Промена на вискозноста на целулозниот етер на малтер базиран на цемент

Задебелувањето е важен модификациски ефект на целулозниот етер на материјалите на база на цемент. Ефектите на содржината на целулозниот етер, брзината на ротација на вискометарот и температурата врз промената на вискозноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер беа проучувани. Резултатите покажуваат дека вискозноста на цементотбазиран малтер постојано се зголемува со зголемувањето на содржината на целулозниот етер и вискозноста на растворот на целулозниот етер и цементотбазиран малтер има „ефект на композитна суперпозиција“; псевдопластичноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер е пониска од онаа на чистиот цементбазиран малтери вискозноста Колку е помала брзината на ротација на инструментот или помала вискозноста на цементот модифициран со целулоза етербазиран малтерили колку е помала содржината на целулозниот етер, толку е поочигледна псевдопластичноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер; Со комбинираниот ефект на хидратација, вискозноста на целулозниот етер е модифициран цементбазиран малтер ќе се зголеми или намали. Различни видови целулозни етер имаат различни промени во вискозноста на модифицираниот цементбазиран малтер.

Клучни зборови: целулоза етер; цементбазиран малтер; вискозност

0,Предговор

Целулозните етери често се користат како средства за задржување вода и згуснувачи за материјали на база на цемент. Според различни супституенти, целулозните етери кои се користат во материјалите базирани на цемент генерално вклучуваат метил целулоза (MC), хидроксиетил целулоза (HEC), хидроксиетил метил целулоза етер (Хидроксиетил метил целулоза, HEMC) и хидроксипропил метил целулоза (Hydroxypropylcellulose methylproxy), меѓу кои најчесто се користат HPMC и HEMC.

Задебелувањето е важен модификациски ефект на целулозниот етер на материјалите на база на цемент. Целулозниот етер може да го обдари влажниот малтер со одличен вискозитет, значително да ја зголеми способноста за поврзување помеѓу влажниот малтер и основниот слој и да ги подобри перформансите на малтерот против попуштање. Исто така, може да ја зголеми хомогеноста и способноста против дисперзија на свежо измешаните материјали на база на цемент и да спречи раслојување, сегрегација и крварење на малтерот и бетонот.

Ефектот на згуснување на целулозниот етер врз материјалите базирани на цемент може квантитативно да се оцени со реолошкиот модел на материјалите на база на цемент. Материјалите засновани на цемент обично се сметаат за Бингам флуид, односно, кога применетиот напон на смолкнување r е помал од напрегањето на отпуштање r0, материјалот останува во својата првобитна форма и не тече; кога напрегањето на смолкнување r го надминува напрегањето на пропустливост r0, предметот претрпува деформација на протокот, а напрегањето на смолкнување Напрегањето r има линеарна врска со стапката на напрегање y, односно r=r0+f·y, каде што f е пластична вискозност. Целулозните етери генерално го зголемуваат напрегањето и вискозноста на пластиката на материјалите базирани на цемент, меѓутоа, пониските дози доведуваат до понизок стрес на извлекување и пластична вискозност, главно поради ефектот на вдишување на воздухот на целулозните етери. Истражувањето на Патурал покажува дека молекуларната тежина на целулозниот етер се зголемува, а напрегањето на цементотбазиран малтер се намалува, а конзистентноста се зголемува.

Вискозноста на цементотбазиран малтер е важен индекс за да се оцени ефектот на згуснување на целулозниот етер на материјалите базирани на цемент. Некои литератури го истражуваа законот за промена на вискозноста на растворот на целулозниот етер, но сè уште постои недостаток на релевантни истражувања за ефектот на целулозниот етер врз промената на вискозноста на цементотбазиран малтер. Во исто време, според различните видови супституенти, постојат многу видови на целулозни етери. Влијанието на различните видови и вискозност на целулозните етери врз промената на цементотбазиран малтер вискозноста е исто така многу загрижено прашање во употребата на целулозните етери. Оваа работа користи ротациски вискометар за проучување на промените на вискозноста на цементните кашеста маса модифицирана со целулоза етер од различни типови и вискозитети под различни соодноси на полипепел, ротациони брзини и температури.

1. Експериментирајте

1.1 Суровини

(1) целулоза етер. Беа избрани шест видови на целулозни етери кои вообичаено се користат во мојата земја, вклучувајќи 1 вид MC, 1 вид HEC, 2 вида HPMC и 2 вида HEMC, меѓу кои вискозноста на 2 вида HPMC и 2 вида HEMC беа очигледно различни. Вискозноста на целулозниот етер беше тестирана со ротационен вискометар NDJ-1B (Shanghai Changji Company), концентрацијата на тест растворот беше 1,0% или 2,0%, температурата беше 20°C, а брзината на ротација беше 12r/min.

(2) Цемент. Обичниот портланд цемент произведен од Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. има спецификација на P·O 42.5 (GB 175-2007).

1.2 Метод на мерење на вискозност на раствор на целулоза етер

Земете примерок од целулоза етер со одреден квалитет и додадете го во стаклена чаша од 250 ml, а потоа додадете 250 g топла вода на околу 90°C; целосно се промешува со стаклена шипка за целулозниот етер да формира еднообразен систем за дисперзија во топла вода, а во исто време да се излади чашата во воздух. Кога растворот ќе почне да создава вискозитет и нема повторно да таложи, веднаш престанете да мешате; кога растворот се лади во воздухот додека бојата не се изедначи, ставете ја чашата во водена бања со постојана температура и одржувајте ја температурата на одредената температура. Грешката е± 0.1°C; по 2 часа (пресметано од времето на контакт на целулозниот етер со топла вода), измерете ја температурата на центарот на растворот со термометар. Производство) роторот вметнат во растворот до одредената длабочина, откако ќе отстои 5 минути, измерете ја неговата вискозност.

1.3 Мерење на вискозност на цемент модифициран со целулозен етербазиран малтер

Пред експериментот, чувајте ги сите суровини на одредената температура, измерете ја одредената маса на целулозниот етер и цементот, измешајте ги темелно и додадете вода од чешма на одредената температура во стаклена чаша од 250 ml со сооднос вода-цемент од 0,65; потоа додадете го сувиот прав во чашата и почекајте 3 минути Темелно промешајте со стаклена прачка 300 пати, вметнете го роторот на ротациониот вискометар (тип NDJ-1B, произведен од Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) во раствор до одредена длабочина и измерете ја неговата вискозност откако ќе отстои 2 минути. Со цел да се избегне влијанието на топлината на цементната хидратација на тестот за вискозност на цементотбазиран малтер колку што е можно, вискозноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер мора да се тестира кога цементот е во контакт со вода 5 минути.

2. Резултати и анализа

2.1 Ефект на содржината на целулозниот етер

Количината на целулозниот етер овде се однесува на масениот сооднос на целулозниот етер со цементот, односно односот на полиаш. Од влијанието на P2, E2 и H1 три вида целулозни етери врз промената на вискозноста на цементотбазиран малтер при различни дози (0,1%, 0,3%, 0,6% и 0,9%), може да се забележи дека по додавањето на целулозниот етер, вискозноста на цементотбазиран малтер Вискозитетот се зголемува; како што се зголемува количината на целулозниот етер, вискозноста на цементотбазиран малтер постојано се зголемува, а опсегот на зголемување на вискозноста на цементотбазиран малтер исто така станува поголем.

Кога односот вода-цемент е 0,65, а содржината на целулозниот етер е 0,6%, земајќи ја предвид водата потрошена од првичната хидратација на цементот, концентрацијата на целулозниот етер во однос на водата е околу 1%. Кога концентрацијата е 1%, водените раствори P2, E2 и H1, вискозноста се 4990 mPa·S, 5070 mPa·S и 5250mPa·s соодветно; кога односот вода-цемент е 0,65, вискозноста на чистиот цементбазиран малтер е 836 mPa·S. Сепак, вискозитетот на цементните кашеста маса модифицирани со три целулозни етер P2, E2 и H1 се 13800 mPa·S, 12900 mPa·S и 12700mPa·s соодветно. Очигледно, вискозноста на целулозниот етер е модифициран цементбазиран малтер не е вискозноста на растворот на целулоза етер и Едноставното додавање на вискозноста на чист цементбазиран малтер е значително поголем од збирот на двата вискозност, односно вискозноста на растворот на целулозниот етер и вискозноста на цементотбазиран малтер имаат „композитен ефект на суперпозиција“. Вискозноста на растворот на целулоза етер доаѓа од силната хидрофилност на хидроксилните групи и етерските врски во молекулите на целулозниот етер и тродимензионалната мрежна структура формирана од молекулите на целулозниот етер во растворот; вискозноста на чистиот цементбазиран малтер доаѓа од мрежата формирана помеѓу структурата на цементните производи за хидратација. Бидејќи полимерот и производите за хидратација на цемент често формираат структура на мрежа која продира меѓусебно, во целулозниот етер модифициран цементбазиран малтер, тродимензионалната мрежна структура на целулозниот етер и мрежната структура на производите за хидратација на цемент се испреплетени, а молекулите на целулозниот етер Адсорпцијата со производите за хидратација на цемент заедно создава „ефект на композитна суперпозиција“, што значително ја зголемува вкупната вискозност на цементотбазиран малтер; бидејќи една молекула на целулозен етер може да се преплетува со повеќе молекули на целулоза етер и производи за хидратација на цемент, затоа, со зголемувањето на содржината на целулозниот етер, густината на структурата на мрежата се зголемува повеќе од зголемувањето на молекулите на целулозниот етер и вискозноста на цементотбазиран малтер постојано се зголемува; покрај тоа, брзата хидратација на цементот треба да реагира на дел од водата. , што е еквивалентно на зголемување на концентрацијата на целулозниот етер, што е исто така причина за значително зголемување на вискозноста на цементотбазиран малтер.

Бидејќи целулозниот етер и цементотбазиран малтер имаат „ефект на композитна суперпозиција“ во вискозност, под иста содржина на целулозен етер и сооднос вода-цемент, вискозноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер со очигледна разлика кога концентрацијата е 2% Разликата во вискозноста не е голема, на пример, вискозностите на P2 и E2 се 48000 mPa·s и 36700mPa·s соодветно во воден раствор со концентрација од 2%. С, разликата не е очигледна; вискозитетот на Е1 и Е2 во 2% воден раствор се 12300 mPa·S и 36700mPa·s соодветно, разликата е многу голема, но вискозноста на нивната модифицирана цементна паста е 9800 mPa·S и 12900mPa соодветно·S, разликата е значително намалена, така што при изборот на целулозен етер во инженерството, не е неопходно да се бара претерано висока вискозност на целулозниот етер. Покрај тоа, во практични инженерски апликации, концентрацијата на целулозниот етер во однос на водата е обично релативно ниска. На пример, во обичниот малтер за малтерисување, односот вода-цемент е обично околу 0,65, а содржината на целулозниот етер е 0,2% до 0,6%. Концентрацијата на вода е помеѓу 0,3% и 1%.

Исто така, може да се види од резултатите од тестот дека различни видови на целулозни етери имаат различни ефекти врз вискозноста на цементотбазиран малтер. Кога концентрацијата е 1%, вискозитетот на P2, E2 и H1 три вида водени раствори на целулоза етер се 4990 mPa·s, 5070 mPa·S и 5250mPa·S соодветно, вискозноста на растворот H1 е највисок, но вискозноста на P2, E2 и H1 три вида целулозни етер.·S, 12900 mPa·S и 12700mPa·S соодветно, а вискозноста на H1 модифицираните цементни кашеста маса беше најниска. Тоа е затоа што целулозните етери обично имаат ефект на одложување на хидратацијата на цементот. Помеѓу трите видови на целулозни етери, HEC, HPMC и HEMC, HEC има најсилна способност да ја одложи хидратацијата на цементот. Затоа, во H1 изменета цементбазиран малтер, поради побавната хидратација на цементот, мрежната структура на производите за цементна хидратација се развива побавно, а вискозноста е најниска.

2.2 Ефект на стапката на ротација

Од влијанието на брзината на ротација на вискометарот врз вискозноста на чистиот цементбазиран малтер и цемент модифициран со целулозен етербазиран малтер, може да се види дека како што се зголемува брзината на ротација, вискозноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер и чист цементбазиран малтер се намалува во различни степени, односно сите тие имаат својство на разредување на смолкнување и припаѓаат на псевдопластична течност. Колку е помала стапката на ротација, толку е поголемо намалувањето на вискозноста на целиот цементбазиран малтер со стапка на ротација, односно, поочигледна е псевдопластичноста на цементотбазиран малтер. Со зголемување на стапката на ротација, кривата на вискозност се намалува на цементотбазиран малтер постепено станува порамна, а псевдопластичноста слабее. Во споредба со чист цементбазиран малтер, псевдопластичноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер е послаб, односно, вградувањето на целулозниот етер ја намалува псевдопластичноста на цементотбазиран малтер.

Од влијанието на брзината на ротација врз вискозноста на цементотбазиран малтер под различни типови и вискозитет на целулозни етери може да се знае дека цементотбазиран малтер модифицирано со различни целулозни етери има различна псевдопластична јачина, и колку е помала вискозноста на целулозниот етер, толку е поголема вискозноста на модифицираниот цементбазиран малтер. Колку е поочигледна псевдопластичноста на цементотбазиран малтер е; псевдопластичноста на модифицираниот цементбазиран малтер нема очигледна разлика со различни типови на целулозни етери со слични вискозитети. Од P2, E2 и H1 три вида цемент модифициран со целулоза етербазиран малтер во различни дози (0,1%, 0,3%, 0,6% и 0,9%), може да се знае влијанието на брзината на ротација врз вискозноста, P2, E2 и H1 три вида влакна. Цементните кашеста маса модифицирани со обичен етер ги имаат истите резултати од тестот : кога количината на целулозниот етер е различна, нивната псевдопластичност е различна. Колку е помала количината на целулозниот етер, толку е посилна псевдопластичноста на модифицираниот цементбазиран малтер.

Откако цементот е во контакт со вода, цементните честички на површината брзо се хидрираат, а производите за хидратација (особено CSH гелот) формираат структура на агломерација. Кога има насочена сила на смолкнување во растворот, структурата на агломерација ќе се отвори, така што долж правецот на силата на смолкнување Отпорот на насочното течење се намалува, а со тоа покажува својство на истенчување на смолкнување. Целулозниот етер е еден вид макромолекула со асиметрична структура. Кога растворот мирува, молекулите на етер на целулоза можат да имаат различни ориентации. Кога има насочена сила на смолкнување во растворот, долгиот синџир на молекулата ќе се сврти и ќе оди заедно. Насоката на силата на смолкнување е намалена, што резултира со намалување на отпорноста на проток, а исто така покажува својство на истенчување на смолкнување. Во споредба со производите за хидратација на цемент, молекулите на етер на целулоза се пофлексибилни и имаат одреден пуферски капацитет за сила на смолкнување. Затоа, во споредба со чист цементбазиран малтер, псевдопластичноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер е послаб, и како што се зголемува вискозноста или содржината на целулозниот етер, пуферскиот ефект на молекулите на целулозниот етер врз силата на смолкнување е поочигледен. Пластичноста станува слаба.

2.3 Влијанието на температурата

Од ефектот на температурните промени (20°C, 27°В и 35°В) за вискозноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер, може да се види дека кога содржината на целулозниот етер е 0,6%, како што се зголемува температурата, чистиот цементбазиран малтер и M1 Вискозноста на изменетиот цементбазиран малтер зголемена и вискозноста на другиот цемент модифициран со целулозен етербазиран малтер се намали, но намалувањето не беше големо, а вискозноста на H1 модифицираниот цементбазиран малтер се намали најмногу. Што се однесува до E2 модифицираниот цементбазиран малтер е загрижен, кога односот на полиаш е 0,6%, вискозноста на цементотбазиран малтер се намалува со зголемувањето на температурата, а кога односот на полиаш е 0,3%, вискозноста на цементотбазиран малтер се зголемува со зголемувањето на температурата.

Општо земено, поради намалувањето на силата на интермолекуларната интеракција, вискозноста на течноста ќе се намали со зголемувањето на температурата, што е случај со растворот на целулоза етер. Меѓутоа, како што се зголемува температурата и се зголемува времето на контакт помеѓу цементот и водата, брзината на хидратација на цементот значително ќе се забрза, а степенот на хидратација ќе се зголеми, па вискозноста на чистиот цементбазиран малтер наместо тоа ќе се зголеми.

Во цемент модифициран со целулоза етербазиран малтер, целулозниот етер ќе се адсорбира на површината на производите за хидратација на цемент, а со тоа ќе ја инхибира хидратацијата на цементот, но различни видови и количини на целулозни етери имаат различни способности да ја инхибираат хидратацијата на цементот, MC (како што е М1) има слаба способност да ја инхибира хидратацијата на цементот, и како што температурата се зголемува, стапката на хидратација на цементотбазиран малтер сè уште е побрз, па како што се зголемува температурата, вискозноста генерално се зголемува; HEC, HPMC и HEMC може значително да ја инхибираат хидратацијата на цементот, бидејќи температурата се зголемува, стапката на хидратација на цементотбазиран малтер е побавно, па како што температурата се зголемува, HEC, HPMC и HEMC модифицираниот цемент Вискозноста набазиран малтер (0,6% сооднос на полиас) генерално се намалува, и бидејќи способноста на HEC да ја одложи хидратацијата на цементот е поголема од онаа на HPMC и HEMC, промената на целулозниот етер во температурните промени (20°C, 27°В и 35°В) Вискозноста на H1 модифицираниот цементбазиран малтер најмногу се намали со зголемувањето на температурата. Сепак, цементната хидратација сè уште постои кога температурата е повисока, така што степенот на намалување на целулозниот етер модифициран цементбазиран малтер со зголемувањето на температурата не е очигледно. Што се однесува до E2 модифицираниот цементбазиран малтер е загрижен, кога дозата е висока (односот на пепел е 0,6%), ефектот на инхибиција на цементната хидратација е очигледен, а вискозноста се намалува со зголемувањето на температурата; кога дозата е мала (односот на пепел е 0,3%), ефектот на инхибиција на хидратацијата на цементот не е очигледен, а вискозноста се зголемува со зголемувањето на температурата.

3. Заклучок

(1) Со континуираното зголемување на содржината на целулозниот етер, вискозноста и вискозноста ја зголемуваат стапката на цементотбазиран малтер продолжи да се зголемува. Молекуларната мрежна структура на целулозниот етер и мрежната структура на производите за хидратација на цементот се испреплетени, а почетната хидратација на цементот индиректно ја зголемува концентрацијата на целулозниот етер, така што вискозноста на растворот на целулозниот етер и цементотбазиран малтер има „композитен ефект на суперпозиција“, односно целулозен етер Вискозноста на модифицираниот цементбазиран малтер е многу поголем од збирот на нивните соодветни вискозитети. Во споредба со HPMC и HEMC модифицираните цементни кашеста маса, цементните кашеста маса модифицирани со HEC имаат пониски тест вредности на вискозност поради побавниот развој на хидратација.

(2) Двата целулоза етер модифициран цементбазиран малтер и чист цементбазиран малтер имаат својство на разредување на смолкнување или псевдопластичност; псевдопластичноста на цементот модифициран со целулозен етербазиран малтер е пониска од онаа на чистиот цементбазиран малтер; колку е помала стапката на ротација, или целулозата, толку е помал вискозноста на цементот модифициран со етербазиран малтерили колку е помала содржината на целулозниот етер, толку е поочигледна псевдопластичноста на цементот модифициран со целулоз етербазиран малтер.

(3) Како што температурата продолжува да расте, брзината и степенот на хидратација на цементот се зголемуваат, така што вискозноста на чистиот цементбазиран малтер постепено се зголемува. Поради различните видови и количини на целулозни етери кои имаат различни способности да ја инхибираат хидратацијата на цементот, вискозноста на модифицираната цементна паста варира во зависност од температурата.