Целлюлозын эфир нь эрт этрингитийн морфологийн талаар

Эрт үеийн цементийн зутан дахь этрингитийн морфологид гидроксиэтил метил целлюлозын эфир ба метил целлюлозын эфирийн нөлөөг сканнерийн электрон микроскопоор (SEM) судалсан. Үр дүнгээс харахад гидроксиэтил метил целлюлозын эфирээр өөрчилсөн зутан дахь эттрингит талстуудын урт диаметрийн харьцаа нь энгийн зутантай харьцуулахад бага, эттрингит талстуудын морфологи нь богино саваа хэлбэртэй байдаг. Метил целлюлозын эфирээр өөрчилсөн зутан дахь эттрингит талстуудын урт диаметрийн харьцаа нь энгийн зутангийнхаас их бөгөөд этрингит талстуудын морфологи нь зүү хэлбэртэй байдаг. Энгийн цементийн зутан дахь эттрингит талстууд хооронд нь харьцаатай байдаг. Дээрх туршилтын судалгаагаар хоёр төрлийн целлюлозын эфирийн молекул жингийн ялгаа нь эттрингитийн морфологид нөлөөлдөг хамгийн чухал хүчин зүйл болох нь тодорхой болсон.

Түлхүүр үгс:эттрингит; Урт-диаметрийн харьцаа; Метил целлюлозын эфир; Гидроксиэтил метил целлюлозын эфир; морфологи

Эттрингит нь бага зэрэг өргөссөн чийгшүүлэгч бүтээгдэхүүний хувьд цемент бетоны гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг бөгөөд үргэлж цементэн дээр суурилсан материалын судалгааны халуун цэг байсаар ирсэн. Эттрингит нь нэг төрлийн трисульфидын төрлийн кальцийн алюминат гидрат бөгөөд химийн томьёо нь [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O буюу 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O гэж бичиж болно, ихэвчлэн AFt гэж товчилдог. . Портланд цементийн системд этрингит нь голчлон гөлтгөнө нь алюминат эсвэл төмрийн алюминаттай эрдсүүдтэй урвалд орсноор үүсдэг бөгөөд энэ нь цементийн чийгшлийг удаашруулж, эрт бат бөх байх үүрэг гүйцэтгэдэг. Эттрингит үүсэх ба морфологи нь температур, рН-ийн утга, ионы концентраци зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаардаг. Аль 1976 онд Мета нар. AFt-ийн морфологийн шинж чанарыг судлахын тулд сканнерийн электрон микроскопыг ашигласан бөгөөд өсөлтийн орон зай хангалттай том, орон зай хязгаарлагдмал үед ийм бага зэрэг өргөссөн усжилтын бүтээгдэхүүний морфологи бага зэрэг ялгаатай болохыг олж мэдэв. Эхнийх нь голдуу зүү хэлбэртэй бариултай нарийхан бөмбөрцөг байсан бол сүүлийнх нь ихэвчлэн богино саваа хэлбэртэй призм байв. Ян Вэньяны судалгаагаар AFt хэлбэрүүд нь янз бүрийн хатуурах орчинд өөр өөр байдгийг тогтоожээ. Нойтон орчин нь тэлэлтийн хольцтой бетонд AFt үүсэхийг удаашруулж, бетон хавдах, хагарах боломжийг нэмэгдүүлнэ. Янз бүрийн орчин нь AFt-ийн үүсэх, бичил бүтцэд төдийгүй эзлэхүүний тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Chen Huxing нар. С3А агууламж нэмэгдэхийн хэрээр AFt-ийн урт хугацааны тогтвортой байдал буурч байгааг олж мэдсэн. Кларк ба Монтейро нар. хүрээлэн буй орчны даралт ихсэх тусам AFt болор бүтэц дарааллаас эмх замбараагүй болж өөрчлөгддөг болохыг тогтоожээ. Балонис, Глассер нар AFm ба AFt-ийн нягтын өөрчлөлтийг хянаж үзсэн. Ренаудин нар. уусмалд дүрэхээс өмнө болон дараа нь AFt-ийн бүтцийн өөрчлөлт, Раман спектр дэх AFt-ийн бүтцийн параметрүүдийг судалсан. Кунтер нар. нь CSH гель кальци-цахиурын харьцаа ба сульфатын ионы харилцан үйлчлэлийн AFt талстжилтын даралтад үзүүлэх нөлөөг NMR-ээр судалсан. Үүний зэрэгцээ цементэн суурьтай материалд AFt-ийн хэрэглээнд үндэслэн Wenk et al. хатуу синхротрон цацрагийн рентген туяаны дифракцийн өнгөлгөөний технологиор бетоны огтлолын AFt болор чиглэлийг судалсан. Холимог цементэд AFt үүсэх, эттрингитийн судалгааны халуун цэгийг судалсан. Этрингит урвалын саатал дээр үндэслэн зарим эрдэмтэд AFt фазын шалтгааны талаар маш их судалгаа хийсэн.

Этрингит үүсэхээс үүссэн эзэлхүүний тэлэлт нь заримдаа таатай байдаг бөгөөд энэ нь цементэн суурьтай материалын эзэлхүүний тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд магнийн ислийн тэлэлтийн бодистой төстэй "өргөтгөл" болж чаддаг. Полимер эмульс болон дахин тархах эмульсийн нунтаг нэмсэнээр цементэн суурьтай материалын бичил бүтцэд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг тул тэдгээрийн макроскоп шинж чанарыг өөрчилдөг. Гэсэн хэдий ч хатуурсан зуурмагийн холбох шинж чанарыг голчлон сайжруулдаг дахин тархдаг эмульсийн нунтагаас ялгаатай нь усанд уусдаг полимер целлюлозын эфир (CE) нь шинээр холилдсон зуурмагт ус сайн хадгалж, өтгөрүүлэх үйлчилгээтэй тул ажлын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Метил целлюлоз (MC), гидроксиэтил целлюлоз (HEC), гидроксипропил метил целлюлоз (HPMC) зэрэг ион бус CE-г ихэвчлэн ашигладаг.гидроксиэтил метил целлюлоз (HEMC), гэх мэт, CE нь шинээр холилдсон зуурмагт үүрэг гүйцэтгэхээс гадна цементийн зутанг чийгшүүлэх процесст нөлөөлдөг. Судалгаанаас харахад HEMC нь чийгшүүлэх бүтээгдэхүүн болгон үйлдвэрлэсэн AFt-ийн хэмжээг өөрчилдөг. Гэсэн хэдий ч AFt-ийн микроскопийн морфологи дахь CE-ийн нөлөөг системтэйгээр харьцуулсан судалгаа байхгүй тул энэ нийтлэлд HEMC ба MC-ийн нөлөөллийн ялгааг зургийн шинжилгээгээр эрт (1 өдрийн) цементийн зутан дахь эттрингемийн микроскопийн морфологи судалсан болно. харьцуулалт.

1. Туршилт хийх

1.1 Түүхий эд

Туршилтын цементээр Anhui Conch Cement Co., LTD компанийн үйлдвэрлэсэн P·II 52.5R портланд цементийг сонгосон. Хоёр целлюлозын эфир нь гидроксиэтил метилцеллюлоз (HEMC) ба метилцеллюлоз (метилцеллюлоз, Шанхайн Синопат групп) юм. MC); Холигч ус нь цоргоны ус юм.

1.2 Туршилтын аргууд

Цементийн зуурмагийн дээжийн ус цементийн харьцаа 0.4 (ус ба цементийн массын харьцаа), целлюлозын эфирийн агууламж цементийн массын 1% байна. Сорьцыг бэлтгэх ажлыг GB1346-2011 "Усны хэрэглээ, тогтворжуулах хугацаа, цементийн стандартын тогтвортой байдлыг шалгах арга"-ын дагуу гүйцэтгэсэн. Сорьцыг бүрдүүлсний дараа гадаргын усны ууршилт, нүүрстөрөгчжилтөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хэвний гадаргуу дээр хуванцар хальсыг бүрхэж, дээжийг (20±2)℃ температур, харьцангуй чийгшил (60±5) бүхий хатууруулах өрөөнд байрлуулсан. ) %. 1 хоногийн дараа хөгцийг зайлуулж, сорьцыг хугалсны дараа дундаас нь жижиг дээж авч усгүй этанолд дэвтээж, усжилтыг зогсоож, дээжийг гаргаж авч хатааж, туршилтын өмнө хатаана. Хатаасан дээжийг дээжийн ширээн дээр дамжуулагч хоёр талт цавуугаар нааж, алтны хальсыг Cressington 108auto автомат ион цацагч хэрэглүүрээр гадаргуу дээр цацав. Цус цацах гүйдэл 20 мА, цацах хугацаа 60 секунд байв. Дээжний хэсэг дээрх AFt-ийн морфологийн шинж чанарыг ажиглахын тулд FEI QUANTAFEG 650 хүрээлэн буй орчны электрон микроскопыг (ESEM) ашигласан. AFT-ийг ажиглахад өндөр вакуум хоёрдогч электрон горимыг ашигласан. Хурдатгалын хүчдэл 15 кВ, цацрагийн цэгийн диаметр 3.0 нм, ажлын зайг 10 мм орчимд удирддаг.

2. Үр дүн ба хэлэлцүүлэг

Хатууруулсан HEMC-өөр өөрчилсөн цементийн зутан дахь этрингитийн SEM дүрслэлээс харахад давхаргат Ca (OH)2(CH)-ийн чиглэлийн өсөлт тодорхой, AFt-д богино саваа шиг AFt жигд бус хуримтлагдаж, зарим богино саваа шиг AFT бүрхэгдсэн байна. HEMC мембран бүтэцтэй. Жан Дунфан нар. Мөн ESEM-ээр дамжуулан HEMC-ийн өөрчилсөн цементийн зутангийн бичил бүтцийн өөрчлөлтийг ажиглах үед саваа шиг богино AFt-ийг илрүүлсэн. Тэд энгийн цементийн зутан нь устай тулгарсны дараа хурдан урвалд ордог тул AFt болор нь нарийхан, чийгшүүлэх нас уртассан нь урт диаметрийн харьцаа тасралтгүй нэмэгдэхэд хүргэсэн гэж тэд үзэж байв. Гэсэн хэдий ч HEMC нь уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, уусмал дахь ионуудын холболтын хурдыг бууруулж, клинкер хэсгүүдийн гадаргуу дээр ус орохыг удаашруулсан тул AFt-ийн урт диаметрийн харьцаа сул хандлагатай нэмэгдэж, морфологийн шинж чанар нь харагдаж байна. богино саваа хэлбэртэй. Ижил насны энгийн цементийн зутан дахь AFt-тай харьцуулахад энэ онолыг хэсэгчлэн баталгаажуулсан боловч MC-ээр өөрчлөгдсөн цементийн зутан дахь AFt-ийн морфологийн өөрчлөлтийг тайлбарлах боломжгүй юм. 1 өдрийн хатууруулсан MC-ийн өөрчилсөн цементийн зутан дахь эттридитийн SEM зураг дээр давхарласан Ca(OH)2-ийн чиг баримжаатай өсөлт, зарим AFt гадаргуу нь MC-ийн хальсан бүтцээр бүрхэгдсэн, AFt нь кластер өсөлтийн морфологийн шинж чанарыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч харьцуулбал, MC өөрчлөгдсөн цементийн зутан дахь AFt талст нь илүү урт диаметрийн харьцаатай, илүү нарийхан морфологитой бөгөөд ердийн ацикуляр морфологийг харуулдаг.

HEMC болон MC хоёулаа цементийн чийгшүүлэх үйл явцыг удаашруулж, уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлсэн боловч тэдгээрийн улмаас үүссэн AFt морфологийн шинж чанарын ялгаа нь мэдэгдэхүйц хэвээр байв. Дээр дурдсан үзэгдлийг целлюлозын эфирийн молекулын бүтэц ба AFt болор бүтцийн үүднээс илүү нарийвчлан авч үзэх боломжтой. Ренаудин нар. нийлэгжүүлсэн AFt-ийг бэлтгэсэн шүлтийн уусмалд дэвтээж, “нойтон AFt” авах ба хэсэгчлэн зайлуулж, ханасан CaCl2 уусмалын гадаргуу дээр (35% харьцангуй чийгшил) хатааж “хуурай AFt” авна. Раман спектроскопи болон рентген туяаны нунтаг дифракцийн аргаар бүтцийг боловсронгуй болгох судалгаа хийсний дараа хоёр бүтцийн хооронд ялгаа байхгүй, зөвхөн хатаах явцад, өөрөөр хэлбэл хүрээлэн буй орчны процесст эсийн талст үүсэх чиглэл өөрчлөгддөг болохыг тогтоожээ. "нойтон" -оос "хуурай" болж өөрчлөгдөхөд AFt талстууд аажмаар нэмэгдэж хэвийн чиглэлийн дагуу эсүүд үүсдэг. c хэвийн чиглэлийн дагуух AFt талстууд улам бүр багассан. Гурван хэмжээст орон зайн хамгийн үндсэн нэгж нь бие биендээ перпендикуляр байрлах хэвийн, b хэвийн шугам, c хэвийн шугамаас бүрдэнэ. Хэрэв b нормууд тогтсон бол AFt талстууд нь нормуудын дагуу бөөгнөрөн, ab нормалуудын хавтгайд эсийн хөндлөн огтлол томорсон. Тиймээс, хэрэв HEMC нь MC-ээс илүү их ус "хадгалдаг" бол орон нутгийн бүсэд "хуурай" орчин үүсч, хажуугийн бөөгнөрөл болон AFt талстуудын өсөлтийг дэмждэг. Patural нар. CE-ийн хувьд полимержих түвшин өндөр байх тусам (эсвэл молекулын жин их байх тусам) CE-ийн зуурамтгай чанар их байх ба ус хадгалах үзүүлэлт сайн болохыг олж мэдсэн. HEMCs ба MCS-ийн молекулын бүтэц нь энэ таамаглалыг дэмжиж байгаа бөгөөд гидроксиэтил бүлэг нь устөрөгчийн бүлгээс хамаагүй том молекул жинтэй байдаг.

Ерөнхийдөө AFt талстууд уусмалын системд холбогдох ионууд тодорхой ханалтад хүрэх үед л үүсч, тунадас үүснэ. Иймд урвалын уусмал дахь ионы концентраци, температур, рН-ийн утга, үүсэх орон зай зэрэг хүчин зүйлүүд нь AFt талстуудын морфологид ихээхэн нөлөөлж, хиймэл синтезийн нөхцлийн өөрчлөлт нь AFt талстуудын морфологийг өөрчилдөг. Иймээс энгийн цементийн зутан дахь AFt талстуудын харьцаа нь цементийн усжилтын эхэн үеийн усны хэрэглээний нэг хүчин зүйлээс шалтгаалж болно. Гэсэн хэдий ч HEMC ба MC-ээс үүдэлтэй AFt болор морфологийн ялгаа нь голчлон ус хадгалах тусгай механизмтай холбоотой байх ёстой. Hemcs болон MCS нь шинэхэн цементийн зутангийн микро бүсэд усны тээвэрлэлтийн "хаалттай гогцоо" үүсгэж, ус "ороход хялбар, гарахад хэцүү" "богино хугацаанд" байх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч энэ хугацаанд микрозон болон ойролцоох шингэн фазын орчин мөн өөрчлөгддөг. Ионы концентраци, рН гэх мэт хүчин зүйлүүд, өсөлтийн орчны өөрчлөлт нь AFt талстуудын морфологийн шинж чанарт улам бүр тусгагдсан байдаг. Усан тээврийн энэхүү "хаалттай гогцоо" нь Pourchez et al.-ийн тодорхойлсон үйл ажиллагааны механизмтай төстэй юм. HPMC нь ус хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

3. Дүгнэлт

(1) Гидроксиэтил метил целлюлозын эфир (HEMC) болон метил целлюлозын эфир (MC) нэмэх нь энгийн цементийн зутан дахь этрингитийн морфологийг мэдэгдэхүйц өөрчлөх боломжтой.

(2) HEMC өөрчилсөн цементийн зутан дахь этрингит болорын урт ба диаметр нь жижиг, богино саваа хэлбэртэй; MC-ийн өөрчилсөн цементийн зутан дахь этрингит талстуудын урт ба диаметрийн харьцаа нь зүү хэлбэртэй байдаг. Энгийн цементийн зутан дахь эттрингит талстууд нь эдгээр хоёрын хоорондох харьцаатай байдаг.

(3) Хоёр целлюлозын эфирийн этрингитийн морфологид үзүүлэх өөр өөр нөлөө нь үндсэндээ молекулын жингийн зөрүүтэй холбоотой юм.