प्रारम्भिक ettringite को आकार विज्ञान मा सेल्युलोज ईथर

प्रारम्भिक सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्गाइटको आकारविज्ञानमा हाइड्रोक्साइथाइल मिथाइल सेलुलोज ईथर र मिथाइल सेलुलोज ईथरको प्रभावहरू स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM) द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि हाइड्रोक्साइथाइल मिथाइल सेल्युलोज ईथर परिमार्जित स्लरीमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलको लम्बाइ-व्यास अनुपात सामान्य स्लरीमा भन्दा सानो छ, र इट्रिनाइट क्रिस्टलको आकारविज्ञान छोटो रड जस्तो छ। मिथाइल सेलुलोज ईथर परिमार्जित स्लरीमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलको लम्बाइ-व्यास अनुपात सामान्य स्लरीमा भन्दा ठूलो छ, र एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलको आकारविज्ञान सुई-रोड हो। साधारण सिमेन्ट स्लरीहरूमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलहरूको बीचमा कतै पक्ष अनुपात हुन्छ। माथिको प्रयोगात्मक अध्ययन मार्फत, यो थप स्पष्ट छ कि दुई प्रकारको सेल्युलोज ईथरको आणविक वजनको भिन्नता एट्रिनाइटको आकारविज्ञानलाई असर गर्ने सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कारक हो।

मुख्य शब्दहरू:ettringite; लम्बाइ-व्यास अनुपात; मिथाइल सेलुलोज ईथर; हाइड्रोक्सीथाइल मिथाइल सेलुलोज ईथर; आकारविज्ञान

Ettringite, एक थोरै विस्तारित हाइड्रेशन उत्पादन को रूप मा, सिमेन्ट कंक्रीट को प्रदर्शन मा एक महत्वपूर्ण प्रभाव छ, र सधैं सिमेन्ट आधारित सामग्री को अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। Ettringite एक प्रकारको ट्राइसल्फाइड प्रकारको क्याल्सियम एल्युमिनेट हाइड्रेट हो, यसको रासायनिक सूत्र [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O हो, वा 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O को रूपमा लेख्न सकिन्छ, जसलाई प्राय: AFt भनिन्छ। । पोर्टल्याण्ड सिमेन्ट प्रणालीमा, एट्रिङ्गाइट मुख्यतया जिप्समको एल्युमिनेट वा फेरिक एल्युमिनेट खनिजको प्रतिक्रियाबाट बनाइन्छ, जसले सिमेन्टको हाइड्रेसन र प्रारम्भिक बलमा ढिलाइ गर्ने भूमिका खेल्छ। Ettringite को गठन र आकारविज्ञान धेरै कारकहरु जस्तै तापमान, pH मान र आयन एकाग्रता द्वारा प्रभावित हुन्छ। 1976 को रूपमा, मेथा एट अल। AFt को मोर्फोलॉजिकल विशेषताहरू अध्ययन गर्न स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी प्रयोग गर्यो, र पत्ता लगायो कि त्यस्ता थोरै विस्तारित हाइड्रेशन उत्पादनहरूको मोर्फोलोजी थोरै फरक थियो जब वृद्धि ठाउँ पर्याप्त थियो र जब ठाउँ सीमित थियो। पहिलेको प्रायः पातलो सुई-रोड-आकारको गोलाकार थियो, जबकि पछिल्लो प्रायः छोटो रड-आकारको प्रिज्म थियो। याङ वेन्यानको अनुसन्धानले पत्ता लगायो कि एएफटी फारमहरू विभिन्न उपचार वातावरणमा फरक थिए। ओसिलो वातावरणले विस्तार-डोप गरिएको कंक्रीटमा AFt उत्पादनमा ढिलाइ गर्छ र कंक्रीट सुन्निने र फुट्ने सम्भावना बढाउँछ। विभिन्न वातावरणले AFt को गठन र माइक्रोस्ट्रक्चरलाई मात्र असर गर्दैन, तर यसको मात्रा स्थिरतालाई पनि असर गर्छ। चेन हक्सिङ एट अल। फेला पर्यो कि AFt को दीर्घकालीन स्थिरता C3A सामग्री को वृद्धि संग घट्यो। क्लार्क र Monteiro et al। वातावरणीय दबाबको वृद्धि संग, AFt क्रिस्टल संरचना क्रम देखि विकार मा परिवर्तन भयो। Balonis र Glasser ले AFm र AFt को घनत्व परिवर्तनहरूको समीक्षा गर्नुभयो। Renaudin et al। समाधानमा डुबाउनु अघि र पछि AFt को संरचनात्मक परिवर्तनहरू र रमन स्पेक्ट्रममा AFt को संरचनात्मक मापदण्डहरू अध्ययन गरियो। कुन्थर र अन्य। NMR द्वारा AFt क्रिस्टलाइजेशन दबाबमा CSH जेल क्याल्सियम-सिलिकन अनुपात र सल्फेट आयन बीचको अन्तरक्रियाको प्रभावको अध्ययन गर्यो। एकै समयमा, सिमेन्ट-आधारित सामग्रीहरूमा AFt को आवेदनमा आधारित, Wenk et al। हार्ड सिन्क्रोट्रोन विकिरण एक्स-रे डिफ्रेक्शन फिनिसिङ टेक्नोलोजी मार्फत कंक्रीट खण्डको AFt क्रिस्टल अभिमुखीकरण अध्ययन गरियो। मिश्रित सिमेन्टमा AFt को गठन र एट्रिङ्गाइटको अनुसन्धान हटस्पट अन्वेषण गरियो। ढिलाइ भएको ettringite प्रतिक्रियाको आधारमा, केही विद्वानहरूले AFt चरणको कारणमा धेरै अनुसन्धान गरेका छन्।

इट्रिङ्गाइटको गठनको कारणले हुने भोल्युम विस्तार कहिलेकाहीं अनुकूल हुन्छ, र यसले सिमेन्टमा आधारित सामग्रीको भोल्युम स्थिरता कायम राख्न म्याग्नेसियम अक्साइड विस्तार एजेन्ट जस्तै "विस्तार" को रूपमा कार्य गर्न सक्छ। पोलिमर इमल्सन र रिडिस्पर्सिबल इमल्सन पाउडरको थपले सिमेन्टमा आधारित सामग्रीहरूको सूक्ष्म संरचनामा महत्त्वपूर्ण प्रभावहरूको कारणले सिमेन्टमा आधारित सामग्रीहरूको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू परिवर्तन गर्दछ। यद्यपि, रिडिस्पर्सिबल इमल्शन पाउडरको विपरीत जसले मुख्य रूपमा कडा मोर्टारको बन्धन गुणलाई बढाउँछ, पानीमा घुलनशील पोलिमर सेलुलोज ईथर (CE) ले नयाँ मिश्रित मोर्टारलाई राम्रो पानी रिटेन्सन र मोटो पार्ने प्रभाव दिन्छ, जसले गर्दा काम गर्ने कार्यसम्पादनमा सुधार हुन्छ। गैर-आयनिक CE सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ, मिथाइल सेलुलोज (MC), हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज (HEC), हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (HPMC), सहित।हाइड्रोक्सीथाइल मिथाइल सेलुलोज (HEMC), आदि, र CE ले नयाँ मिश्रित मोर्टारमा भूमिका खेल्छ तर सिमेन्ट स्लरीको हाइड्रेशन प्रक्रियालाई पनि असर गर्छ। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि HEMC ले हाइड्रेशन उत्पादनको रूपमा उत्पादित AFt को मात्रा परिवर्तन गर्दछ। यद्यपि, कुनै पनि अध्ययनले AFt को माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलोजीमा CE को प्रभावलाई व्यवस्थित रूपमा तुलना गरेको छैन, त्यसैले यो पेपरले छवि विश्लेषण मार्फत प्रारम्भिक (1-दिन) सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्घमको माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलोजीमा HEMC र MC को प्रभावको भिन्नता पत्ता लगाउँदछ। तुलना।

1. प्रयोग

१.१ कच्चा पदार्थ

Anhui Conch Cement Co. LTD द्वारा उत्पादित P·II 52.5R पोर्टल्यान्ड सिमेन्ट प्रयोगमा सिमेन्टको रूपमा चयन गरिएको थियो। दुई सेल्युलोज ईथरहरू क्रमशः हाइड्रोक्सीथाइल मिथाइलसेलुलोज (HEMC) र मिथाइलसेलुलोज (मिथाइलसेलुलोज, शंघाई सिनोपथ समूह) हुन्। एमसी); मिसाउने पानी ट्यापको पानी हो।

1.2 प्रयोगात्मक विधिहरू

सिमेन्ट पेस्ट नमूनाको पानी-सिमेन्ट अनुपात ०.४ (सिमेन्ट र पानीको द्रव्यमान अनुपात) थियो, र सेलुलोज ईथरको सामग्री सिमेन्टको द्रव्यमानको 1% थियो। नमूनाको तयारी GB1346-2011 "पानी खपतको लागि परीक्षण विधि, सिमेन्ट मानक स्थिरताको समय र स्थिरता सेटिङ" अनुसार गरिएको थियो। नमूना बनाइसकेपछि, सतहको पानी वाष्पीकरण र कार्बनाइजेसनलाई रोक्नको लागि प्लास्टिकको फिल्म मोल्डको सतहमा इन्क्याप्सुल गरिएको थियो, र नमूनालाई (20 ± 2) डिग्री सेल्सियस तापमान र (60 ± 5) को सापेक्ष आर्द्रताको साथ एक उपचार कोठामा राखिएको थियो। ) %। 1 दिन पछि, मोल्ड हटाइयो, र नमूना भाँचियो, त्यसपछि एक सानो नमूना बीचबाट लिइयो र हाइड्रेशन समाप्त गर्न एनहाइड्रोस इथानोलमा भिजियो, र नमूना बाहिर निकालियो र परीक्षण गर्नु अघि सुकाइयो। सुकेका नमूनाहरू नमूना तालिकामा कन्डक्टिभ डबल-साइड टाँसेर टाँसिएको थियो, र क्रेसिङ्टन १०८ अटोमेटिक आयन स्पटरिङ इन्स्ट्रुमेन्टद्वारा सतहमा सुनको फिल्मको तह छर्किएको थियो। स्पटरिङ वर्तमान 20 mA थियो र स्पटरिंग समय 60 s थियो। FEI QUANTAFEG 650 पर्यावरणीय स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप (ESEM) नमूना खण्डमा AFt को रूपात्मक विशेषताहरू अवलोकन गर्न प्रयोग गरिएको थियो। उच्च भ्याकुम माध्यमिक इलेक्ट्रोन मोड AFT अवलोकन गर्न प्रयोग गरिएको थियो। एक्सेलेरेसन भोल्टेज 15 kV थियो, बीम स्पट व्यास 3.0 एनएम थियो, र काम गर्ने दूरी लगभग 10 मिमी मा नियन्त्रण गरिएको थियो।

2. परिणाम र छलफल

कडा HEMC-परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्गाइटको SEM छविहरूले स्तरित Ca (OH)2(CH) को अभिमुखीकरण वृद्धि स्पष्ट थियो, र AFt ले छोटो रड-जस्तो AFt को अनियमित संचय देखायो, र केही छोटो रड-जस्तो AFT ढाकिएको थियो। HEMC झिल्ली संरचना संग। Zhang Dongfang et al। ESEM मार्फत HEMC परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीको माइक्रोस्ट्रक्चर परिवर्तनहरू अवलोकन गर्दा छोटो रड-जस्तो AFt पनि फेला पारियो। तिनीहरूले विश्वास गरे कि साधारण सिमेन्ट स्लरीले पानीको सामना गरेपछि छिटो प्रतिक्रिया गर्दछ, त्यसैले AFt क्रिस्टल पातलो थियो, र हाइड्रेशन उमेरको विस्तारले लम्बाइ-व्यास अनुपातको निरन्तर वृद्धिको नेतृत्व गर्यो। यद्यपि, HEMC ले समाधानको चिपचिपाहट बढायो, समाधानमा आयनहरूको बाध्यकारी दर कम गर्‍यो र क्लिंकर कणहरूको सतहमा पानीको आगमनमा ढिलाइ गर्‍यो, त्यसैले AFt को लम्बाइ-व्यास अनुपात कमजोर प्रवृत्तिमा बढ्यो र यसको रूपात्मक विशेषताहरूले देखायो। छोटो रड जस्तो आकार। उही उमेरको साधारण सिमेन्ट स्लरीमा एएफटीसँग तुलना गर्दा, यो सिद्धान्त आंशिक रूपमा प्रमाणित गरिएको छ, तर एमसी परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा एएफटीको मोर्फोलजिकल परिवर्तनहरू व्याख्या गर्न यो लागू हुँदैन। 1-दिनको कडा MC परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा ettridite को SEM छविहरूले स्तरित Ca(OH)2 को अभिमुख वृद्धि पनि देखायो, केही AFt सतहहरू पनि MC को फिल्म संरचनाले ढाकिएको थियो, र AFt ले क्लस्टर वृद्धिको रूपात्मक विशेषताहरू देखायो। जे होस्, तुलना गर्दा, MC परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा AFt क्रिस्टलको ठूलो लम्बाइ-व्यास अनुपात र अधिक पातलो आकारविज्ञान छ, एक विशिष्ट एसिक्युलर मोर्फोलोजी देखाउँदै।

HEMC र MC दुबैले सिमेन्टको प्रारम्भिक हाइड्रेशन प्रक्रियामा ढिलाइ गरे र समाधानको चिपचिपाहट बढाए, तर तिनीहरूको कारणले गर्दा एएफटी मोर्फोलजिकल विशेषताहरूमा भिन्नताहरू अझै महत्त्वपूर्ण थिए। माथिको घटनालाई सेल्युलोज ईथर र एएफटी क्रिस्टल संरचनाको आणविक संरचनाको परिप्रेक्ष्यबाट थप विस्तार गर्न सकिन्छ। Renaudin et al। "भिजे AFt" प्राप्त गर्नको लागि तयार क्षारको घोलमा संश्लेषित AFt भिजाउनुहोस्, र आंशिक रूपमा हटाइयो र यसलाई "ड्राइ एएफटी" प्राप्त गर्न संतृप्त CaCl2 समाधान (35% सापेक्षिक आर्द्रता) को सतहमा सुकाउनुहोस्। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी र एक्स-रे पाउडर विवर्तन द्वारा संरचना परिष्करण अध्ययन पछि, यो पत्ता लाग्यो कि दुई संरचनाहरू बीच कुनै भिन्नता छैन, केवल सुकाउने प्रक्रियामा कोशिकाहरूको क्रिस्टल गठनको दिशा परिवर्तन हुन्छ, अर्थात्, वातावरणीय प्रक्रियामा। "गीले" बाट "सुक्खा" मा परिवर्तन, AFt क्रिस्टलहरू क्रमशः बढेको सामान्य दिशामा कोशिकाहरू बनाउँछन्। सी सामान्य दिशामा AFt क्रिस्टलहरू कम र कम भयो। त्रि-आयामिक स्पेसको सबैभन्दा आधारभूत एकाइ सामान्य रेखा, b सामान्य रेखा र c सामान्य रेखाबाट बनेको हुन्छ जुन एक अर्कामा लम्ब हुन्छ। बी नर्मलहरू फिक्स गरिएको अवस्थामा, एएफटी क्रिस्टलहरू नर्मलहरूसँगै क्लस्टर हुन्छन्, परिणामस्वरूप ab नर्मलहरूको प्लेनमा विस्तारित सेल क्रस सेक्शन हुन्छ। यसरी, यदि HEMC ले MC भन्दा बढी पानी "भण्डार" गर्छ भने, एक "सुक्खा" वातावरण स्थानीयकृत क्षेत्रमा हुन सक्छ, पार्श्व एकत्रीकरण र AFt क्रिस्टलहरूको वृद्धिलाई प्रोत्साहित गर्दछ। Patural et al। पत्ता लगायो कि CE को लागि, पोलिमराइजेशन को उच्च डिग्री (वा ठूलो आणविक वजन), CE को अधिक चिपचिपाहट र पानी प्रतिधारण प्रदर्शन राम्रो। HEMCs र MCS को आणविक संरचनाले यस परिकल्पनालाई समर्थन गर्दछ, हाइड्रोक्सीथाइल समूहको हाइड्रोजन समूहको तुलनामा धेरै ठूलो आणविक वजन भएको छ।

सामान्यतया, एएफटी क्रिस्टलहरू बन्छन् र केवल जब सान्दर्भिक आयनहरू समाधान प्रणालीमा निश्चित संतृप्तिमा पुग्छन्। तसर्थ, प्रतिक्रिया समाधानमा आयन एकाग्रता, तापमान, pH मान र गठन ठाउँ जस्ता कारकहरूले AFt क्रिस्टलको आकार विज्ञानलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ, र कृत्रिम संश्लेषण अवस्थाहरूमा परिवर्तनहरूले AFt क्रिस्टलको आकारविज्ञान परिवर्तन गर्न सक्छ। तसर्थ, दुई बीचको साधारण सिमेन्ट स्लरीमा AFt क्रिस्टलको अनुपात सिमेन्टको प्रारम्भिक हाइड्रेशनमा पानी खपतको एकल कारकले गर्दा हुन सक्छ। यद्यपि, HEMC र MC द्वारा हुने एएफटी क्रिस्टल मोर्फोलजीमा भिन्नता मुख्यतया तिनीहरूको विशेष पानी अवधारण संयन्त्रको कारणले हुनुपर्छ। Hemcs र MCS ले ताजा सिमेन्ट स्लरीको माइक्रोजोन भित्र पानीको ढुवानीको "बंद लुप" सिर्जना गर्दछ, जसले "छोटो अवधि" को लागि अनुमति दिन्छ जसमा पानी "पर्न सजिलो र बाहिर निस्कन गाह्रो" हुन्छ। यद्यपि, यस अवधिमा, माइक्रोजोन भित्र र नजिकको तरल चरण वातावरण पनि परिवर्तन हुन्छ। कारकहरू जस्तै आयन एकाग्रता, pH, इत्यादि, वृद्धि वातावरणको परिवर्तन AFt क्रिस्टलको रूपात्मक विशेषताहरूमा थप प्रतिबिम्बित हुन्छ। जल यातायातको यो "बन्द लुप" पोर्चेज एट अल द्वारा वर्णन गरिएको कार्यको संयन्त्रसँग मिल्दोजुल्दो छ। HPMC पानी प्रतिधारण मा भूमिका खेल्दै।

3. निष्कर्ष

(१) हाइड्रोक्साइथाइल मिथाइल सेलुलोज ईथर (HEMC) र मिथाइल सेलुलोज ईथर (MC) को थप्दा प्रारम्भिक (1 दिन) साधारण सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्गाइटको आकार विज्ञानमा उल्लेखनीय परिवर्तन हुन सक्छ।

(2) HEMC परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलको लम्बाइ र व्यास सानो र छोटो रड आकार हो; एमसी परिमार्जित सिमेन्ट स्लरीमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलको लम्बाइ र व्यास अनुपात ठूलो छ, जुन सुई-रड आकार हो। साधारण सिमेन्ट स्लरीहरूमा एट्रिङ्गाइट क्रिस्टलहरू यी दुई बीचको पक्ष अनुपात हुन्छ।

(3) ettringite को आकार विज्ञान मा दुई सेल्युलोज ईथर को विभिन्न प्रभावहरु अनिवार्य रूप मा आणविक वजन मा भिन्नता को कारण हो।