Целулозниот етер за морфологијата на раниот етрингит

Ефектите на хидроксиетил метил целулозниот етер и метил целулозниот етер врз морфологијата на етрингит во раната цементна кашеста маса беа проучувани со електронска микроскопија за скенирање (SEM). Резултатите покажуваат дека односот должина-дијаметар на кристалите на етрингит во кашеста маса модифицирана со хидроксиетил метил целулоза етер е помал од оној во обичната кашеста маса, а морфологијата на кристалите на етрингит е кратка прачка. Односот должина-дијаметар на кристалите на етрингит во кашеста маса модифицирана со метил целулоза етер е поголема од онаа во обичната кашеста маса, а морфологијата на кристалите на етрингит е игла-прачка. Кристалите на етрингит во обичните цементни кашеста маса имаат сооднос некаде помеѓу. Преку горенаведената експериментална студија, дополнително е јасно дека разликата во молекуларната тежина на два вида целулозни етер е најважниот фактор што влијае на морфологијата на етрингит.

Клучни зборови:етрингит; Сооднос должина-дијаметар; Метил целулоза етер; Хидроксиетил метил целулоза етер; морфологија

Етрингит, како малку проширен производ за хидратација, има значително влијание врз перформансите на цементниот бетон и отсекогаш бил жариште за истражување на материјалите на база на цемент. Етрингит е еден вид калциум алуминат хидрат од типот трисулфид, неговата хемиска формула е [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, или може да се напише како 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, честопати скратено како AFt . Во портланд цементниот систем, етрингит главно се формира со реакција на гипсот со алуминатни или железен алуминат минерали, што ја игра улогата на одложување на хидратацијата и раната јачина на цементот. Формирањето и морфологијата на етрингит се под влијание на многу фактори како што се температурата, pH вредноста и концентрацијата на јоните. Уште во 1976 година, Мета и сор. користеше електронска микроскопија за скенирање за да ги проучува морфолошките карактеристики на AFt и откри дека морфологијата на таквите малку проширени производи за хидратација е малку поинаква кога просторот за раст е доволно голем и кога просторот е ограничен. Првиот беше претежно тенки сферули во облик на игла, додека вториот беше главно кратка призма во облик на прачка. Истражувањето на Јанг Венјан покажа дека формите на AFt се различни со различни средини за лекување. Влажните средини би го одложиле генерирањето AFt кај експанзиониот допиран бетон и ќе ја зголемат можноста за отекување и пукање на бетонот. Различните средини влијаат не само на формирањето и микроструктурата на AFt, туку и на неговата волуменска стабилност. Чен Хаксинг и сор. откриле дека долгорочната стабилност на AFt се намалува со зголемувањето на содржината на C3A. Кларк и Монтеиро и сор. откриле дека со зголемувањето на притисокот во околината, AFt кристалната структура се менува од ред во неред. Балонис и Гласер ги разгледаа промените на густината на AFm и AFt. Ренаудин и сор. ги проучувал структурните промени на AFt пред и по потопувањето во раствор и структурните параметри на AFt во спектарот Раман. Кунтер и сор. го проучувал ефектот на интеракцијата помеѓу односот на CSH гел калциум-силициум и сулфатниот јон на притисокот на кристализација на AFt со NMR. Во исто време, врз основа на примената на AFt во материјали на база на цемент, Wenk et al. ја проучувал AFt кристалната ориентација на бетонскиот пресек преку технологијата за завршна обработка со рендгенско дифракција на тврдо синхротронско зрачење. Беше истражено формирањето на AFt во мешан цемент и истражувачкото жариште на етрингит. Врз основа на одложената реакција на етрингит, некои научници спроведоа многу истражувања за причината за AFt фазата.

Проширувањето на волуменот предизвикано од формирањето на етрингит понекогаш е поволно и може да дејствува како „проширување“ слично на средството за проширување на магнезиум оксид за да се одржи стабилноста на волуменот на материјалите базирани на цемент. Додавањето на полимерна емулзија и повторно дисперзибилна емулзија во прав ги менува макроскопските својства на материјалите базирани на цемент поради нивните значајни ефекти врз микроструктурата на материјалите базирани на цемент. Сепак, за разлика од прашокот за редисперзибилна емулзија, кој главно го подобрува сврзното својство на стврднатиот малтер, полимер целулозниот етер растворлив во вода (CE) му дава на новоизмешаниот малтер добро задржување на водата и ефект на згуснување, со што се подобруваат работните перформанси. Најчесто се користи нејонски CE, вклучувајќи метил целулоза (MC), хидроксиетил целулоза (HEC), хидроксипропил метил целулоза (HPMC),хидроксиетил метил целулоза (HEMC)и сл., а CE игра улога во новоизмешаниот малтер, но исто така влијае и на процесот на хидратација на цементната кашеста маса. Истражувањата покажаа дека HEMC ја менува количината на AFt произведена како производ за хидратација. Сепак, ниту една студија систематски не го споредувала ефектот на CE врз микроскопската морфологија на AFt, така што овој труд ја истражува разликата на ефектот на HEMC и MC врз микроскопската морфологија на етрингам во раната (1-дневна) цементна кашеста маса преку анализа на сликата и споредба.

1. Експериментирајте

1.1 Суровини

P·II 52.5R Портланд цемент произведен од Anhui Conch Cement Co., LTD беше избран како цемент во експериментот. Двата целулозни етери се хидроксиетил метилцелулоза (HEMC) и метилцелулоза (метилцелулоза, Шангајска синопат група) соодветно. MC); Водата за мешање е вода од чешма.

1.2 Експериментални методи

Односот вода-цемент на примерокот од цементната паста беше 0,4 (масен однос на вода и цемент), а содржината на целулозниот етер беше 1% од масата на цементот. Подготовката на примерокот беше извршена според GB1346-2011 „Метод на тестирање за потрошувачка на вода, време на поставување и стабилност на стандардната конзистентност на цементот“. По формирањето на примерокот, пластичната фолија беше инкапсулирана на површината на мувлата за да се спречи испарувањето на површинската вода и карбонизацијата, а примерокот беше ставен во просторија за лекување со температура од (20±2)℃ и релативна влажност од (60±5 ) %. По 1 ден, мувлата беше отстранета, и примерокот беше скршен, потоа беше земен мал примерок од средината и натопена во безводен етанол за да се прекине хидратацијата, а примерокот беше изваден и сушен пред тестирањето. Исушените примероци беа залепени на масата за примероци со проводно двострано лепило, а слој од златна фолија беше испрскан на површината со автоматски инструмент за јонско распрскување Cressington 108. Струјата на прскање беше 20 mA, а времето на прскање беше 60 секунди. FEI QUANTAFEG 650 еколошки Електронски микроскоп за скенирање (ESEM) беше користен за набљудување на морфолошките карактеристики на AFt на делот од примерокот. Високиот вакуум секундарен електронски режим беше искористен за набљудување на AFT. Напонот на забрзување беше 15 kV, дијаметарот на точката на зракот беше 3,0 nm, а работното растојание беше контролирано на околу 10 mm.

2. Резултати и дискусија

Сликите на SEM од етрингит во стврдната цементна кашеста маса модифицирана со HEMC покажаа дека ориентациониот раст на слоевит Ca (OH)2(CH) е очигледен, а AFt покажа неправилна акумулација на AFt како кратка прачка, а некои кратки AFT слични на прачки беа покриени со HEMC мембранска структура. Џанг Донгфанг и сор. пронајден е и кратка AFt слична на прачка при набљудување на промените во микроструктурата на HEMC модифицираната цементна кашеста маса преку ESEM. Тие веруваа дека обичната цементна кашеста маса реагира брзо откако ќе наиде на вода, така што кристалот AFt е тенок, а продолжувањето на староста на хидратација доведе до континуирано зголемување на односот должина-дијаметар. Сепак, HEMC ја зголеми вискозноста на растворот, ја намали стапката на врзување на јоните во растворот и го одложи доаѓањето на вода на површината на честичките на клинкер, така што односот должина-дијаметар на AFt се зголеми во слаб тренд и неговите морфолошки карактеристики покажаа кратка форма слична на прачка. Во споредба со AFt во обична цементна кашеста маса со иста старост, оваа теорија е делумно потврдена, но не е применлива за да се објаснат морфолошките промени на AFt во цементната кашеста маса модифицирана со MC. Сликите на SEM од етридит во цементна кашеста маса модифицирана со MC за 1 ден, исто така, покажаа ориентиран раст на слоевит Ca(OH)2, некои AFt површини исто така беа покриени со филмска структура на MC, а AFt покажаа морфолошки карактеристики на растот на кластерот. Сепак, за споредба, AFt кристалот во MC модифицирана цементна кашеста маса има поголем сооднос должина-дијаметар и потенка морфологија, што покажува типична ацикуларна морфологија.

И HEMC и MC го одложија процесот на рана хидратација на цементот и ја зголемија вискозноста на растворот, но разликите во морфолошките карактеристики на AFt предизвикани од нив сè уште беа значајни. Горенаведените феномени може дополнително да се елаборираат од перспектива на молекуларната структура на целулозниот етер и AFt кристалната структура. Ренаудин и сор. синтетизираниот AFt го натопил во подготвениот алкален раствор за да добие „влажен AFt“, а делумно го извадил и го сушил на површината на заситен раствор на CaCl2 (35% релативна влажност) за да добие „сув AFt“. По студијата за усовршување на структурата со Раман спектроскопија и дифракција на прав со рендген, беше откриено дека нема разлика помеѓу двете структури, само насоката на формирање на кристали на клетките се менува во процесот на сушење, односно во процесот на животната средина. промена од "влажни" во "суви", AFt кристали формирани клетки по нормална насока на постепено се зголемува. AFt кристалите долж c нормалната насока стануваа се помалку и помалку. Најосновната единица на тродимензионалниот простор е составена од нормална права, b нормална и c нормална права кои се нормални една на друга. Во случај кога b нормалите биле фиксирани, AFt кристалите се собирале долж нормата, што резултирало со зголемен клеточен пресек во рамнината на ab нормалните. Така, ако HEMC „складира“ повеќе вода од MC, може да се појави „суво“ опкружување во локализирана област, поттикнувајќи странична агрегација и раст на AFt кристалите. Патурал и сор. откриле дека за самиот CE, колку е поголем степенот на полимеризација (или колку е поголема молекуларната тежина), толку е поголема вискозноста на CE и подобри перформанси за задржување на водата. Молекуларната структура на HEMC и MCS ја поддржува оваа хипотеза, при што хидроксиетилната група има многу поголема молекуларна тежина од водородната група.

Општо земено, AFt кристалите ќе се формираат и ќе таложат само кога релевантните јони ќе достигнат одредена заситеност во системот на растворот. Затоа, факторите како што се концентрацијата на јоните, температурата, pH вредноста и просторот за формирање во реакциониот раствор може значително да влијаат на морфологијата на AFt кристалите, а промените во условите на вештачката синтеза може да ја променат морфологијата на AFt кристалите. Затоа, односот на AFt кристалите во обичната цементна кашеста маса помеѓу двете може да биде предизвикан од единствениот фактор на потрошувачка на вода во раната хидратација на цементот. Сепак, разликата во AFt кристалната морфологија предизвикана од HEMC и MC треба главно да се должи на нивниот посебен механизам за задржување вода. Hemcs и MCS создаваат „затворена јамка“ на транспорт на вода во микрозоната на свежата цементна кашеста маса, овозможувајќи „краток период“ во кој водата „лесно се влегува и тешко се излегува“. Меѓутоа, во текот на овој период, се менува и околината на течната фаза во и во близина на микрозоната. Фактори како концентрација на јони, pH итн., Промената на средината на раст дополнително се рефлектира во морфолошките карактеристики на AFt кристалите. Оваа „затворена јамка“ на транспортот на вода е слична на механизмот на дејство опишан од Pourchez et al. HPMC игра улога во задржувањето на водата.

3. Заклучок

(1) Додавањето на хидроксиетил метил целулоза етер (HEMC) и метил целулоза етер (MC) може значително да ја промени морфологијата на етрингит во раната (1 ден) обична цементна кашеста маса.

(2) Должината и дијаметарот на етрингитниот кристал во HEMC модифицираната цементна кашеста маса се мали и кратки шипки; Односот на должината и дијаметарот на кристалите на етрингит во цементната кашеста маса модифицирана со MC е голем, што е во форма на игла-шипка. Етрингитните кристали во обичните цементни кашеста маса имаат сооднос помеѓу овие две.

(3) Различните ефекти на два целулозни етери врз морфологијата на етрингит во суштина се должат на разликата во молекуларната тежина.