Celluloseeter modifisert sementoppslemming

Effekten av forskjellig molekylstruktur av ikke-ionisk celluloseeter på porestrukturen til sementoppslemming ble studert ved ytelsestetthetstest og makroskopisk og mikroskopisk porestrukturobservasjon. Resultatene viser at ikke -ionisk celluloseeter kan øke porøsiteten til sementoppslemming. Når viskositeten til ikke-ionisk celluloseeter modifisert oppslemming er lik, porøsiteten tilHydroksyetylcelluloseeter(HEC) modifisert oppslemming er mindre enn for hydroksypropylmetylcelluloseeter (HPMC) og metylcelluloseeter (MC) modifisert oppslemming. Jo lavere viskositet/relativ molekylvekt av HPMC celluloseeter med lignende gruppeinnhold, desto mindre porøsiteten til dens modifiserte sementoppslemming. Ikke-ionisk celluloseeter kan redusere overflatespenningen i væskefasen og gjøre sementoppslemmingen enkel å danne bobler. Ikke-ioniske celluloseetermolekyler adsorberes retningsvis ved gass-væske-grensesnittet til boblene, noe som også øker viskositeten til sementoppslemmingsfasen og forbedrer evnen til sementoppslemmingen til å stabilisere boblene.

Stikkord:nonionic celluloseeter; Sementoppslemming; Porestruktur; Molekylær struktur; Overflatespenning; viskositet

Ikke-ionisk celluloseeter (heretter referert til som celluloseeter) har utmerket fortykning og vannretensjon, og er mye brukt i tørr blandet mørtel, selvkomprimerende betong og andre nye sementbaserte materialer. Cellulose ethers used in cement-based materials usually include methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) and hydroxyethyl cellulose ether (HEC), among which HPMC and HEMC are the most common applications .

Celluloseeter kan påvirke porestrukturen i sementoppslemmingen betydelig. Pourchez et al., Gjennom tilsynelatende tetthetstest, porestørrelsestest (kvikksølvinjeksjonsmetode) og SEM-bildeanalyse, konkluderte celluloseeter kan øke antall porer med en diameter på omtrent 500 nm og porer med en diameter på omtrent 50-250μm i sementoppslemming. For herdet sementoppslemming er dessuten porestørrelsesfordelingen av lav molekylvekt HEC -modifisert sementoppslemming lik den for ren sementoppslemming. Det totale porevolumet av høy molekylvekt HEC -modifisert sementoppslemming er høyere enn for ren sementoppslemming, men lavere enn for HPMC -modifisert sementoppslemming med omtrent samme konsistens. Gjennom SEM -observasjon har Zhang et al. fant at HEMC kunne øke antall porer betydelig med en diameter på omtrent 0,1 mm i sementmørtel. De fant også gjennom kvikksølvinjeksjonstest at HEMC kunne øke det totale porevolumet og gjennomsnittlig porediameter på sementoppslemmingen betydelig, noe enn 1μm. Antall porer med diameter mindre enn 50 nm ble imidlertid betydelig redusert. Saric-Coric et al. mente at celluloseeter ville gjøre sementoppslemming mer porøs og føre til økning av makroporer. Jenni et al. Testet ytelsestettheten og bestemte at porevolumfraksjonen av HEMC -modifisert sementmørtel var omtrent 20%, mens ren sementmørtel bare inneholdt en liten mengde luft. Silva et al. fant at i tillegg til de to toppene ved 3,9 nm og 40 ~ 75nm som ren sementoppslemming, var det også to topper ved 100 ~ 500nm og større enn 100μm gjennom kvikksølvinjeksjonstest. Ma Baoguo et al. fant at celluloseeter økte antallet fine porer med diametre mindre enn 1μm og store porer med diametre større enn 2μm i sementmørtel gjennom kvikksølvinjeksjonstest. Som av grunnen til at celluloseeter øker porøsiteten til sementoppslemming, antas det vanligvis at celluloseeter har overflateaktivitet, vil berike i luft- og vanngrensesnittet, og danne en film, for å stabilisere boblene i sementoppslemming.

Gjennom litteraturanalysen ovenfor kan det sees at effekten av celluloseeter på porestrukturen til sementbaserte materialer har fått stor oppmerksomhet. Imidlertid er det mange typer celluloseeter, den samme typen celluloseeter, dens relative molekylvekt, gruppeinnhold og andre parametere i molekylstruktur er også veldig forskjellige, og innenlandske og utenlandske forskere på celluloseeter -seleksjon er bare begrenset til deres respektive anvendelse Felt, mangel på representasjon, konklusjonen er uunngåelig “overgeneralisering”, slik at forklaringen av celluloseetermekanisme ikke er dypt nok. I denne artikkelen ble effekten av celluloseeter med forskjellig molekylstruktur på porestrukturen til sementoppslemming studert ved tilsynelatende tetthetstest og makroskopisk og mikroskopisk porestrukturobservasjon.

1. Test

1.1 Råvarer

Sementen var en P · O 42,5 vanlig Portland-sement produsert av Huaxin Cement Co., Ltd., Hvor den kjemiske sammensetningen ble målt ved Axios AD-Vansert bølgelengdedispersjonstype røntgenfluorescensspektrometer (PANA-Lytical, Nederland), og fasesammensetningen ble estimert ved bogue -metode.

Celluloseeter valgte fire typer kommersiell celluloseeter, henholdsvis metylcelluloseeter (MC), hydroksypropylmetylcelluloseeter (HPMC1, HPMC2) og hydroksyetylcelluloseeter (HEC), HPMC1 molekystruktur og HPMC2 lignende, men HPMCOS -ene enn HPMC -ene enn HPMC2 lignende, HPMC2), HPMC2) og hydroksyethylcelluloseer (HEC), HPMC2) og hydroksyetylcelluloseet, hpmc2) og hydroksyetylcelluloseet (HEC), HPMC2) og hydroksyethylcelluloseet, , Det vil si at den relative molekylmassen til HPMC1 er mye mindre enn for HPMC2. På grunn av de lignende egenskapene til hydroksyetylmetylcelluloseeter (HEMC) og HPMC, ble HEMC -er ikke valgt i denne studien. For å unngå påvirkning av fuktighetsinnhold på testresultater, ble alle celluloseetere bakt ved 98 ℃ i 2 timer før bruk.

Viskositeten til celluloseeter ble testet av NDJ-1B roterende viskosimeter (Shanghai Changji Company). Testløsningskonsentrasjonen (masseforholdet mellom celluloseeter og vann) var 2,0%, temperaturen var 20 ℃, og rotasjonshastigheten var 12R/min. Overflatespenningen til celluloseeter ble testet ved ringemetoden. Testinstrumentet var JK99A Automatic Tensiometer (Shanghai Zhongchen Company). Konsentrasjonen av testløsningen var 0,01% og temperaturen var 20 ℃. Cellulose Ether Group -innhold leveres av produsenten.

I henhold til viskositeten, overflatespenningen og gruppeinnholdet i celluloseeter, når løsningskonsentrasjonen er 2,0%, er viskositetsforholdet til HEC og HPMC2 -løsning 1: 1,6, og viskositetsforholdet til HEC og MC -løsning er 1: 0,4, men I denne testen er vann-sementforholdet 0,35, det maksimale sementforholdet er 0,6%, masseforholdet av celluloseeter til vann er omtrent 1,7%, mindre enn 2,0%, og den synergistiske effekten av sementoppslemming på viskositet, så den Viskositetsforskjell av HEC, HPMC2 eller MC modifisert sementoppslemming er liten.

I henhold til viskositeten, overflatespenningen og gruppeinnholdet i celluloseeter, er overflatespenningen til hver celluloseeter forskjellig. Celluloseeter har begge hydrofile grupper (hydroksyl- og etergrupper) og hydrofobe grupper (metyl- og glukosekarbonring), er et overflateaktivt middel. Celluloseeter er forskjellig, typen og innholdet i hydrofile og hydrofobe grupper er forskjellige, noe som resulterer i ulik overflatespenning.

1.2 Testmetoder

Seks typer sementoppslemming ble fremstilt, inkludert ren sementoppslemming, fire celluloseeter (MC, HPMCL, HPMC2 og HEC) modifisert sementoppslemming med 0,60% sementforhold og HPMC2 modifisert sement slam med 0,05% sementforhold. Ref, MC-0,60, HPMCL-0,60, HPMC2-0,60. HEC 1-0.60 og HPMC2-0.05 indikerer at vann-sementforholdet er begge 0,35.

Cement Slurry First i samsvar med GB/T 17671 1999 “Cement Mortar Strength Test Method (ISO Method)” laget til 40mm × 40mm × 160mm Prisms testblokk, under tilstanden 20 ℃ forseglet herding 28d. Etter å ha veid og beregnet dens tilsynelatende tetthet, ble den sprukket åpen med en liten hammer, og makrohullets tilstand i den sentrale delen av testblokken ble observert og fotografert med et digitalt kamera. Samtidig ble det tatt små biter av 2,5 ~ 5,0 mm for observasjon av optisk mikroskop (Hirox tredimensjonalt videomikroskop) og skanningselektronmikroskop (JSM-5610LV).

2. Testresultater

2.1 tilsynelatende tetthet

I henhold til den tilsynelatende tettheten av sementoppslemming modifisert av forskjellige celluloseetere, er (1) den tilsynelatende tettheten av ren sementoppslemming den høyeste, som er 2044 kg/m³; Den tilsynelatende tettheten av de fire typer celluloseeter modifisert oppslemming med sementforholdet på 0,60% var 74% ~ 88% av den for ren sementoppslemming, noe som indikerer at celluloseeter forårsaket økningen i porøsiteten til sementoppslemming. (2) Når forholdet mellom sement og sement er 0,60%, er effekten av forskjellige celluloseetere på porøsiteten til sementoppslemming veldig forskjellig. Viskositeten til HEC, HPMC2 og MC modifisert sementoppslemming er lik, men den tilsynelatende tettheten av HEC -modifisert sementoppslemming er den høyeste, noe . HPMC1 og HPMC2 har lignende gruppeinnhold, men viskositeten til HPMCL er mye lavere enn for HPMC2, og den tilsynelatende tettheten av HPMCL -modifisert sementoppslemming er betydelig høyere enn for HPMC2 -modifisert sementoppslam, noe som indikerer at når gruppeinnholdet er lignende , jo lavere viskositeten til celluloseeter, jo lavere er porøsiteten til den modifiserte sementoppslemmingen. (3) Når sement-til-sementforholdet er veldig lite (0,05%), er den tilsynelatende tettheten av HPMC2-modifisert sementoppslemming i utgangspunktet nær den for ren sementoppslemming, noe som indikerer at effekten av celluloseeter på porøsiteten til sement Slurry er veldig liten.

2.2 Makroskopisk pore

I følge seksjonen bilder av celluloseeter modifisert sementoppslemming tatt av digitalkamera, er ren sementoppslemming veldig tett, nesten ingen synlige porer; De fire typer celluloseeter modifisert oppslemming med 0,60% sementforhold har alle flere makroskopiske porer, noe som indikerer at celluloseeter fører til økningen av sementoppslemmingsporøsitet. I likhet med resultatene fra den tilsynelatende tetthetstesten, er effekten av forskjellige celluloseetertyper og innhold på porøsiteten til sementoppslemming ganske annerledes. Viskositeten til HEC, HPMC2 og MC modifisert oppslemming er lik, men porøsiteten til HEC -modifisert oppslemming er mindre enn den for HPMC2 og MC modifisert oppslemming. Selv om HPMC1 og HPMC2 har lignende gruppeinnhold, har HPMC1 modifisert oppslemming med lavere viskositet mindre porøsitet. Når sement-til-sement-forholdet mellom HPMC2-modifisert oppslemming er veldig lite (0,05%), økes antallet makroskopiske porer noe -Trengningsforhold.

2.3 Mikroskopisk pore

4. Konklusjon

(1) Celluloseeter kan øke porøsiteten til sementoppslemming.

(2) Effekten av celluloseeter på porøsiteten til sementoppslemming med forskjellige molekylstrukturparametere er forskjellig: Når viskositeten til celluloseetermodifisert sementoppslemming er lik, er porøsiteten til HEC -modifisert sementoppslemming mindre enn for HPMC og MC modifisert sementoppslemming; Jo lavere viskositet/relativ molekylvekt av HPMC -celluloseeter med lignende gruppeinnhold, jo lavere porøsiteten til dens modifiserte sementoppslemming.

(3) Etter å ha tilsatt celluloseeter i sementoppslemmingen, reduseres overflatespenningen i væskefasen, slik at sementoppslemmingen er lett å danne bobler I celluloseetermolekyler retningsadsorpsjon i boble-gass-væske-grensesnittet, forbedre styrken og seigheten av Boble-flytende filmadsorpsjonen i boble-gass-væske-grensesnittet, forbedrer styrken til boble-flytende filmen og styrker evnen til den tøffe gjørmen til å stabilisere boblen.