros ir flokuliacijos struktūros. Įdėjus celiuliozės eterį, celiuliozės eteris adsorbuoja vandenį srutos, kuris apibūdinamas kaip trečiasis atsipalaidavimo smailė skersinio atsipalaidavimo laiko (T2) spektre. Padidėjus celiuliozės eterio kiekiui, padidėja celiuliozės eterio vandens absorbcija ir padidėja trečiojo atsipalaidavimo smailė. Vanduo, kurį absorbuojamas celiuliozės eteris, palaipsniui išleidžiamas į flokuliacijos struktūrą su srutos hidratacija.

(2) celiuliozės eterio įtraukimas neleidžia tam tikru mastu aglomeruoti cemento daleles, todėl flokuliacijos struktūra yra gana laisva; Didėjant kiekiui, skystos fazės klampumas suspensijoje padidėja, o celiuliozės eteris daro didesnį poveikį cemento dalelėms. Padidėjęs adsorbcijos efektas sumažina vandens laisvės laipsnį tarp flokuliuotų struktūrų.

(3) Prieš ir po celiuliozės eterio pridėjus hidratacijos produktų tipus sulfoaluminato cemento srutai nesikeitė, o AFT, AFM ir aliuminio klijai buvo suformuoti; Tačiau celiuliozės eteris šiek tiek atidėjo hidratacijos produktų efekto susidarymą.