Celulozes ētera viskozitātes maiņa uz cementa bāzes apmetuma

Biezēšana ir svarīga celulozes ētera modifikācijas ietekme uz cementa bāzes materiāliem. Celulozes ētera satura, viskozimetra griešanās ātruma un temperatūras ietekme uz celulozes ētera modificētā cementa viskozitātes izmaiņāmuz apmetuma bāzes tika pētīti. Rezultāti liecina, ka cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes nepārtraukti palielinās, palielinoties celulozes ētera saturam un celulozes ētera šķīduma un cementa viskozitāteiuz apmetuma bāzes ir “saliktas superpozīcijas efekts”; celulozes ētera modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes ir zemāks nekā tīram cementamuz apmetuma bāzes, un viskozitāte, jo mazāks ir instrumenta rotācijas ātrums vai mazāka ar celulozes ēteri modificēta cementa viskozitāteuz apmetuma bāzesvai jo mazāks ir celulozes ētera saturs, jo acīmredzamāka ir celulozes ētera modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes; Ar hidratācijas kombinēto efektu celulozes ētera viskozitāte modificēja cementuuz apmetuma bāzes palielināsies vai samazināsies. Dažādiem celulozes ētera veidiem ir atšķirīgas modificētā cementa viskozitātes izmaiņasuz apmetuma bāzes.

Atslēgas vārdi: celulozes ēteris; cementsuz apmetuma bāzes; viskozitāte

0、Priekšvārds

Celulozes ēteri bieži tiek izmantoti kā ūdens aiztures līdzekļi un biezinātāji cementa materiāliem. Atbilstoši dažādiem aizvietotājiem celulozes ēteri, ko izmanto cementa bāzes materiālos, parasti ietver metilcelulozi (MC), hidroksietilcelulozi (HEC), hidroksietilmetilcelulozes ēteri (hidroksietilmetilceluloze, HEMC) un hidroksipropilmetilcelulozi (hidroksipropilmetilceluloze, HPMC), starp kuriem HPMC un HEMC ir visbiežāk izmantotie.

Biezēšana ir svarīga celulozes ētera modifikācijas ietekme uz cementa bāzes materiāliem. Celulozes ēteris var nodrošināt mitru javu ar izcilu viskozitāti, ievērojami palielināt mitrās javas un pamatslāņa saķeres spējas, kā arī uzlabot javas pretslīdēšanas īpašības. Tas var arī palielināt tikko sajauktu cementa materiālu viendabīgumu un pretizkliedes spēju, kā arī novērst javas un betona atslāņošanos, segregāciju un asiņošanu.

Celulozes ētera sabiezināšanas efektu uz cementa bāzes materiāliem var kvantitatīvi novērtēt, izmantojot cementa bāzes materiālu reoloģisko modeli. Materiālus uz cementa bāzes parasti uzskata par Bingema šķidrumu, tas ir, ja pielietotais bīdes spriegums r ir mazāks par tecēšanas spriegumu r0, materiāls saglabājas sākotnējā formā un neplūst; kad bīdes spriegums r pārsniedz tecēšanas spriegumu r0, objektā notiek plūsmas deformācija un bīdes spriegums Spriegumam r ir lineāra saistība ar deformācijas ātrumu y, tas ir, r=r0+f·y, kur f ir plastmasas viskozitāte. Celulozes ēteri parasti palielina cementa bāzes materiālu tecēšanas spriegumu un plastisko viskozitāti, tomēr mazākas devas samazina tecēšanas spriegumu un plastmasas viskozitāti, galvenokārt celulozes ēteru gaisu piesaistošās iedarbības dēļ. Patural pētījumi liecina, ka palielinās celulozes ētera molekulmasa, cementa tecēšanas spriegumsuz apmetuma bāzes samazinās, un konsistence palielinās.

Cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes ir svarīgs rādītājs, lai novērtētu celulozes ētera sabiezēšanas efektu uz cementa bāzes materiāliem. Dažās literatūrās ir pētīts celulozes ētera šķīduma viskozitātes izmaiņu likums, taču joprojām trūkst atbilstošu pētījumu par celulozes ētera ietekmi uz cementa viskozitātes izmaiņām.uz apmetuma bāzes. Tajā pašā laikā, atkarībā no dažādiem aizvietotāju veidiem, ir daudz veidu celulozes ēteri. Dažādu veidu un viskozitātes celulozes ēteru ietekme uz cementa maiņuuz apmetuma bāzes viskozitāte ir arī ļoti satraucošs jautājums celulozes ēteru izmantošanā. Šajā darbā tiek izmantots rotācijas viskozimetrs, lai pētītu dažāda veida un viskozitātes celulozes ētera modificēto cementa suspensiju viskozitātes izmaiņas pie dažādām polipelnu attiecībām, rotācijas ātrumiem un temperatūrām.

1. Eksperimentējiet

1.1. Izejvielas

(1) Celulozes ēteris. Tika atlasīti sešu veidu celulozes ēteri, ko parasti izmanto manā valstī, tostarp 1 veida MC, 1 veida HEC, 2 veidu HPMC un 2 veidu HEMC, starp kuriem acīmredzami bija 2 veidu HPMC un 2 veidu HEMC viskozitātes. dažādi. Celulozes ētera viskozitāte tika pārbaudīta ar NDJ-1B rotācijas viskozimetru (Shanghai Changji Company), testa šķīduma koncentrācija bija 1,0% vai 2,0%, temperatūra bija 20°C, un rotācijas ātrums bija 12r/min.

(2) Cements. Parastā portlandcementa, ko ražo Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., specifikācija ir P·O 42.5 (GB 175-2007).

1.2. Celulozes ētera šķīduma viskozitātes mērīšanas metode

Paņemiet noteiktas kvalitātes celulozes ētera paraugu un pievienojiet to 250 ml stikla vārglāzē, pēc tam pievienojiet 250 g karsta ūdens aptuveni 90 ° C temperatūrā.°C; pilnībā samaisiet ar stikla stienīti, lai celulozes ēteris izveidotu vienotu dispersijas sistēmu karstā ūdenī, un tajā pašā laikā novietojiet vārglāzi Cool gaisā. Kad šķīdums sāk radīt viskozitāti un vairs neizgulsnējas, nekavējoties pārtrauciet maisīšanu; kad šķīdums ir atdzesēts gaisā, līdz krāsa ir viendabīga, ielieciet vārglāzi nemainīgas temperatūras ūdens vannā un uzturiet temperatūru līdz norādītajai temperatūrai. Kļūda ir± 0.1°C; pēc 2h (rēķinot no celulozes ētera saskares laika ar karstu ūdeni) ar termometru izmēra šķīduma centra temperatūru. Ražošana) rotoru ievietots šķīdumā līdz norādītajam dziļumam, pēc 5min nostāvēšanas, izmēra tā viskozitāti.

1.3. Viskozitātes mērīšana ar celulozes ēteri modificētu cementuuz apmetuma bāzes

Pirms eksperimenta visas izejvielas turiet norādītajā temperatūrā, nosveriet norādīto masu celulozes ētera un cementa, kārtīgi samaisiet un 250mL stikla vārglāzē ar ūdens-cementa attiecību 0,65 pievienojiet noteiktās temperatūras krāna ūdeni; pēc tam pievienojiet vārglāzē sauso pulveri un pagaidiet 3 minūtes. Rūpīgi samaisiet ar stikla stienīti 300 reizes, ievietojiet rotācijas viskozimetra (NDJ-1B tipa, ražo Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) rotoru. šķīdumu līdz noteiktam dziļumam un izmēra tā viskozitāti pēc 2 minūšu nostāvēšanas. Lai izvairītos no cementa hidratācijas siltuma ietekmes uz cementa viskozitātes pārbaudiuz apmetuma bāzes cik vien iespējams, celulozes ētera modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes jāpārbauda, ​​kad cements ir saskarē ar ūdeni 5 minūtes.

2. Rezultāti un analīze

2.1. Celulozes ētera satura ietekme

Celulozes ētera daudzums šeit attiecas uz celulozes ētera un cementa masas attiecību, tas ir, poliasa attiecību. No trīs veidu celulozes ēteru P2, E2 un H1 ietekmes uz cementa viskozitātes izmaiņāmuz apmetuma bāzes dažādās devās (0,1%, 0,3%, 0,6% un 0,9%) var redzēt, ka pēc celulozes ētera pievienošanas cementa viskozitāte palielinās.uz apmetuma bāzes Viskozitāte palielinās; palielinoties celulozes ētera daudzumam, cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes nepārtraukti palielinās, un cementa viskozitātes palielināšanās diapazonsuz apmetuma bāzes kļūst arī lielāks.

Ja ūdens un cementa attiecība ir 0,65 un celulozes ētera saturs ir 0,6%, ņemot vērā cementa sākotnējās hidratācijas laikā patērēto ūdeni, celulozes ētera koncentrācija attiecībā pret ūdeni ir aptuveni 1%. Ja koncentrācija ir 1%, P2, E2 un H1 ūdens šķīdumi viskozitāte ir 4990 mPa·S, 5070 mPa·S un 5250mPa·s attiecīgi; ja ūdens un cementa attiecība ir 0,65, tīra cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes ir 836 mPa·S. Tomēr P2, E2 un H1 trīs celulozes ētera modificēto cementa suspensiju viskozitāte ir 13800 mPa·S, 12900mPa·S un 12700mPa·s attiecīgi. Acīmredzot celulozes ētera viskozitāte modificēja cementuuz apmetuma bāzes nav celulozes ētera šķīduma viskozitāte un vienkārša tīra cementa viskozitātes pievienošanauz apmetuma bāzes ir ievērojami lielāka par divu viskozitāti summu, tas ir, celulozes ētera šķīduma viskozitāti un cementa viskozitātiuz apmetuma bāzes ir “salikts superpozīcijas efekts”. Celulozes ētera šķīduma viskozitāte rodas no hidroksilgrupu un ētera saišu spēcīgās hidrofilitātes celulozes ētera molekulās un trīsdimensiju tīkla struktūras, ko veido celulozes ētera molekulas šķīdumā; tīra cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes nāk no tīkla, kas veidojas starp cementa hidratācijas produktu struktūru. Tā kā polimēru un cementa hidratācijas produkti bieži veido savstarpēji šķērsojošu tīkla struktūru, celulozes ēterī modificēts cementsuz apmetuma bāzes, celulozes ētera trīsdimensiju tīkla struktūra un cementa hidratācijas produktu tīkla struktūra ir savstarpēji saistītas, un celulozes ētera molekulas Adsorbcija ar cementa hidratācijas produktiem kopā rada "kompozītu superpozīcijas efektu", kas ievērojami palielina cementa kopējo viskozitāti.uz apmetuma bāzes; tā kā viena celulozes ētera molekula var savīties ar vairākām celulozes ētera molekulām un cementa hidratācijas produktiem, tāpēc, palielinoties celulozes ētera saturam, tīkla struktūras blīvums palielinās vairāk nekā palielinās celulozes ētera molekulas un cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes nepārtraukti palielinās; turklāt ātrai cementa hidratācijai ir jāreaģē daļa ūdens. , kas ir līdzvērtīgs celulozes ētera koncentrācijas palielināšanai, kas arī ir iemesls ievērojamai cementa viskozitātes palielināšanaiuz apmetuma bāzes.

Tā kā celulozes ēteris un cementsuz apmetuma bāzes piemīt "kompozīta superpozīcijas efekts" viskozitātē, pie tādiem pašiem celulozes ētera satura un ūdens-cementa attiecības nosacījumiem, celulozes ētera modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes ar acīmredzamu atšķirību, ja koncentrācija ir 2% Viskozitātes atšķirība nav liela, piemēram, P2 un E2 viskozitātes ir 48000mPa·s un 36700mPa·s attiecīgi ūdens šķīdumā ar koncentrāciju 2%. S, atšķirība nav acīmredzama; E1 un E2 viskozitāte 2% ūdens šķīdumā ir 12300 mPa·S un 36700mPa·s attiecīgi atšķirība ir ļoti liela, bet to modificētās cementa pastas viskozitātes ir 9800mPa·S un attiecīgi 12900mPa·S, atšķirība ir ievērojami samazināta, tāpēc, izvēloties celulozes ēteri inženierzinātnēs, nav nepieciešams tiekties pēc pārmērīgi augstas celulozes ētera viskozitātes. Turklāt praktiskos inženiertehniskos lietojumos celulozes ētera koncentrācija attiecībā pret ūdeni parasti ir salīdzinoši zema. Piemēram, parastajā apmetuma javā ūdens un cementa attiecība parasti ir aptuveni 0,65, un celulozes ētera saturs ir no 0,2% līdz 0,6%. Ūdens koncentrācija ir no 0,3% līdz 1%.

No testa rezultātiem var arī redzēt, ka dažāda veida celulozes ēteriem ir atšķirīga ietekme uz cementa viskozitātiuz apmetuma bāzes. Ja koncentrācija ir 1%, P2, E2 un H1 trīs veidu celulozes ētera ūdens šķīdumu viskozitāte ir 4990 mPa·s, 5070 mPa·S un 5250mPa·S attiecīgi H1 šķīduma viskozitāte ir visaugstākā, bet P2, E2 un H1 viskozitāte trīs veidu celulozes ēteriem Ar ēteri modificēto cementa vircu viskozitāte bija 13800mPa.·S, 12900mPa·S un 12700mPa·S attiecīgi, un H1 modificēto cementa vircu viskozitāte bija viszemākā. Tas ir tāpēc, ka celulozes ēteri parasti aizkavē cementa hidratāciju. No trīs veidu celulozes ēteriem, HEC, HPMC un HEMC, HEC ir visspēcīgākā spēja aizkavēt cementa hidratāciju. Tāpēc H1 modificētajā cementāuz apmetuma bāzes, lēnākas cementa hidratācijas dēļ cementa hidratācijas produktu tīkla struktūra attīstās lēnāk, un viskozitāte ir viszemākā.

2.2. Rotācijas ātruma ietekme

No viskozimetra griešanās ātruma ietekmes uz tīra cementa viskozitātiuz apmetuma bāzes un celulozes ētera modificēts cementsuz apmetuma bāzes, var redzēt, ka, palielinoties rotācijas ātrumam, celulozes ētera modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes un tīrs cementsuz apmetuma bāzes samazinās dažādās pakāpēs , tas ir, tiem visiem ir bīdes retināšanas īpašība un tie pieder pseidoplastiskajam šķidrumam. Jo mazāks rotācijas ātrums, jo lielāka ir visa cementa viskozitātes samazināšanāsuz apmetuma bāzes ar rotācijas ātrumu, tas ir, jo acīmredzamāka ir cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes. Palielinoties rotācijas ātrumam, cementa viskozitātes līkne samazināsuz apmetuma bāzes pakāpeniski kļūst plakanāka, un pseidoplastiskums vājinās. Salīdzinājumā ar tīru cementuuz apmetuma bāzes, celulozes ētera modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes ir vājāks, tas ir, celulozes ētera pievienošana samazina cementa pseidoplastiskumuuz apmetuma bāzes.

No rotācijas ātruma ietekmes uz cementa viskozitātiuz apmetuma bāzes pie dažādiem celulozes ētera veidiem un viskozitātēm, var zināt, ka cementsuz apmetuma bāzes modificētam ar dažādiem celulozes ēteriem ir atšķirīga pseidoplastiskā izturība, un jo mazāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo augstāka ir modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes. Jo acīmredzamāka ir cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes ir; modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes nav acīmredzamas atšķirības ar dažāda veida celulozes ēteriem ar līdzīgu viskozitāti. No P2, E2 un H1 trīs veidu celulozes ētera modificēts cementsuz apmetuma bāzes dažādās devās (0,1%, 0,3%, 0,6% un 0,9%), var zināt rotācijas ātruma ietekmi uz viskozitāti, P2, E2 un H1 trīs veidu šķiedras Cementa suspensijas, kas modificētas ar ēteri, ir vienādi testa rezultāti : ja celulozes ētera daudzums ir atšķirīgs, to pseidoplastiskums ir atšķirīgs. Jo mazāks ir celulozes ētera daudzums, jo spēcīgāka ir modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes.

Pēc cementa saskares ar ūdeni cementa daļiņas uz virsmas tiek ātri hidratētas, un hidratācijas produkti (īpaši CSH gēls) veido aglomerācijas struktūru. Ja šķīdumā ir virziena bīdes spēks, aglomerācijas struktūra atvērsies tā, ka bīdes spēka virzienā tiek samazināta virziena plūsmas pretestība, tādējādi parādot bīdes retināšanas īpašību. Celulozes ēteris ir sava veida makromolekula ar asimetrisku struktūru. Kad šķīdums ir nekustīgs, celulozes ētera molekulām var būt dažādas orientācijas. Kad šķīdumā ir virziena bīdes spēks, molekulas garā ķēde pagriezīsies un iet līdzi. Bīdes spēka virziens ir samazināts, kā rezultātā samazinās plūsmas pretestība, un tam piemīt arī bīdes retināšanas īpašība. Salīdzinot ar cementa hidratācijas produktiem, celulozes ētera molekulas ir elastīgākas un tām ir noteikta bīdes spēka bufera spēja. Tāpēc, salīdzinot ar tīru cementuuz apmetuma bāzes, celulozes ētera modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes ir vājāks, un, palielinoties celulozes ētera viskozitātei vai saturam, celulozes ētera molekulu bufera ietekme uz bīdes spēku ir acīmredzamāka. Plastiskums kļūst vājš.

2.3. Temperatūras ietekme

No temperatūras izmaiņu ietekmes (20°C, 27°C un 35°C) par celulozes ētera modificētā cementa viskozitātiuz apmetuma bāzes, var redzēt, ka, ja celulozes ētera saturs ir 0,6%, temperatūrai paaugstinoties, tīrs cementsuz apmetuma bāzes un M1 Modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes palielināta un cita celulozes ētera modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes samazinājās, bet samazinājums nebija liels, un H1 modificēta cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes visvairāk samazinājās. Ciktāl tas attiecas uz E2 modificēto cementuuz apmetuma bāzes Ja poliasa attiecība ir 0,6%, cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes samazinās, paaugstinoties temperatūrai, un, ja poliasa attiecība ir 0,3%, cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes palielinās līdz ar temperatūras paaugstināšanos.

Vispārīgi runājot, starpmolekulārās mijiedarbības spēka samazināšanās dēļ, paaugstinoties temperatūrai, šķidruma viskozitāte samazināsies, kā tas ir celulozes ētera šķīduma gadījumā. Tomēr, paaugstinoties temperatūrai un pieaugot saskares laikam starp cementu un ūdeni, cementa hidratācijas ātrums tiks ievērojami paātrināts un palielināsies hidratācijas pakāpe, līdz ar to tīra cementa viskozitāte.uz apmetuma bāzes tā vietā palielināsies.

Celulozes ēterī modificētajā cementāuz apmetuma bāzes, celulozes ēteris tiks adsorbēts uz cementa hidratācijas produktu virsmas, tādējādi kavējot cementa hidratāciju, taču dažādiem celulozes ēteru veidiem un daudzumiem ir atšķirīga spēja kavēt cementa hidratāciju, MC (piemēram, M1 ) ir vāja spēja kavēt cementa hidratāciju, un, temperatūrai paaugstinoties, cementa hidratācijas ātrumsuz apmetuma bāzes joprojām ir ātrāks, tāpēc, paaugstinoties temperatūrai, viskozitāte parasti palielinās; HEC, HPMC un HEMC var ievērojami kavēt cementa hidratāciju, temperatūrai paaugstinoties, cementa hidratācijas ātrumsuz apmetuma bāzes ir lēnāks, tāpēc, paaugstinoties temperatūrai, HEC, HPMC un HEMC modificēts cements.uz apmetuma bāzes (0,6% poliasa attiecība) parasti tiek samazināta, un, tā kā HEC spēja aizkavēt cementa hidratāciju ir lielāka nekā HPMC un HEMC, celulozes ētera izmaiņas temperatūras izmaiņās (20°C, 27°C un 35°C) H1 modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes visvairāk samazinājās līdz ar temperatūras paaugstināšanos. Tomēr cementa hidratācija joprojām pastāv, ja temperatūra ir augstāka, tāpēc celulozes ētera modificētā cementa samazināšanās pakāpeuz apmetuma bāzes ar temperatūras paaugstināšanos nav acīmredzama. Ciktāl tas attiecas uz E2 modificēto cementuuz apmetuma bāzes pauž bažas, ka, ja deva ir liela (pelnu attiecība ir 0,6 %), cementa hidratācijas kavēšanas efekts ir acīmredzams, un viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai; ja deva ir maza (pelnu attiecība ir 0,3%), cementa hidratācijas kavēšanas efekts nav acīmredzams, un viskozitāte palielinās, paaugstinoties temperatūrai.

3. Secinājums

(1) Pastāvīgi palielinoties celulozes ētera saturam, cementa viskozitāte un viskozitāte palielināsuz apmetuma bāzes turpina palielināties. Celulozes ētera molekulārā tīkla struktūra un cementa hidratācijas produktu tīkla struktūra ir savstarpēji saistītas, un cementa sākotnējā hidratācija netieši palielina celulozes ētera koncentrāciju, tādējādi nodrošinot celulozes ētera šķīduma un cementa viskozitāti.uz apmetuma bāzes ir "kompozīta superpozīcijas efekts", tas ir, celulozes ēteris Modificētā cementa viskozitāteuz apmetuma bāzes ir daudz lielāka par to attiecīgo viskozitātes summu. Salīdzinot ar HPMC un HEMC modificētajām cementa suspensēm, HEC modificētajām cementa suspensēm ir zemākas viskozitātes testa vērtības, jo notiek lēnāka hidratācijas attīstība.

(2) Gan celulozes ētera modificēts cementsuz apmetuma bāzes un tīrs cementsuz apmetuma bāzes piemīt bīdes retināšanas vai pseidoplastiskuma īpašība; celulozes ētera modificētā cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes ir zemāks nekā tīram cementamuz apmetuma bāzes; jo mazāks rotācijas ātrums jeb celuloze Jo zemāka viskozitāte ar ēteri modificētam cementamuz apmetuma bāzesvai jo mazāks ir celulozes ētera saturs, jo acīmredzamāka ir ar celulozes ēteri modificēta cementa pseidoplastiskumsuz apmetuma bāzes.

(3) Temperatūrai turpinot paaugstināties, palielinās cementa hidratācijas ātrums un pakāpe, tādējādi palielinot tīra cementa viskozitāti.uz apmetuma bāzes pakāpeniski palielinās. Tā kā celulozes ēteriem ir dažādi veidi un daudzumi, tiem ir dažādas spējas kavēt cementa hidratāciju, modificētās cementa pastas viskozitāte mainās atkarībā no temperatūras.