Demel likwidu tas-siment modifikat bl-etere taċ-ċelluloża

L-effett ta 'struttura molekulari differenti ta' etere taċ-ċelluloża mhux joniku fuq l-istruttura tal-pori tad-demel likwidu tas-siment ġie studjat permezz ta 'test tad-densità tal-prestazzjoni u osservazzjoni makroskopika u mikroskopika tal-istruttura tal-pori. Ir-riżultati juru li l-etere taċ-ċelluloża mhux joniku jista 'jżid il-porożità tad-demel likwidu tas-siment. Meta l-viskożità tad-demel likwidu modifikat bl-eter taċ-ċelluloża mhux joniku tkun simili, il-porożità ta 'hydroxyethyl cellulose etereId-demel likwidu modifikat (HEC) huwa iżgħar minn dak ta 'hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) u demel likwidu modifikat methyl cellulose ether (MC). Iktar ma tkun baxxa l-viskożità/piż molekulari relattiv tal-etere taċ-ċelluloża HPMC b'kontenut ta 'grupp simili, iżgħar tkun il-porożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat tiegħu. Etere taċ-ċelluloża mhux joniku jista 'jnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ tal-fażi likwida u jagħmel id-demel likwidu tas-siment faċli biex jifforma bżieżaq. Il-molekuli tal-etere taċ-ċelluloża mhux joniċi huma adsorbiti b'mod direzzjonali fl-interface tal-gass-likwidu tal-bżieżaq, li żżid ukoll il-viskożità tal-fażi tad-demel likwidu tas-siment u ttejjeb il-kapaċità tad-demel likwidu tas-siment li jistabbilizza l-bżieżaq.

Kliem ewlieni:etere taċ-ċelluloża mhux joniku; Demel likwidu tas-siment; Struttura tal-pori; Struttura molekulari; Tensjoni tal-wiċċ; viskożità

Etere taċ-ċelluloża mhux ijoniku (minn hawn 'il quddiem imsejjaħ etere taċ-ċelluloża) għandu tħaxxin eċċellenti u żamma ta' ilma, u huwa użat ħafna f'mehrież imħallat niexef, konkrit li jikkumpatta waħdu u materjali oħra ġodda bbażati fuq is-siment. L-eteri taċ-ċelluloża użati f'materjali bbażati fuq is-siment ġeneralment jinkludu metil cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) u hydroxyethyl cellulose ether (HEC), li fosthom HPMC u HEMC huma l-aktar applikazzjonijiet komuni .

L-etere taċ-ċelluloża jista 'jaffettwa b'mod sinifikanti l-istruttura tal-pori tad-demel likwidu tas-siment. Pourchez et al., permezz ta 'test tad-densità apparenti, test tad-daqs tal-pori (metodu ta' injezzjoni tal-merkurju) u analiżi ta 'l-immaġini sEM, ikkonkludew li etere taċ-ċelluloża jista' jżid in-numru ta 'pori b'dijametru ta' madwar 500nm u pori b'dijametru ta 'madwar 50-250μm f' demel likwidu tas-siment. Barra minn hekk, għad-demel likwidu tas-siment imwebbes, Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC b'piż molekulari baxx hija simili għal dik tad-demel likwidu tas-siment pur. Il-volum totali tal-pori tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC b'piż molekulari għoli huwa ogħla minn dak tad-demel likwidu tas-siment pur, iżda inqas minn dak tad-demel likwidu tas-siment modifikat HPMC b'bejn wieħed u ieħor l-istess konsistenza. Permezz ta 'osservazzjoni SEM, Zhang et al. sabet li HEMC jista 'jżid b'mod sinifikanti n-numru ta' pori b'dijametru ta 'madwar 0.1mm f'mehrież tas-siment. Sabu wkoll permezz tat-test tal-injezzjoni tal-merkurju li HEMC jista 'jżid b'mod sinifikanti l-volum totali tal-pori u d-dijametru medju tal-pori tad-demel likwidu tas-siment, li jirriżulta f'żieda sinifikanti fin-numru ta' pori kbar b'dijametru ta '50nm ~ 1μm u pori kbar b'dijametru ta' aktar minn 1μm. Madankollu, in-numru ta 'pori b'dijametru inqas minn 50nm tnaqqas b'mod sinifikanti. Saric-Coric et al. jemmen li l-etere taċ-ċelluloża jagħmel id-demel likwidu tas-siment aktar poruż u jwassal għaż-żieda tal-makropori. Jenni et al. ittestja d-densità tal-prestazzjoni u ddetermina li l-frazzjoni tal-volum tal-pori tal-mehrież tas-siment modifikat HEMC kien madwar 20%, filwaqt li l-mehrież tas-siment pur kien fih biss ammont żgħir ta 'arja. Silva et al. sabet li minbarra ż-żewġ qċaċet f'3.9 nm u 40 ~ 75nm bħala demel likwidu tas-siment pur, kien hemm ukoll żewġ qċaċet f'100 ~ 500nm u akbar minn 100μm permezz tat-test tal-injezzjoni tal-merkurju. Ma Baoguo et al. sab li l-etere taċ-ċelluloża żied in-numru ta 'pori fini b'dijametri inqas minn 1μm u pori kbar b'dijametri akbar minn 2μm f'mehrież tas-siment permezz tat-test tal-injezzjoni tal-merkurju. Fir-raġuni li l-etere taċ-ċelluloża jżid il-porożità tad-demel likwidu tas-siment, ġeneralment huwa maħsub li l-etere taċ-ċelluloża għandu attività tal-wiċċ, se jarrikkixxi fl-interface tal-arja u tal-ilma, li jifforma film, sabiex jistabbilizza l-bżieżaq fid-demel likwidu tas-siment.

Permezz tal-analiżi tal-letteratura ta 'hawn fuq, wieħed jista' jara li l-effett tal-etere taċ-ċelluloża fuq l-istruttura tal-pori ta 'materjali bbażati fuq is-siment irċieva attenzjoni kbira. Madankollu, hemm ħafna tipi ta 'etere taċ-ċelluloża, l-istess tip ta' etere taċ-ċelluloża, il-piż molekulari relattiv tiegħu, il-kontenut tal-grupp u parametri oħra tal-istruttura molekulari huma wkoll differenti ħafna, u riċerkaturi domestiċi u barranin dwar l-għażla tal-etere taċ-ċelluloża huwa limitat biss għall-applikazzjoni rispettiva tagħhom qasam, nuqqas ta 'rappreżentazzjoni, il-konklużjoni hija inevitabbli "ġeneralizzazzjoni żejda", sabiex l-ispjegazzjoni tal-mekkaniżmu tal-etere taċ-ċelluloża ma tkunx profonda biżżejjed. F'dan id-dokument, l-effett taċ-ċelluloża etere bi struttura molekulari differenti fuq l-istruttura tal-pori tad-demel likwidu tas-siment ġie studjat permezz ta 'test tad-densità apparenti u osservazzjoni makroskopika u mikroskopika tal-istruttura tal-pori.

1. Test

1.1 Materja Prima

Is-siment kien siment ordinarju ta' Portland P·O 42.5 manifatturat minn Huaxin Cement Co., LTD., li fih il-kompożizzjoni kimika kienet imkejla permezz ta' spettrometru ta' fluworexxenza tar-raġġi X tat-tip ta' dispersjoni ta' wavelength AXIOS Ad-Vanced (PANa — lytical, Olanda), u l-kompożizzjoni tal-fażi kienet stmata bil-metodu Bogue.

L-etere taċ-ċelluloża għażel erba' tipi ta' etere taċ-ċelluloża kummerċjali, rispettivament etere tal-metil taċ-ċelluloża (MC), etere idrossipropil tal-metil taċ-ċelluloża (HPMC1, HPMC2) u etere idrossietil taċ-ċelluloża (HEC), struttura molekulari HPMC1 u HPMC2 simili, iżda l-viskożità hija ħafna inqas minn HPMC2 , Jiġifieri, il-massa molekulari relattiva ta 'HPMC1 hija ħafna iżgħar minn dik ta' HPMC2. Minħabba l-proprjetajiet simili ta 'hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMc) u HPMC, HEMCs ma ntgħażlux f'dan l-istudju. Biex tiġi evitata l-influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq ir-riżultati tat-test, l-eteri taċ-ċelluloża kollha ġew moħmija f'98 ℃ għal 2 sigħat qabel l-użu.

Il-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża ġiet ittestjata minn viskożimetru rotanti NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni tat-test (proporzjon tal-massa ta 'etere taċ-ċelluloża għall-ilma) kienet 2.0%, it-temperatura kienet 20 ℃, u r-rata ta' rotazzjoni kienet 12r/min. It-tensjoni tal-wiċċ tal-etere taċ-ċelluloża ġiet ittestjata bil-metodu taċ-ċirku. L-istrument tat-test kien tensiometru awtomatiku JK99A (Shanghai Zhongchen Company). Il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni tat-test kienet 0.01% u t-temperatura kienet 20℃. Il-kontenut tal-grupp tal-etere taċ-ċelluloża huwa pprovdut mill-manifattur.

Skont il-viskożità, it-tensjoni tal-wiċċ u l-kontenut tal-grupp tal-etere taċ-ċelluloża, meta l-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni hija 2.0%, il-proporzjon tal-viskożità tas-soluzzjoni HEC u HPMC2 huwa 1:1.6, u l-proporzjon tal-viskożità tas-soluzzjoni HEC u MC huwa 1: 0.4, iżda f'dan it-test, il-proporzjon ilma-siment huwa 0.35, il-proporzjon massimu tas-siment huwa 0.6%, il-proporzjon tal-massa tal-etere taċ-ċelluloża għall-ilma huwa madwar 1.7%, inqas minn 2.0%, u l-effett sinerġistiku tad-demel likwidu tas-siment fuq il-viskożità, għalhekk il- id-differenza fil-viskożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC, HPMC2 jew MC hija żgħira.

Skont il-viskożità, it-tensjoni tal-wiċċ u l-kontenut tal-grupp tal-etere taċ-ċelluloża, it-tensjoni tal-wiċċ ta 'kull etere taċ-ċelluloża hija differenti. L-etere taċ-ċelluloża għandu kemm gruppi idrofiliċi (gruppi hydroxyl u etere) kif ukoll gruppi idrofobiċi (ċirku tal-karbonju tal-metil u l-glukożju), huwa surfactant. L-etere taċ-ċelluloża huwa differenti, it-tip u l-kontenut ta 'gruppi idrofiliċi u idrofobiċi huma differenti, li jirriżultaw f'tensjoni tal-wiċċ differenti.

1.2 Metodi tat-test

Ġew ippreparati sitt tipi ta 'demel likwidu tas-siment, inkluż demel likwidu tas-siment pur, erba' etere taċ-ċelluloża (MC, HPMCl, HPMC2 u HEC) demel likwidu tas-siment modifikat b'proporzjon tas-siment ta '0.60% u slurry tas-siment modifikat HPMC2 b'proporzjon tas-siment ta' 0.05%. Ref, MC - 0.60, HPMCl - 0.60, Hpmc2-0.60. HEC 1-0.60 u hpMC2-0.05 jindikaw li l-proporzjon ilma-siment huwa t-tnejn 0.35.

Demel likwidu tas-siment l-ewwel skond GB/T 17671 1999 "metodu tat-test tas-saħħa tat-tikħil tas-siment (metodu ISO)" magħmul fi blokka tat-test tal-priżmi ta '40mm × 40mm × 160mm, taħt il-kondizzjoni ta' 20℃ tqaddid issiġillat 28d. Wara li tiżen u kkalkulat id-densità apparenti tagħha, infetħet b'martell żgħir, u l-kondizzjoni tat-toqba makro tas-sezzjoni ċentrali tal-blokka tat-test ġiet osservata u fotografata b'kamera diġitali. Fl-istess ħin, ittieħdu biċċiet żgħar ta '2.5 ~ 5.0mm għall-osservazzjoni permezz ta' mikroskopju ottiku (mikroskopju tal-vidjo tridimensjonali HIROX) u mikroskopju elettroniku tal-iskannjar (JSM-5610LV).

2. Riżultati tat-test

2.1 Densità apparenti

Skont id-densità apparenti tad-demel likwidu tas-siment modifikati minn eteri taċ-ċelluloża differenti, (1) id-densità apparenti tad-demel likwidu tas-siment pur hija l-ogħla, li hija 2044 kg/m³; Id-densità apparenti tal-erba 'tipi ta' demel likwidu modifikat bl-etere taċ-ċelluloża bil-proporzjon tas-siment ta '0.60% kien 74% ~ 88% ta' dak ta 'demel likwidu tas-siment pur, li jindika li l-etere taċ-ċelluloża kkawża ż-żieda fil-porożità tad-demel likwidu tas-siment. (2) Meta l-proporzjon tas-siment mas-siment huwa 0.60%, l-effett ta 'eteri taċ-ċelluloża differenti fuq il-porożità tad-demel likwidu tas-siment huwa differenti ħafna. Il-viskożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC, HPMC2 u MC hija simili, iżda d-densità apparenti tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC hija l-ogħla, li tindika li l-porożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC hija iżgħar minn dik tad-demel likwidu tas-siment modifikat HPMc2 u Mc b'viskożità simili . HPMc1 u HPMC2 għandhom kontenut ta 'grupp simili, iżda l-viskożità ta' HPMCl hija ħafna inqas minn dik ta 'HPMC2, u d-densità apparenti tad-demel likwidu tas-siment modifikat HPMCl hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tad-demel likwidu tas-siment modifikat HPMC2, li jindika li meta l-kontenut tal-grupp ikun simili , aktar ma tkun baxxa l-viskożità tal-etere taċ-ċelluloża, iktar tkun baxxa l-porożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat. (3) Meta l-proporzjon tas-siment għas-siment huwa żgħir ħafna (0.05%), id-densità apparenti tad-demel likwidu tas-siment modifikat HPMC2 hija bażikament qrib dik tad-demel likwidu tas-siment pur, li jindika li l-effett tal-etere taċ-ċelluloża fuq il-porożità tas-siment id-demel likwidu huwa żgħir ħafna.

2.2 Pori makroskopiċi

Skont ir-ritratti tat-taqsima tad-demel likwidu tas-siment modifikat bl-etere taċ-ċelluloża meħuda minn kamera diġitali, id-demel likwidu tas-siment pur huwa dens ħafna, kważi l-ebda pori viżibbli; L-erba 'tipi ta' demel likwidu modifikat bl-etere taċ-ċelluloża b'proporzjon tas-siment ta '0.60% kollha għandhom pori aktar makroskopiċi, li jindikaw li l-etere taċ-ċelluloża jwassal għal żieda fil-porożità tad-demel likwidu tas-siment. Simili għar-riżultati tat-test tad-densità apparenti, l-effett ta 'tipi differenti ta' etere taċ-ċelluloża u kontenuti fuq il-porożità tad-demel likwidu tas-siment huwa pjuttost differenti. Il-viskożità tad-demel likwidu modifikat HEC, HPMC2 u MC hija simili, iżda l-porożità tad-demel likwidu modifikat HEC hija iżgħar minn dik ta 'demel likwidu modifikat HPMC2 u MC. Għalkemm HPMC1 u HPMC2 għandhom kontenut ta 'grupp simili, id-demel likwidu HPMC1 modifikat b'viskożità aktar baxxa għandu porożità iżgħar. Meta l-proporzjon tas-siment għas-siment tad-demel likwidu HPMc2 modifikat huwa żgħir ħafna (0.05%), in-numru ta 'pori makroskopiċi jiżdied kemmxejn minn dak tad-demel likwidu tas-siment pur, iżda mnaqqas ħafna minn dak tad-demel likwidu modifikat HPMC2 b'0.60% tas-siment għal -proporzjon tas-siment.

2.3 Pori mikroskopiċi

4. Konklużjoni

(1) L-etere taċ-ċelluloża jista 'jżid il-porożità tad-demel likwidu tas-siment.

(2) L-effett tal-etere taċ-ċelluloża fuq il-porożità tad-demel likwidu tas-siment b'parametri ta 'struttura molekulari differenti huwa differenti: meta l-viskożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat bl-etere taċ-ċelluloża hija simili, il-porożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat HEC hija iżgħar minn dik ta' HPMC u MC modifikat demel likwidu tas-siment; Iktar ma tkun baxxa l-viskożità/piż molekulari relattiv ta 'l-etere taċ-ċelluloża HPMC b'kontenut ta' grupp simili, inqas tkun il-porożità tad-demel likwidu tas-siment modifikat tiegħu.

(3) Wara li żżid l-etere taċ-ċelluloża fid-demel likwidu tas-siment, titnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ tal-fażi likwida, sabiex id-demel likwidu tas-siment ikun faċli biex tifforma bżieżaq i molekuli tal-etere taċ-ċelluloża adsorbiment direzzjonali fl-interface tal-gass-likwidu tal-bużżieqa, ittejjeb is-saħħa u t-toughness ta ' l-adsorbiment tal-film likwidu tal-bużżieqa fl-interface tal-gass-likwidu tal-bużżieqa, itejjeb is-saħħa tal-film likwidu tal-bużżieqa u jsaħħaħ il-kapaċità tat-tajn iebsa biex jistabbilizza l-bużżieqa.