सेल्युलोज इथर सुधारित सिमेंट स्लरी

सिमेंट स्लरीच्या छिद्र संरचनेवर नॉन-आयोनिक सेल्युलोज इथरच्या विविध आण्विक संरचनेचा परिणाम घनता चाचणी आणि मॅक्रोस्कोपिक आणि सूक्ष्म छिद्र रचना निरीक्षणाद्वारे अभ्यासण्यात आला. परिणाम दर्शवितात की नॉनोनिक सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता वाढवू शकते. जेव्हा नॉन-आयोनिक सेल्युलोज इथर सुधारित स्लरीची स्निग्धता समान असते, तेव्हा सच्छिद्रताहायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज इथर(HEC) सुधारित स्लरी हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HPMC) आणि मिथाइल सेल्युलोज इथर (MC) सुधारित स्लरीपेक्षा लहान आहे. समान गट सामग्रीसह HPMC सेल्युलोज इथरचे स्निग्धता/सापेक्ष आण्विक वजन जितके कमी असेल तितके त्याच्या सुधारित सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता कमी असेल. नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर द्रव अवस्थेतील पृष्ठभागावरील ताण कमी करू शकते आणि सिमेंट स्लरीला बुडबुडे तयार करणे सोपे करते. नॉन-आयोनिक सेल्युलोज इथर रेणू हे बुडबुड्यांच्या गॅस-लिक्विड इंटरफेसमध्ये दिशात्मकपणे शोषले जातात, ज्यामुळे सिमेंट स्लरी टप्प्याची स्निग्धता देखील वाढते आणि फुगे स्थिर करण्यासाठी सिमेंट स्लरीची क्षमता वाढते.

मुख्य शब्द:nonionic सेल्युलोज इथर; सिमेंट स्लरी; छिद्र रचना; आण्विक रचना; पृष्ठभाग तणाव; चिकटपणा

नॉनिओनिक सेल्युलोज इथर (यापुढे सेल्युलोज इथर म्हणून ओळखले जाते) उत्कृष्ट घट्ट होणे आणि पाणी टिकवून ठेवणारे आहे, आणि कोरड्या मिश्रित मोर्टार, स्व-संकुचित काँक्रीट आणि इतर नवीन सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सेल्युलोज इथरमध्ये सामान्यत: मिथाइल सेल्युलोज इथर (MC), हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HPMC), हायड्रॉक्सीथिल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HEMC) आणि हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज इथर (HEC) यांचा समावेश होतो, ज्यामध्ये HPMC आणि HEMC सर्वात सामान्य अनुप्रयोग आहेत. .

सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरीच्या छिद्र संरचनावर लक्षणीय परिणाम करू शकते. Pourchez et al., स्पष्ट घनता चाचणी, छिद्र आकार चाचणी (पारा इंजेक्शन पद्धत) आणि SEM प्रतिमा विश्लेषणाद्वारे, असा निष्कर्ष काढला की सेल्युलोज इथर सुमारे 500nm व्यासासह छिद्रांची संख्या आणि सुमारे 50-250μm व्यासासह छिद्रांची संख्या वाढवू शकते. सिमेंट स्लरी. शिवाय, कडक सिमेंट स्लरीसाठी, कमी आण्विक वजन HEC सुधारित सिमेंट स्लरीचे छिद्र आकार वितरण शुद्ध सिमेंट स्लरीसारखेच आहे. उच्च आण्विक वजनाच्या HEC सुधारित सिमेंट स्लरीचे एकूण छिद्राचे प्रमाण शुद्ध सिमेंट स्लरीच्या तुलनेत जास्त आहे, परंतु HPMC सुधारित सिमेंट स्लरीच्या तुलनेत कमी आहे. SEM निरीक्षणाद्वारे, झांग एट अल. असे आढळले की HEMC सिमेंट मोर्टारमध्ये सुमारे 0.1 मिमी व्यासासह छिद्रांची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते. त्यांना पारा इंजेक्शन चाचणीद्वारे असेही आढळून आले की HEMC एकूण छिद्रांचे प्रमाण आणि सिमेंट स्लरीचा सरासरी छिद्र व्यास लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते, परिणामी 50nm ~ 1μm व्यासासह मोठ्या छिद्रांच्या संख्येत लक्षणीय वाढ होते आणि त्याहून अधिक व्यास असलेल्या मोठ्या छिद्रांमध्ये लक्षणीय वाढ होते. 1μm पेक्षा. तथापि, 50nm पेक्षा कमी व्यास असलेल्या छिद्रांची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी झाली. सॅरिक-कोरिक इत्यादी. सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरी अधिक सच्छिद्र बनवेल आणि मॅक्रोपोर्स वाढवेल असा विश्वास होता. जेनी आणि इतर. कार्यप्रदर्शन घनतेची चाचणी केली आणि हे निर्धारित केले की HEMC सुधारित सिमेंट मोर्टारचा छिद्र खंड अपूर्णांक अंदाजे 20% होता, तर शुद्ध सिमेंट मोर्टारमध्ये फक्त थोड्या प्रमाणात हवा असते. सिल्वा आणि इतर. असे आढळले की 3.9 nm आणि 40 ~ 75nm शुद्ध सिमेंट स्लरीच्या दोन शिखरांव्यतिरिक्त, पारा इंजेक्शन चाचणीद्वारे 100 ~ 500nm आणि 100μm पेक्षा जास्त दोन शिखरे देखील होती. मा बाओगुओ आणि इतर. सेल्युलोज इथरने पारा इंजेक्शन चाचणीद्वारे सिमेंट मोर्टारमध्ये 1μm पेक्षा कमी व्यास असलेल्या सूक्ष्म छिद्रांची संख्या आणि 2μm पेक्षा जास्त व्यास असलेल्या मोठ्या छिद्रांची संख्या वाढवली आहे. सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता वाढवते या कारणास्तव, असे मानले जाते की सेल्युलोज इथरची पृष्ठभागाची क्रिया असते, हवा आणि पाण्याच्या इंटरफेसमध्ये समृद्ध करते, एक फिल्म तयार करते, ज्यामुळे सिमेंट स्लरीचे फुगे स्थिर होतात.

उपरोक्त साहित्य विश्लेषणाद्वारे, हे पाहिले जाऊ शकते की सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या छिद्र संरचनेवर सेल्युलोज इथरच्या प्रभावाकडे खूप लक्ष दिले गेले आहे. तथापि, सेल्युलोज इथरचे अनेक प्रकार आहेत, त्याच प्रकारचे सेल्युलोज इथर, त्याचे सापेक्ष आण्विक वजन, गट सामग्री आणि इतर आण्विक संरचना मापदंड देखील खूप भिन्न आहेत आणि सेल्युलोज इथर निवडीवर देशी आणि परदेशी संशोधक फक्त त्यांच्या संबंधित अनुप्रयोगापुरते मर्यादित आहेत. फील्ड, प्रतिनिधित्वाचा अभाव, निष्कर्ष अपरिहार्य आहे "अतिसामान्यीकरण", जेणेकरून सेल्युलोज इथर यंत्रणेचे स्पष्टीकरण पुरेसे खोल नाही. या पेपरमध्ये, सिमेंट स्लरीच्या छिद्र संरचनेवर भिन्न आण्विक रचना असलेल्या सेल्युलोज इथरचा प्रभाव स्पष्ट घनता चाचणी आणि मॅक्रोस्कोपिक आणि सूक्ष्म छिद्र रचना निरीक्षणाद्वारे अभ्यासण्यात आला.

1. चाचणी

1.1 कच्चा माल

सिमेंट हे Huaxin Cement Co., LTD. द्वारा निर्मित P·O 42.5 सामान्य पोर्टलँड सिमेंट होते, ज्यामध्ये रासायनिक रचना AXIOS Ad-Vanced तरंगलांबी फैलाव-प्रकार एक्स-रे फ्लूरोसेन्स स्पेक्ट्रोमीटर (PANa — lytical, नेदरलँड्स) द्वारे मोजली गेली. आणि फेज कंपोझिशनचा अंदाज बोग पद्धतीने लावला गेला.

सेल्युलोज इथरने चार प्रकारचे व्यावसायिक सेल्युलोज इथर निवडले, अनुक्रमे मिथाइल सेल्युलोज इथर (MC), हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HPMC1, HPMC2) आणि हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज इथर (HEC), HPMC1 आण्विक रचना आणि HPMC2 समान आहे, परंतु HPMC2 पेक्षा कमी आहे. , म्हणजे, HPMC1 चे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान HPMC2 पेक्षा खूपच लहान आहे. हायड्रॉक्सीथिल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HEMc) आणि HPMC च्या समान गुणधर्मांमुळे, या अभ्यासात HEMCs निवडले गेले नाहीत. चाचणी परिणामांवर ओलावा सामग्रीचा प्रभाव टाळण्यासाठी, सर्व सेल्युलोज इथर वापरण्यापूर्वी 2 तासांसाठी 98℃ वर बेक केले गेले.

सेल्युलोज इथरच्या चिकटपणाची चाचणी NDJ-1B रोटरी व्हिस्कोसिमीटर (शांघाय चांगजी कंपनी) द्वारे केली गेली. चाचणी सोल्यूशन एकाग्रता (सेल्युलोज इथर ते पाण्याचे वस्तुमान प्रमाण) 2.0% होते, तापमान 20℃ होते आणि रोटेशन दर 12r/min होता. सेल्युलोज इथरच्या पृष्ठभागावरील ताणाची रिंग पद्धतीद्वारे चाचणी केली गेली. चाचणी साधन JK99A स्वयंचलित टेन्सिओमीटर (शांघाय झोंगचेन कंपनी) होते. चाचणी सोल्यूशनची एकाग्रता 0.01% होती आणि तापमान 20 डिग्री सेल्सियस होते. सेल्युलोज इथर गट सामग्री निर्मात्याद्वारे प्रदान केली जाते.

सेल्युलोज इथरच्या स्निग्धता, पृष्ठभागावरील ताण आणि समूह सामग्रीनुसार, जेव्हा द्रावणाची एकाग्रता 2.0% असते, तेव्हा HEC आणि HPMC2 द्रावणाचे स्निग्धता गुणोत्तर 1:1.6 असते आणि HEC आणि MC द्रावणाचे स्निग्धता गुणोत्तर 1: 0.4 असते, परंतु या चाचणीमध्ये, पाणी-सिमेंट गुणोत्तर 0.35 आहे, कमाल सिमेंट गुणोत्तर 0.6% आहे, सेल्युलोज इथरचे पाण्याचे वस्तुमान प्रमाण सुमारे 1.7% आहे, 2.0% पेक्षा कमी आहे आणि सिमेंट स्लरीचा स्निग्धपणावर समन्वयात्मक प्रभाव आहे, त्यामुळे HEC, HPMC2 किंवा MC सुधारित सिमेंट स्लरीच्या स्निग्धता फरक लहान आहे.

सेल्युलोज इथरच्या स्निग्धता, पृष्ठभागावरील ताण आणि समूह सामग्रीनुसार, प्रत्येक सेल्युलोज इथरचा पृष्ठभाग तणाव भिन्न असतो. सेल्युलोज इथरमध्ये हायड्रोफिलिक गट (हायड्रॉक्सिल आणि इथर गट) आणि हायड्रोफोबिक गट (मिथाइल आणि ग्लुकोज कार्बन रिंग) दोन्ही आहेत, एक सर्फॅक्टंट आहे. सेल्युलोज इथर भिन्न आहे, हायड्रोफिलिक आणि हायड्रोफोबिक गटांचे प्रकार आणि सामग्री भिन्न आहेत, परिणामी पृष्ठभागावर भिन्न ताण येतो.

1.2 चाचणी पद्धती

शुद्ध सिमेंट स्लरी, चार सेल्युलोज इथर (MC, HPMCl, HPMC2 आणि HEC) 0.60% सिमेंट गुणोत्तरासह सुधारित सिमेंट स्लरी आणि 0.05% सिमेंट गुणोत्तरासह HPMC2 सुधारित सिमेंट स्लरीसह सहा प्रकारची सिमेंट स्लरी तयार करण्यात आली. संदर्भ, MC — 0.60, HPMCl — 0.60, Hpmc2-0.60. HEC 1-0.60 आणि hpMC2-0.05 दर्शवितात की पाणी-सिमेंट गुणोत्तर दोन्ही 0.35 आहे.

सिमेंट स्लरी प्रथम GB/T 17671 1999 “सिमेंट मोर्टार स्ट्रेंथ टेस्ट मेथड (ISO मेथड)” नुसार 40mm×40mm×160mm प्रिझम टेस्ट ब्लॉकमध्ये 20℃ सीलबंद क्युरिंग 28d या स्थितीत बनवली. वजन केल्यानंतर आणि त्याची स्पष्ट घनता मोजल्यानंतर, ते एका लहान हातोड्याने उघडले गेले आणि चाचणी ब्लॉकच्या मध्यवर्ती भागाच्या मॅक्रो होलची स्थिती पाहिली गेली आणि डिजिटल कॅमेऱ्याने फोटो काढला गेला. त्याच वेळी, ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप (HIROX त्रिमितीय व्हिडिओ मायक्रोस्कोप) आणि स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (JSM-5610LV) द्वारे निरीक्षणासाठी 2.5 ~ 5.0mm चे छोटे तुकडे घेण्यात आले.

2. चाचणी परिणाम

2.1 स्पष्ट घनता

वेगवेगळ्या सेल्युलोज इथरद्वारे सुधारित केलेल्या सिमेंट स्लरीच्या स्पष्ट घनतेनुसार, (1) शुद्ध सिमेंट स्लरीची स्पष्ट घनता सर्वाधिक आहे, जी 2044 kg/m³ आहे; 0.60% च्या सिमेंट गुणोत्तरासह चार प्रकारच्या सेल्युलोज इथर सुधारित स्लरीची स्पष्ट घनता शुद्ध सिमेंट स्लरीच्या 74% ~ 88% होती, हे सूचित करते की सेल्युलोज इथरमुळे सिमेंट स्लरीच्या सच्छिद्रतेत वाढ झाली. (2) जेव्हा सिमेंट आणि सिमेंटचे गुणोत्तर 0.60% असते, तेव्हा वेगवेगळ्या सेल्युलोज इथरचा सिमेंट स्लरीच्या सच्छिद्रतेवर होणारा परिणाम खूप वेगळा असतो. HEC, HPMC2 आणि MC सुधारित सिमेंट स्लरीची चिकटपणा समान आहे, परंतु HEC सुधारित सिमेंट स्लरीची स्पष्ट घनता सर्वात जास्त आहे, हे दर्शवते की HEC सुधारित सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता HPMc2 आणि Mc सुधारित सिमेंट स्लरीच्या समानतेपेक्षा लहान आहे. . HPMc1 आणि HPMC2 मध्ये समान गट सामग्री आहे, परंतु HPMCl ची स्निग्धता HPMC2 पेक्षा खूपच कमी आहे आणि HPMCl सुधारित सिमेंट स्लरीची स्पष्ट घनता HPMC2 सुधारित सिमेंट स्लरीच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे, जे सूचित करते की जेव्हा समूह सामग्री समान असते. , सेल्युलोज इथरची स्निग्धता जितकी कमी असेल तितकी सुधारित सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता कमी असेल. (३) जेव्हा सिमेंट-टू-सिमेंट गुणोत्तर फारच लहान असते (0.05%), HPMC2-सुधारित सिमेंट स्लरीची स्पष्ट घनता मुळात शुद्ध सिमेंट स्लरीच्या जवळ असते, जे सिमेंटच्या सच्छिद्रतेवर सेल्युलोज इथरचा प्रभाव दर्शवते. स्लरी खूप लहान आहे.

२.२ मॅक्रोस्कोपिक छिद्र

डिजिटल कॅमेऱ्याने घेतलेल्या सेल्युलोज इथर सुधारित सिमेंट स्लरीच्या विभागातील फोटोंनुसार, शुद्ध सिमेंट स्लरी खूप दाट आहे, जवळजवळ कोणतीही छिद्रे दिसत नाहीत; 0.60% सिमेंट गुणोत्तर असलेल्या चार प्रकारच्या सेल्युलोज इथर सुधारित स्लरीमध्ये अधिक मॅक्रोस्कोपिक छिद्रे आहेत, हे दर्शविते की सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरी सच्छिद्रता वाढवते. स्पष्ट घनता चाचणीच्या निकालांप्रमाणेच, विविध सेल्युलोज इथर प्रकार आणि सिमेंट स्लरीच्या सच्छिद्रतेवरील सामग्रीचा प्रभाव अगदी भिन्न आहे. HEC, HPMC2 आणि MC सुधारित स्लरीची चिकटपणा समान आहे, परंतु HEC सुधारित स्लरीची सच्छिद्रता HPMC2 आणि MC सुधारित स्लरीच्या तुलनेत लहान आहे. जरी HPMC1 आणि HPMC2 मध्ये समान गट सामग्री असली तरी, HPMC1 सुधारित स्लरीमध्ये कमी स्निग्धता असलेल्या लहान छिद्रे असतात. जेव्हा HPMc2 सुधारित स्लरीचे सिमेंट-ते-सिमेंट गुणोत्तर फारच कमी असते (0.05%), तेव्हा मॅक्रोस्कोपिक छिद्रांची संख्या शुद्ध सिमेंट स्लरीच्या तुलनेत किंचित वाढते, परंतु 0.60% सिमेंट-टू सह HPMC2 सुधारित स्लरीच्या तुलनेत खूपच कमी होते. -सिमेंट प्रमाण.

2.3 सूक्ष्म छिद्र

4. निष्कर्ष

(1) सेल्युलोज इथर सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता वाढवू शकते.

(२) सेल्युलोज इथरचा सिमेंट स्लरीच्या सच्छिद्रतेवर विविध आण्विक संरचना पॅरामीटर्सचा प्रभाव भिन्न असतो: जेव्हा सेल्युलोज इथर सुधारित सिमेंट स्लरीची चिकटपणा समान असते, तेव्हा HEC सुधारित सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता HPMC आणि MC सुधारित पेक्षा लहान असते. सिमेंट स्लरी; HPMC सेल्युलोज इथरचे समान गट सामग्रीसह स्निग्धता/सापेक्ष आण्विक वजन जितके कमी असेल तितके त्याच्या सुधारित सिमेंट स्लरीची सच्छिद्रता कमी असेल.

(३) सिमेंट स्लरीमध्ये सेल्युलोज इथर जोडल्यानंतर, द्रव अवस्थेचा पृष्ठभाग ताण कमी केला जातो, ज्यामुळे सिमेंट स्लरीला बुडबुडे तयार करणे सोपे होते आणि बबल गॅस-लिक्विड इंटरफेसमध्ये सेल्युलोज इथर रेणू दिशात्मक शोषण होते, शक्ती आणि कणखरपणा सुधारते. बबल गॅस-लिक्विड इंटरफेसमध्ये बबल लिक्विड फिल्म शोषण, बबल लिक्विड फिल्मची ताकद सुधारते आणि बबल स्थिर करण्यासाठी कठीण चिखलाची क्षमता मजबूत करते.