Цементна кашеста маса модифицирана со целулоза етер

Ефектот на различната молекуларна структура на нејонскиот целулзен етер врз структурата на порите на цементната кашеста маса беше проучен со тест за густина на перформансите и макроскопско и микроскопско набљудување на структурата на порите. Резултатите покажуваат дека нејонскиот целулозен етер може да ја зголеми порозноста на цементната кашеста маса. Кога вискозноста на нејонската целулозна модифицирана кашеста маса е слична, порозноста нахидроксиетил целулоза етер(HEC) модифицираната кашеста маса е помала од онаа на хидроксипропил метил целулоза етер (HPMC) и модифицирана кашеста маса со метил целулоза етер (MC). Колку е помал вискозноста/релативната молекуларна тежина на HPMC целулозниот етер со слична содржина на група, толку е помала порозноста на неговата модифицирана цементна кашеста маса. Нејонскиот целулзен етер може да го намали површинскиот напон на течната фаза и да направи цементната кашеста маса лесно да формира меурчиња. Нејонските молекули на етер на целулоза се адсорбираат во насока на интерфејсот гас-течност на меурите, што исто така ја зголемува вискозноста на фазата на цементната кашеста маса и ја подобрува способноста на цементната кашеста маса да ги стабилизира меурите.

Клучни зборови:нејонски целулзен етер; Цементна кашеста маса; Структура на порите; Молекуларна структура; Површинска напнатост; вискозност

Нејонски целулозен етер (во натамошниот текст како целулозен етер) има одлично згуснување и задржување на водата и широко се користи во сув мешан малтер, самонабиен бетон и други нови материјали на база на цемент. Целулозните етери кои се користат во материјалите базирани на цемент обично вклучуваат метил целулоз етер (MC), хидроксипропил метил целулоз етер (HPMC), хидроксиетил метил целулоз етер (HEMC) и хидроксиетил целулоз етер (HEC), меѓу кои HPMC и HEMC се најчестите апликации .

Целулозниот етер може значително да влијае на структурата на порите на цементната кашеста маса. Поурчез и сор., преку тест за очигледна густина, тест за големината на порите (метод на вбризгување на жива) и анализа на слики од sEM, заклучија дека целулозниот етер може да го зголеми бројот на порите со дијаметар од околу 500 nm и порите со дијаметар од околу 50-250 μm во цементна кашеста маса. Освен тоа, за стврдната цементна кашеста маса, дистрибуцијата на големината на порите на цементната кашеста маса модифицирана со HEC со мала молекуларна тежина е слична на онаа на чистата цементна кашеста маса. Вкупниот волумен на порите на високомолекуларната HEC модифицирана цементна кашеста маса е повисок од оној на чистата цементна кашеста маса, но помал од оној на цементната кашеста маса модифицирана со HPMC со приближно иста конзистентност. Преку SEM набљудување, Џанг и сор. откриле дека HEMC може значително да го зголеми бројот на порите со дијаметар од околу 0,1 mm во цементен малтер. Тие, исто така, открија преку тестот за инјектирање на жива дека HEMC може значително да го зголеми вкупниот волумен на порите и просечниот дијаметар на порите на цементната кашеста маса, што резултира со значително зголемување на бројот на големи пори со дијаметар од 50nm ~ 1μm и големи пори со дијаметар од повеќе од 1μm. Сепак, бројот на порите со дијаметар помал од 50 nm беше значително намален. Сариќ-Чориќ и сор. се веруваше дека целулозниот етер ќе ја направи цементната кашеста маса попорозна и ќе доведе до зголемување на макропорите. Џени и сор. ја тестираше густината на изведбата и утврди дека волуменската фракција на порите на цементниот малтер модифициран со HEMC е приближно 20%, додека чистиот цементен малтер содржи само мала количина воздух. Силва и сор. откриле дека покрај двата врва на 3,9 nm и 40 ~ 75 nm како чиста цементна кашеста маса, имало и два врвови на 100 ~ 500 nm и поголеми од 100 μm преку тест за инјектирање на жива. Ма Баогуо и сор. откриле дека целулозниот етер го зголемува бројот на фини пори со дијаметар помал од 1μm и големи пори со дијаметар поголем од 2μm во цементен малтер преку тест за инјектирање на жива. Што се однесува до причината што целулозниот етер ја зголемува порозноста на цементната кашеста маса, обично се верува дека целулозниот етер има површинска активност, ќе се збогати во интерфејсот на воздухот и водата, формирајќи филм, така што ќе ги стабилизира меурчињата во цементната кашеста маса.

Преку горенаведената литературна анализа, може да се види дека ефектот на целулозниот етер врз структурата на порите на материјалите базирани на цемент доби големо внимание. Сепак, постојат многу видови на целулозни етер, истиот вид целулзен етер, неговата релативна молекуларна тежина, содржината на групата и другите параметри на молекуларна структура се исто така многу различни, а домашните и странските истражувачи за селекција на целулозниот етер се ограничени само на нивната соодветна примена поле, недостаток на застапеност, заклучокот е неизбежна „прегенерализирање“, така што објаснувањето на механизмот на целулозниот етер не е доволно длабоко. Во овој труд, ефектот на целулозниот етер со различна молекуларна структура врз структурата на порите на цементната кашеста маса беше проучен со тест за очигледна густина и макроскопско и микроскопско набљудување на структурата на порите.

1. Тест

1.1 Суровини

Цементот беше P·O 42,5 обичен портланд цемент произведен од Huaxin Cement Co., LTD., во кој хемискиот состав беше измерен со флуоресцентен спектрометар со дисперзија на бранова должина AXIOS Ad-Vanced (PANa — lytical, Холандија), а фазниот состав е проценет со Bogue метод.

Целулозниот етер избра четири вида комерцијален целулозен етер, соодветно метил целулоз етер (MC), хидроксипропил метил целулоза етер (HPMC1, HPMC2) и хидроксиетил целулоз етер (HEC), HPMC1 молекуларна структура и HPMC2 слични, но вискозноста е многу помала од HPMC2 , Односно, релативната молекуларна маса на HPMC1 е многу помала од онаа на HPMC2. Поради сличните својства на хидроксиетил метил целулозниот етер (HEMc) и HPMC, HEMC не беа избрани во оваа студија. За да се избегне влијанието на содржината на влага врз резултатите од тестот, сите целулозни етери беа печени на 98℃ 2 часа пред употреба.

Вискозноста на целулозниот етер беше тестирана со ротационен вискозиметар NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Концентрацијата на тест растворот (масен однос на целулозниот етер со вода) беше 2,0%, температурата беше 20℃, а стапката на ротација беше 12r/min. Површинскиот напон на целулозниот етер беше тестиран со прстенест метод. Инструментот за тестирање беше JK99A автоматски тензиометар (Shanghai Zhongchen Company). Концентрацијата на тест растворот беше 0,01%, а температурата беше 20℃. Содржината на групата етер од целулоза е обезбедена од производителот.

Според вискозноста, површинскиот напон и групната содржина на целулозниот етер, кога концентрацијата на растворот е 2,0%, односот на вискозност на HEC и HPMC2 растворот е 1:1,6, а односот на вискозност на HEC и MC растворот е 1: 0,4, но во овој тест, односот вода-цемент е 0,35, максималниот сооднос на цемент е 0,6%, масениот сооднос на целулозниот етер со вода е околу 1,7%, помалку од 2,0%, а синергетскиот ефект на цементната кашеста маса врз вискозноста, така што разликата во вискозноста на HEC, HPMC2 или MC модифицираната цементна кашеста маса е мала.

Според вискозноста, површинскиот напон и групната содржина на целулозниот етер, површинскиот напон на секој целулзен етер е различен. Целулозниот етер има и хидрофилни групи (хидроксилни и етер групи) и хидрофобни групи (метил и гликозен јаглероден прстен), е сурфактант. Целулозниот етер е различен, видот и содржината на хидрофилните и хидрофобните групи се различни, што резултира со различна површинска напнатост.

1.2 Тест методи

Подготвени се шест вида цементна кашеста маса, вклучувајќи чиста цементна кашеста маса, четири целулозни етер (MC, HPMCl, HPMC2 и HEC) модифицирана цементна кашеста маса со 0,60% сооднос на цемент и HPMC2 модифицирана цементна кашеста маса со 0,05% сооднос на цемент. Реф, MC - 0,60, HPMCl - 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0,60 и hpMC2-0,05 покажуваат дека односот вода-цемент е и 0,35.

Цементна кашеста маса најпрво во согласност со GB/T 17671 1999 година „метод за тестирање на јачината на цементниот малтер (ИСО метод)“ направена во тест блок со призми 40mm×40mm×160mm, под услов на 20℃ запечатено лекување 28d. По измерувањето и пресметувањето на неговата привидна густина, тој беше напукнат со мал чекан, а состојбата на макро дупката на централниот дел од тест блокот беше забележана и фотографирана со дигитална камера. Во исто време, мали парчиња од 2,5 ~ 5,0 mm беа земени за набљудување со оптички микроскоп (HIROX тридимензионален видео микроскоп) и скенирачки електронски микроскоп (JSM-5610LV).

2. Резултати од тестот

2.1 Привидна густина

Според привидната густина на цементната кашеста маса модифицирана со различни целулозни етери, (1) привидната густина на чистата цементна кашеста маса е најголема, која е 2044 kg/m³; Очигледната густина на четирите видови модифицирана кашеста маса со целулоза етер со сооднос на цемент од 0,60% беше 74% ~ 88% од онаа на чиста цементна кашеста маса, што покажува дека целулозниот етер предизвика зголемување на порозноста на цементната кашеста маса. (2) Кога односот на цементот и цементот е 0,60%, ефектот на различните целулозни етери врз порозноста на цементната кашеста маса е многу различен. Вискозноста на HEC, HPMC2 и MC модифицираната цементна кашеста маса е слична, но привидната густина на HEC модифицираната цементна кашеста маса е најголема, што покажува дека порозноста на HEC модифицираната цементна кашеста маса е помала од онаа на HPMc2 и Mc модифицираната цементна кашеста маса со сличен вискозитет . HPMc1 и HPMC2 имаат слична содржина на група, но вискозноста на HPMCl е многу помала од онаа на HPMC2, а привидната густина на модифицираната цементна кашеста маса со HPMCl е значително повисока од онаа на цементната кашеста маса модифицирана со HPMC2, што покажува дека кога содржината на групата е слична , колку е помал вискозноста на целулозниот етер, толку е помала порозноста на модифицираната цементна кашеста маса. (3) Кога односот цемент-цемент е многу мал (0,05%), привидната густина на цементната кашеста маса модифицирана со HPMC2 е во основа блиска до онаа на чистата цементна кашеста маса, што покажува дека ефектот на целулозниот етер врз порозноста на цементот кашеста маса е многу мала.

2.2 Макроскопска пора

Според делот фотографии од целулоза етер модифицирана цементна кашеста маса направени со дигитален фотоапарат, чистата цементна кашеста маса е многу густа, речиси и да нема видливи пори; Четирите видови на кашеста маса модифицирана со целулоза етер со сооднос на цемент од 0,60% имаат повеќе макроскопски пори, што покажува дека целулозниот етер доведува до зголемување на порозноста на цементната кашеста маса. Слично на резултатите од тестот за очигледна густина, ефектот на различни типови и содржини на етер на целулоза врз порозноста на цементната кашеста маса е сосема различен. Вискозноста на HEC, HPMC2 и MC модифицираната кашеста маса е слична, но порозноста на HEC модифицираната кашеста маса е помала од онаа на HPMC2 и MC модифицираната кашеста маса. Иако HPMC1 и HPMC2 имаат слична содржина на група, HPMC1 модифицираната кашеста маса со помал вискозитет има помала порозност. Кога односот цемент-цемент на HPMc2 модифицираната кашеста маса е многу мал (0,05%), бројот на макроскопски пори е малку зголемен од оној на чистата цементна кашеста маса, но значително намален од оној на кашеста маса модифицирана HPMC2 со 0,60% цемент до - сооднос на цемент.

2.3 Микроскопска пора

4. Заклучок

(1) Целулозниот етер може да ја зголеми порозноста на цементната кашеста маса.

(2) Ефектот на целулозниот етер врз порозноста на цементната кашеста маса со различни параметри на молекуларна структура е различен: кога вискозноста на цементната кашеста маса модифицирана со целулозен етер е слична, порозноста на HEC модифицираната цементна кашеста маса е помала од онаа на HPMC и MC модифицираната цементна кашеста маса; Колку е помал вискозноста/релативната молекуларна тежина на HPMC целулозниот етер со слична содржина на група, толку е помала порозноста на неговата модифицирана цементна кашеста маса.

(3) По додавањето на целулозниот етер во цементната кашеста маса, површинскиот напон на течната фаза се намалува, така што цементната кашеста маса е лесно да се формираат меури и насочена адсорпција на молекули на целулоза етер во интерфејсот на меур гас-течност, подобрување на јачината и цврстината на меур течен филм адсорпција во меур гас-течност интерфејс, подобрување на силата на меур течност филм и зајакнување на способноста на цврста кал да се стабилизира меур.