Celulozes ēteris par agrīnā ettringīta morfoloģiju

Hidroksietietilmetil celulozes ētera un metil celulozes ētera ietekme uz ettringīta morfoloģiju agrīnā cementa vircā tika pētīta, skenējot elektronu mikroskopiju (SEM). Rezultāti rāda, ka ettringīta kristālu garuma diametra attiecība hidroksietilmetilcelulozes ētera modificētajā vircā ir mazāka nekā parastā vircā, un ettringīta kristālu morfoloģija ir īss stienis līdzīgs. Ettringīta kristālu garuma diametra attiecība metilcelulozes ētera modificētajā vircā ir lielāka nekā parastā vircā, un ettringīta kristālu morfoloģija ir adatu stūra. Ettringīta kristāliem parastās cementa vircās ir malu attiecība kaut kur pa vidu. Veicot iepriekš minēto eksperimentālo pētījumu, ir arī skaidrs, ka divu veidu celulozes ētera molekulmasas atšķirība ir vissvarīgākais faktors, kas ietekmē ettringīta morfoloģiju.

Galvenie vārdi:ettringīts; Garuma diametra attiecība; Metil celulozes ēteris; Hidroksietilmetil celulozes ēteris; morfoloģija

Ettringītam kā nedaudz paplašinātam hidratācijas produktam ir būtiska ietekme uz cementa betona darbību, un tas vienmēr ir bijis uz cementa balstītu materiālu pētījuma punkts. Ettringīts ir sava veida trisulfīda tipa kalcija alumināta hidrāts, tā ķīmiskā formula ir [Ca3al (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O, vai arī to var uzrakstīt kā 3cao · al2o3 · 3caso4 · 32H2O, bieži abu veicot kā Aft aft. Apvidū Portlandcementa sistēmā ettringītu galvenokārt veido ģipša reakcija ar aluminātu vai dzelzs aluminātu minerāliem, kam ir loma, kavējot hidratāciju un agrīnu cementa izturību. Ettringīta veidošanos un morfoloģiju ietekmē daudzi faktori, piemēram, temperatūra, pH vērtība un jonu koncentrācija. Jau 1976. gadā Metha et al. Izmantotā skenējošā elektronu mikroskopija, lai izpētītu AFT morfoloģiskās īpašības, un atklāja, ka šādu nedaudz paplašinātu hidratācijas produktu morfoloģija bija nedaudz atšķirīga, kad augšanas telpa bija pietiekami liela un kad telpa bija ierobežota. Pirmais lielākoties bija tievs adatas griešanas formas sferules, bet otrais lielākoties bija īsas stieņa formas prizma. Janga Venjana pētījumos atklājās, ka AFT formas ir atšķirīgas ar dažādu sacietēšanas vidi. Mitrā vide aizkavētu aizmugures ģenerēšanu paplašinātā betonā un palielinātu konkrētu pietūkuma un plaisāšanas iespēju. Dažādas vides ietekmē ne tikai AFT veidošanos un mikrostruktūru, bet arī tās apjoma stabilitāti. Chen Huxing et al. atklāja, ka AFT ilgtermiņa stabilitāte samazinās, palielinoties C3A saturam. Clark un Monteiro et al. atklāja, ka, palielinoties vides spiedienam, aizmugures kristāla struktūra mainās no secības uz traucējumiem. Balonis un Glasser pārskatīja AFM un AFT blīvuma izmaiņas. Renaudin et al. pētīja AFT strukturālās izmaiņas pirms un pēc iegremdēšanas šķīdumā un AFT struktūras parametri Ramana spektrā. Kunther et al. pētīja mijiedarbības ietekmi starp CSH gēla kalcija silikona attiecību un sulfāta jonu uz AFT kristalizācijas spiedienu, ko veic NMR. Tajā pašā laikā, pamatojoties uz AFT piemērošanu uz cementa materiāliem, Wenk et al. Pētīta aizmugures kristāla orientācija betona sekcijā, izmantojot cieto sinhrotrona starojuma rentgenstaru difrakcijas apdares tehnoloģiju. Tika izpētīta AFT veidošanās jauktā cementā un pētniecības karstais punkts. Balstoties uz aizkavētu ettringīta reakciju, daži zinātnieki ir veikuši daudz pētījumu par AFT fāzes cēloni.

Tilpuma paplašināšanās, ko izraisa ettringīta veidošanās, dažreiz ir labvēlīga, un tā var darboties kā “izplešanās”, kas līdzīga magnija oksīda izplešanās aģentam, lai saglabātu uz cementa balstītu materiālu tilpuma stabilitāti. Polimēru emulsijas un atkārtota emulsijas pulvera pievienošana maina cementa balstītu materiālu makroskopiskās īpašības, jo to būtiska ietekme uz cementa balstītu materiālu mikrostruktūru. Tomēr atšķirībā no atkārtotā emulsijas pulvera, kas galvenokārt uzlabo rūdītas javas savienojošo īpašību, ūdenī šķīstošais polimēru celulozes ēteris (CE) dod nesen jaukto javu labu ūdens aizturi un sabiezējošu efektu, tādējādi uzlabojot darba veiktspēju. Bieži tiek izmantots jonu CE, ieskaitot metil celulozi (MC), hidroksietilelulozi (HEC), hidroksipropilmetila celulozi (HPMC),hidroksietilmetil celuloze (HEMC)utt., Un CE ir loma nesen jauktajā javā, bet ietekmē arī cementa vircas hidratācijas procesu. Pētījumi liecina, ka HEMC maina AFT daudzumu, kas ražots kā hidratācijas produkts. Tomēr nevienā pētījumā nav sistemātiski salīdzināta CE ietekme uz AFT mikroskopisko morfoloģiju, tāpēc šajā dokumentā tiek pēta HEMC un MC ietekmes atšķirību uz Ettringham mikroskopisko morfoloģiju agrīnā (1 dienas) cementa vircā, izmantojot attēla analīzi un salīdzinājums.

1. Eksperiments

1.1 izejvielas

P · II 52,5R Portland Cement, ko ražoja Anhui Conch Cement Co., Ltd, tika izvēlēts par cementu eksperimentā. Abas celulozes eteres ir attiecīgi hidroksietilmetilceluloze (HEMC) un metilceluloze (metilceluloze, Šanhajas Sinopāta grupa). MC); Sajaukšanas ūdens ir krāna ūdens.

1.2 Eksperimentālās metodes

Cementa pastas parauga ūdens cementa attiecība bija 0,4 (ūdens masas attiecība pret cementu), un celulozes ētera saturs bija 1% no cementa masas. Parauga sagatavošana tika veikta saskaņā ar GB1346-2011 “Ūdens patēriņa pārbaudes metode, cementa standarta konsistences laika un stabilitātes noteikšana”. Pēc parauga veidošanas plastmasas plēve tika iekapsulēta uz pelējuma virsmas, lai novērstu virszemes ūdens iztvaikošanu un karbonizāciju, un paraugu ievietoja sacietēšanas telpā ar temperatūru (20 ± 2) ℃ un relatīvo mitrumu (60 ± 5 ) %. Pēc vienas dienas pelējums tika noņemts, un paraugs tika salauzts, pēc tam no vidus un bezūdens etanolā tika ņemts neliels paraugs, lai pārtrauktu hidratāciju, un paraugs tika izņemts un žāvēts pirms pārbaudes. Žāvētie paraugi tika pielīmēti pie parauga galda ar vadošu divpusēju līmi, un uz virsmas uz virsmas tika izsmidzināts zelta plēves slānis ar Kressingtonu 108Auto automātisko jonu stuterizācijas instrumentu. Stiprinošā strāva bija 20 mA, un izšļakstīšanās laiks bija 60 s. FEI Quantafeg 650 vides skenēšanas elektronu mikroskops (ESEM) tika izmantots, lai novērotu AFT morfoloģiskās īpašības parauga sadaļā. AFT novērošanai tika izmantots augstais vakuuma sekundārais elektronu režīms. Paātrinājuma spriegums bija 15 kV, staru plankuma diametrs bija 3,0 nm, un darba attālums tika kontrolēts apmēram 10 mm.

2. Rezultāti un diskusija

SEM attēli ar ettringītu rūdītā HEMC modificētā cementa vircā parādīja, ka slāņa Ca (OH) 2 (CH) orientācijas augšana ir acīmredzama, un AFT parādīja neregulāru īsa stieņa līdzīga aizmugures uzkrāšanos, un daži īss stienim līdzīgi aizmugure tika pārklāta ar HEMC membrānas struktūru. Zhang Dongfang et al. Atrasts arī īss stienim līdzīgais aizmugure, novērojot HEMC modificētā cementa vircas mikrostruktūras izmaiņas caur ESEM. Viņi uzskatīja, ka parastā cementa virca ātri reaģēja pēc ūdens sastapšanās, tāpēc aizmugures kristāls bija tievs, un hidratācijas vecuma pagarinājums izraisīja nepārtrauktu diametra attiecības palielināšanos. Tomēr HEMC palielināja šķīduma viskozitāti, samazināja jonu saistīšanās ātrumu šķīdumā un aizkavēja ūdens ierašanos uz klinkera daļiņu virsmas, tāpēc AFT garuma diametra attiecība palielinājās vājā tendencē un tā morfoloģiskās īpašības parādīja īss stienim līdzīga forma. Salīdzinot ar AFT parastā cementa vircā ar tāda paša vecuma, šī teorija ir daļēji pārbaudīta, taču nav piemērojams, lai izskaidrotu AFT morfoloģiskās izmaiņas MC modificētā cementa vircā. Ettridīta SEM attēli 1 dienas rūdītā MC modificētā cementa vircā parādīja arī orientētu slāņveida Ca (OH) 2 augšanu, dažas aizmugures virsmas tika pārklātas arī ar MC plēves struktūru, un AFT parādīja klasteru augšanas morfoloģiskās īpašības. Tomēr, salīdzinot ar aizmugurējo kristālu MC modificētajā cementa vircā, ir lielāka garuma diametra attiecība un tievāka morfoloģija, kas parāda tipisku acikulāru morfoloģiju.

Gan HEMC, gan MC aizkavēja agrīno cementa hidratācijas procesu un palielināja šķīduma viskozitāti, bet to izraisītās AFT morfoloģisko īpašību atšķirības joprojām bija ievērojamas. Iepriekš minētās parādības var vēl vairāk izstrādāt no celulozes ētera un aizmugures kristāla struktūras molekulārās struktūras viedokļa. Renaudin et al. Iemērc sintezēto pakaļgalu sagatavotajā sārmu šķīdumā, lai iegūtu “mitru pakaļgalu”, un daļēji to noņemtu un žāvē uz piesātināta CaCl2 šķīduma virsmas (35% relatīvā mitruma), lai iegūtu “sausu pakaļgalu”. Pēc struktūras uzlabošanas pētījuma ar Ramana spektroskopijas un rentgenstaru pulvera difrakcijas palīdzību tika atklāts, ka starp abām struktūrām nav atšķirības, tikai šūnu kristāla veidošanās virziens žāvēšanas procesā, tas ir, vides procesā Pāriet no “slapja” uz “sausiem”, aizmugures kristāli veidoja šūnas gar pakāpeniski palielinātu virzienu. AFT kristāli gar C normālo virzienu kļuva arvien mazāk. Trīsdimensiju telpas pamata vienība sastāv no normālas līnijas, B normālas līnijas un C parastās līnijas, kas ir perpendikulāri viena otrai. Gadījumā, ja B normāli tika fiksēti, aizmugures kristāli, kas sagrupēti pa normāliem, kā rezultātā AB normālu plaknē palielinās šūnu šķērsgriezums. Tādējādi, ja HEMC “uzglabā” vairāk ūdens nekā MC, lokalizētā apgabalā var rasties “sausa” vide, veicinot sānu agregāciju un aizmugures kristālu augšanu. Patural et al. atklāja, ka pašam CE, jo augstāka ir polimerizācijas pakāpe (vai jo lielāka ir molekulmasa), jo lielāka CE viskozitāte un jo labāka ūdens aiztures veiktspēja. HEMC un MC molekulārā struktūra atbalsta šo hipotēzi, jo hidroksietilgrupa ir daudz lielāka molekulmasa nekā ūdeņraža grupai.

Parasti aizmugures kristāli veidosies un izgulsnējas tikai tad, ja attiecīgie joni sasniedz noteiktu piesātinājumu šķīduma sistēmā. Tāpēc tādi faktori kā jonu koncentrācija, temperatūra, pH vērtība un veidošanās telpa reakcijas šķīdumā var ievērojami ietekmēt pakaļgala kristālu morfoloģiju, un mākslīgās sintēzes apstākļu izmaiņas var mainīt pakaļgala kristālu morfoloģiju. Tāpēc aizmugures kristālu attiecību parastajā cementa vircā starp abām var izraisīt vienīgais ūdens patēriņa koeficients cementa agrīnā hidratācijā. Tomēr HEMC un MC izraisītajai AFT kristāla morfoloģijas atšķirībai galvenokārt vajadzētu būt to īpašajam ūdens aiztures mehānismam. HEMC un MCS rada “slēgtu ūdens transporta cilpu” svaigas cementa vircas mikrozonā, ļaujot uz “īsu periodu”, kurā ūdeni ir “viegli iekļūt un grūti izkļūt”. Tomēr šajā periodā tiek mainīta arī šķidrās fāzes vide mikrozonā un tās tuvumā. Faktori, piemēram, jonu koncentrācija, pH utt., Augšanas vides izmaiņas tiek tālāk atspoguļotas aizmugurējo kristālu morfoloģiskajās īpašībās. Šī ūdens transporta “slēgtā cilpa” ir līdzīga darbības mehānismam, ko aprakstījis Pourchez et al. HPMC spēlē lomu ūdens aizturēšanā.

3. Secinājums

(1) Hidroksietilmetilcelulozes ētera (HEMC) un metil celulozes ētera (MC) pievienošana var ievērojami mainīt ettringīta morfoloģiju agrīnā (1 dienā) parastā cementa vircā.

(2) Ettringīta kristāla garums un diametrs HEMC modificētajā cementa vircā ir maza un īsa stieņa forma; Ettringīta kristālu garuma un diametra attiecība MC modificētajā cementa vircā ir liela, kas ir adatu stieņa forma. Ettringīta kristāliem parastās cementa vircās ir malu attiecība starp šiem diviem.

(3) Divu celulozes ēteru atšķirīgā ietekme uz ettringīta morfoloģiju būtībā ir saistīta ar molekulmasas atšķirību.