Wpływ eteru hydroksyetylocelulozy na wczesne nawodnienie cementu CSA

Efektyhydroksyetyloceluloza (HEC)i badano wysokie lub niskie podstawienie hydroksyetyloceluloza (HMEC, L HEMC) na temat procesu wczesnego nawodnienia i produktów hydratacji cementu sulfoaluminianowego (CSA). Wyniki wykazały, że różna zawartość L -HEMC może sprzyjać nawodnieniu cementu CSA w 45,0 min ~ 10,0 godzin. Wszystkie trzy etyki celulozy opóźniły nawodnienie stadium rozpuszczania cementu i transformacji CSA, a następnie promowały nawodnienie w ciągu 2,0 ~ 10,0 godzin. Wprowadzenie grupy metylowej zwiększyło działanie promującego eteru hydroksyetylocelulozy na nawodnienie cementu CSA, a L HEMC miał najsilniejszy efekt promujący; Wpływ eteru celulozy o różnych podstawkach i stopniach podstawienia na produkty nawodnienia w ciągu 12,0 godziny przed hydracją jest znacząco różne. HEMC ma silniejszy wpływ promocji na produkty nawodnienia niż HEC. L HEMC zmodyfikowana zawiesina cementu CSA wytwarza najwięcej gumy wapnia i gumy aluminiowej przy 2,0 i 4,0 h nawodnienia.
Słowa kluczowe: cement sulfoaluminujący; Eter celulozy; Podstawnik; Stopień substytucji; Proces nawodnienia; Produkt nawodnienia

Cement sulfoalumination (CSA) z bezwodnym sulfoluminianem wapnia (C4A3) i bohemem (C2S) jako głównym minerałem klinkierowym ma zalety szybkiego utwardzania i wczesnej wytrzymałości, przeciwzaprolutowania i przeciwmomieniowatości, niskiej alkaliczności i niskiego zużycia ciepła w niskim zużyciu ciepła w Proces produkcyjny, z łatwym szlifowaniem klinkieru. Jest szeroko stosowany w naprawie pośpiechu, przeciwdziałalności i innych projektach. Eter celulozy (CE) jest szeroko stosowany w modyfikacji zaprawy ze względu na jego właściwości związane z wodą i pogrubieniem. Reakcja nawodnienia cementu CSA jest złożona, okres indukcji jest bardzo krótki, okres przyspieszenia jest wieloetapowy, a jego nawilżenie jest podatne na wpływ domieszki i temperatury utwardzania. Zhang i in. stwierdził, że HEMC może przedłużyć okres nawodnienia cementu CSA i stanowić główny szczyt opóźnienia uwalniania ciepła hydratacji. Sun Zhenping i in. stwierdził, że efekt wchłaniania wody HEMC wpłynął na wczesne nawodnienie zawiesiny cementowej. Wu Kai i in. Uważał, że słaba adsorpcja HEMC na powierzchni cementu CSA nie była wystarczająca, aby wpłynąć na szybkość uwalniania ciepła hydratacji cementu. Wyniki badań dotyczących wpływu HEMC na hydratację cementu CSA nie były jednolite, co może być spowodowane przez różne składniki cementowego klinkieru. Wan i in. stwierdzono, że zatrzymywanie wody HEMC było lepsze niż w przypadku hydroksyetylocelulozy (HEC), a dynamiczna lepkość i napięcie powierzchniowe roztworu otworu roztworu cementowego modyfikowanego HEMC o wysokim stopniu podstawienia były większe. Li Jian i in. monitorował wczesne wewnętrzne zmiany temperatury zaprawy cementowej CSA modyfikowanej HEMC przy ustalonej płynności i stwierdził, że wpływ HEMC o różnych stopniach podstawienia był inny.
Jednak badanie porównawcze wpływu CE z różnymi podstawnikami i stopniem podstawienia na wczesne nawodnienie cementu CSA nie jest wystarczające. W tym artykule zbadano wpływ eteru hydroksyetylocelulozy o różnej zawartości, grup zastępczych i stopniach podstawienia na wczesne nawodnienie cementu CSA. Prawo uwalniania ciepła hydratacji 12H zmodyfikowanego cementu CSA z eterem hydroksyetylocelulozy zostało zdecydowanie analizowane, a produkty hydratacyjne analizowano ilościowo.

1. Test
1.1 Surowce
Cement wynosi szybkie stwardnienie CSA o stopniu 42,5, czas początkowy i końcowy wynosi odpowiednio 28 min i 50 minut. Jego skład chemiczny i skład mineralny (frakcja masy, stosunek dawkowania i cementu Woda wymieniona w tym artykule to frakcja masy lub stosunek masy) Modyfikator CE obejmuje 3 etyki hydroksyetylokwilozy o podobnej lepkości: hydroksyetylokleluloza (HEC), wysoki stopień podstawienia hydroksyetylocelowej Metyloceluloza (H HEMC), niski stopień podstawienia hydroksyetylo -metylo -metylo -fibryna (L HEMC), lepkość 32, 37, 36 pA · s, stopień podstawienia 2,5, 1,9, 1,6 mieszania wody dla wody dejonizowanej.
1,2 Współczynnik mieszania
Naprawiono stosunek wody cementu wynoszący 0,54, zawartość L HEMC (zawartość tego artykułu jest obliczana przez jakość błota wodnego) WL = 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, HEC i Zawartość H HEMC wynosząca 0,5%. W tym artykule: l HEMC 0,1 WL = 0,1% L HEMC Zmiana CSA Cesm i tak dalej; CSA jest czystym cementem CSA; Zmodyfikowany HEC CSA Cement, L HEMC zmodyfikowany CSA Cement, H HEMC zmodyfikowany CSA cement jest odpowiednio określany jako HCSA, LHCSA, HHCSA.
1.3 Metoda testowa
Do przetestowania ciepła nawodnienia zastosowano ośmiokanałowy mikrometr izotermiczny o pomiarze 600 MW. Przed testem instrument ustabilizowano przy (20 ± 2) ℃ i wilgotności względnej RH = (60 ± 5) % przez 6,0 ~ 8,0 h. CMEM CSA, CE i woda mieszania zmieszano zgodnie ze współczynnikiem mieszanki i mieszanie elektryczne przeprowadzono przez 1 minutę z prędkością 600 r/min. Natychmiast zważyć (10,0 ± 0,1) g zawiesiny do ampułki, włóż ampuls do instrumentu i rozpocznij test czasu. Temperatura nawodnienia wynosiła 20 ℃, a dane rejestrowano co 1 minutę, a test trwał do 12,0 godzin.
Analiza termograwimetryczna (TG): Zawiewkę cementową przygotowano zgodnie z cementem ISO 9597-2008-Metody testowe-określenie czasu i solidności ustalania. Mieszaną zawiesinę cementu umieszczono w formie testowej 20 mm × 20 mm x 20 mm, a po sztucznej wibracji przez 10 razy umieszczono ją pod (20 ± 2) ℃ i RH = (60 ± 5) % do utwardzania. Próbki zostały wyjęte w wieku odpowiednio t = 2,0, 4,0 i 12,0 h. Po usunięciu warstwy powierzchniowej próbki (≥1 mm) została rozbita na małe kawałki i nasączone alkoholem izopropylowym. Alkohol izopropylowy zastępowano co 1D na kolejne 7 dni, aby zapewnić pełne zawieszenie reakcji nawodnienia i wysuszono przy stałej masie 40 ℃. Ważą (75 ± 2) mg próbki do tygla, podgrzewaj próbki z 30 ℃ do 1000 ℃ Przy szybkości temperatury 20 ℃/min w atmosferze azotu w stanie adiabatycznym. Rozkład termiczny produktów nawodnienia cementu CSA występuje głównie przy 50 ~ 550 ℃, a zawartość wody związanej chemicznie można uzyskać poprzez obliczenie szybkości utraty masy próbek w tym zakresie. AFT stracił 20 wód krystalicznych, a AH3 stracił 3 krystaliczne wody podczas rozkładu termicznego w 50-180 ℃. Zawartość każdego produktu nawodnienia można obliczyć zgodnie z krzywą TG.

2. Wyniki i dyskusja
2.1 Analiza procesu nawodnienia
2.1.1 Wpływ zawartości CE na proces nawodnienia
Zgodnie z krzywymi hydratacji i egzotermicznymi o różnej zawartości L HEMC zmodyfikowane CSA cementowe zawiesinę CSA, istnieją 4 egzotermiczne piki na nawodnienie i krzywe egzotermiczne czystej zawiesiny cementu CSA (WL = 0%). Proces nawodnienia można podzielić na stadium rozpuszczania (0 ~ 15,0 min), stadium transformacji (15,0 ~ 45,0 min) i stadium przyspieszenia (45,0 min) ~ 54,0 min), stadium spowalania (54,0 min ~ 2,0h), dynamiczny stadium równowagi (stadium równowagi (54,0 miny), dynamiczny stadium równowagi ( 2,0 ~ 4,0H), stadium reakcji (4,0 ~ 5,0H), stadium remontu (5,0 ~ 10,0H) i stadium stabilizacji (10,0H ~). W 15,0 min przed nawodnieniem cementowy minerał rozpuszczał się szybko, a pierwsze i drugie hydratacja egzotermicznych pików w tym stadium i 15,0-45,0 min odpowiadały odpowiednio tworzeniu metastabilnej fazy i jej transformacji do hydratu glinu wapnia monosiulfide (AFM). Trzeci szczyt egzotermiczny przy 54,0 min hydratacji zastosowano do podziału etapów przyspieszenia i opóźnienia nawodnienia, a szybkości generowania AFT i AH3 zajęły to jako punkt fleksji, od boomu do spadku, a następnie wprowadził dynamiczny stadium równowagi trwające 2,0 h 2,0 h . Kiedy nawodnienie wynosił 4,0 godzin, nawodnienie ponownie weszło w stadium przyspieszenia, C4A3 jest szybkim rozpuszczaniem i wytwarzaniem produktów nawodnienia, a przy 5,0H pojawił się szczyt egzotermicznego ciepła nawodnienia, a następnie ponownie wszedł na etap oprzeszenia. Wodnienie stabilizowane po około 10,0H.
Wpływ zawartości HEMC L na rozpuszczanie cementu CSAi etap konwersji jest inny: Gdy zawartość HEMC L jest niska, L HEMC zmodyfikowana CSA Paste Cesment, drugi szczyt uwalniania ciepła pojawił się nieznacznie wcześniej, szybkość uwalniania ciepła i wartość piku uwalniania ciepła jest znacznie wyższa niż czysta pasta cementowa CSA; Wraz ze wzrostem zawartości HEMC L szybkość uwalniania ciepła L HEMC zmodyfikowała zawiesinę cementu CSA stopniowo zmniejszała się i niższa niż czysta cement CSA. Liczba egzotermicznych pików w krzywej egzotermicznej hydratacji L HEMC 0,1 jest taka sama jak w przypadku czystej pasty cementowej CSA, ale trzecie i czwarte piki egzotermiczne hydratacji są odpowiednio do 42,0 minut i 2,3H i w porównaniu z 33,5 i 9,0 MW/g czystej pasty cementowej CSA, ich egzotermiczne piki są zwiększone odpowiednio do 36,9 i 10,5 MW/g. Wskazuje to, że 0,1% L HEMC przyspiesza i zwiększa nawodnienie zmodyfikowanego CSA HEMC na odpowiednim etapie. A zawartość HEMC L wynosi 0,2%~ 0,5%, L HEMC zmodyfikowane CSA przyspieszenie cementu i stadium zwalniania stopniowo łączyło się, to znaczy czwarty szczyt egzotermiczny z wyprzedzeniem i połączony z trzecim szczytem egzotermicznym, środek stadium równowagi dynamicznego nie wydaje się już dłużej stadium równowagi równowagi , L HEMC na efekcie promocji nawodnienia cementu CSA jest bardziej znaczący.
L HEMC znacznie sprzyjało nawodnieniu cementu CSA w 45,0 min ~ 10,0 godzin. W 45,0 min ~ 5,0H 0,1%L HEMC ma niewielki wpływ na nawodnienie cementu CSA, ale gdy zawartość L HEMC wzrasta do 0,2%~ 0,5%, efekt nie jest znaczący. Jest to zupełnie inne niż wpływ CE na nawodnienie cementu Portland. Badania literatury wykazały, że CE zawierające dużą liczbę grup hydroksylowych w cząsteczce będzie zaadsorbowana na powierzchni cząstek cementu i produktów nawodnienia z powodu interakcji kwasowo-zasadowej, opóźniając wczesne nawodnienie cementu z przeciwieństwa, a silniejsza adsorpcja, tym bardziej oczywiste jest opóźnienie. Jednak w literaturze stwierdzono, że zdolność adsorpcji CE na powierzchni rufowej była słabsza niż na żelu hydratu krzemianu wapnia (C - H), CA (OH) 2 i powierzchni hydratu glinianu wapnia, podczas gdy zdolność adsorpcyjna o poziomie adsorpcji o wartości HEMC na cząstkach cementu CSA było również słabsze niż na cząstkach cementu portlandzkiego. Ponadto atom tlenu na cząsteczce CE może naprawić wolną wodę w postaci wiązania wodorowego jako zaadsorbowana woda, zmieniać stan zaparowej wody w zawiesinie cementu, a następnie wpływać na hydrację cementu. Jednak słaba adsorpcja i wchłanianie wody CE stopniowo osłabią wraz z wydłużeniem czasu nawodnienia. Po pewnym czasie zaadsorbowana woda zostanie zwolniona i dalej reaguje z niewyrażonymi cząstkami cementu. Ponadto efekt Enventing CE może również zapewnić długą przestrzeń dla produktów nawodnienia. Może to być powód, dla którego L HEMC promuje nawodnienie cementu CSA po 45,0 min hydratacji.
2.1.2 Wpływ podstawnika CE i jego stopień na proces nawodnienia
Można to zobaczyć z krzywych uwalniania ciepła hydratacji trzech zmodyfikowanych CSA zawieszek CSA. W porównaniu z L HEMC, krzywe szybkości uwalniania ciepła hydratacji HEC i H HEMC zmodyfikowane CSA mają również cztery piki uwalniania ciepła hydratacji. Wszystkie trzy CE mają opóźniony wpływ na etapy rozpuszczania i konwersji nawodnienia cementu CSA, a HEC i H HEMC mają silniejsze opóźnione efekty, opóźniając pojawienie się przyspieszonego stadium nawodnienia. Dodanie HEC i HEMC nieznacznie opóźniło trzeci szczyt egzotermiczny egzotermiczny, znacznie zajął czwarty pik egzotermiczny i zwiększył pik 4. szczyt egzotermicznego hydratacji. Podsumowując, uwalnianie ciepła hydratacji trzech zmodyfikowanych CSA zawieszek CSA jest większe niż w czystych zawiesinach CSA w okresie hydratacji 2,0 ~ 10,0 h, co wskazuje, że wszystkie trzy CE promują nawodnienie cementu CSA na tym etapie. W okresie hydratacji 2,0 ~ 5,0 godziny uwalnianie ciepła hydratacji L HEMC zmodyfikowanego CSA jest największe, a H HEMC i HEC są drugim, co wskazuje, że efekt promocji HEMC o niskim podstawieniu na uwodnienie cementu CSA jest silniejszy . Katalityczne działanie HEMC było silniejsze niż HEC, co wskazuje, że wprowadzenie grupy metylowej zwiększyło katalityczny wpływ CE na nawodnienie cementu CSA. Struktura chemiczna CE ma duży wpływ na jego adsorpcję na powierzchni cząstek cementu, zwłaszcza na stopień podstawienia i rodzaj podstawnika.
Przeszkodowanie CE jest różne z różnymi podstawnikami. HEC ma tylko hydroksyetyl ​​w łańcuchu bocznym, który jest mniejszy niż HEMC zawierający grupę metylową. Dlatego HEC ma najsilniejszy wpływ adsorpcji na cząstki cementu CSA i największy wpływ na reakcję kontaktową między cząsteczkami cementu a wodą, więc ma najbardziej oczywisty wpływ opóźnienia na trzeci estotermiczny pik. Absorpcja wody HEMC z wysokim podstawieniem jest znacznie silniejsza niż w przypadku HEMC z niskim podstawieniem. W rezultacie wolna woda zaangażowana w reakcję nawodnienia między strukturami flokujanymi jest zmniejszona, co ma duży wpływ na początkowe nawodnienie zmodyfikowanego cementu CSA. Z tego powodu trzeci hydrotermalny pik jest opóźniony. Hemc o niskim podstawieniu mają słabe wchłanianie wody i krótki czas działania, co powoduje wczesne uwalnianie wody adsorbentnej i dalsze nawodnienie dużej liczby niehysterowanych cząstek cementu. Słaba adsorpcja i wchłanianie wody mają różne opóźnione wpływ na stadium rozpuszczania nawodnienia i transformacji cementu CSA, co powoduje różnicę w promowaniu hydratyzacji cementu w późniejszym stadium CE.
2.2 Analiza produktów nawodnienia
2.2.1 Wpływ zawartości CE na produkty nawodnienia
Zmień krzywą TG DTG zawiesiny wody CSA o różną zawartość L HEMC; Zawartość chemicznie związanych z wodą WW i produktów nawilżających w rufie, ah3 i WAH3 obliczono zgodnie z krzywymi TG. Obliczone wyniki wykazały, że krzywe DTG czystej pasty cementowej CSA wykazały trzy piki przy 50 ~ 180 ℃, 230 ~ 300 ℃ i 642 ~ 975 ℃. Odpowiednio odpowiednio AH3 i Dolomitowi rozkładowi. Po nawodnieniu 2,0 godziny krzywe TG modyfikowanego HEMC zawiesiny CSA są różne. Gdy reakcja nawodnienia osiągnie 12,0 godziny, nie ma znaczącej różnicy w krzywych. Przy 2,0 godzinach zawartość wody wiążącej chemikalia wl = 0%, 0,1%, 0,5%L Paste CSA CSA Cesme wynosiła 14,9%, 16,2%, 17,0%, a zawartość AFT wynosiła 32,8%, 35,2%, 36,7%, 36,7%, odpowiednio. Zawartość AH3 wynosiła odpowiednio 3,1%, 3,5%i 3,7%, co wskazuje, że włączenie L HEMC poprawiło stopień nawodnienia hydratacji zawiesiny cementowej przez 2,0 godziny i zwiększyło produkcję produktów nawodnienia AFT i AH3, to znaczy promowanego nawodnienie cementu CSA. Może to wynikać z faktu, że HEMC zawiera zarówno grupę hydrofobową metylową, jak i hydrofilową hydroksyetyl, która ma wysoką aktywność powierzchniową i może znacznie zmniejszyć napięcie powierzchniowe fazy ciekłej w zawiesinie cementowej. Jednocześnie ma to wpływ na porywanie powietrza w celu ułatwienia wytwarzania produktów nawodnienia cementowego. Po 12,0 godzin nawodnienia zawartość AFT i AH3 w L HEMC zmodyfikowana CSA Cesem Cement i czysta zawiesina cementu CSA nie miały znaczącej różnicy.
2.2.2 Wpływ podstawników CE i ich stopnie podstawienia na produkty nawodnienia
Krzywa TG DTG zawiesiny cementowej CSA zmodyfikowana przez trzy CE (zawartość CE wynosi 0,5%); Odpowiednie wyniki obliczeń WW, WAFT i WAH3 są następujące: przy hydratacji 2.0 i 4,0 h krzywych TG różnych zawieszek cementu są znacząco różne. Gdy nawodnienie osiągnie 12,0 godziny, krzywe TG różnych zawiesin cementowych nie mają znaczącej różnicy. Po 2,0 godziny nawodnienie chemicznie związana zawartość wody czystej zawiesiny cementu CSA i HEC, L HEMC, H HEMC zmodyfikowane CSA Cement Gnoule wynosi odpowiednio 14,9%, 15,2%, 17,0%, 14,1%. Po 4,0 godzin hydratacji zmniejszyła się krzywa TG czystej zawiesiny cementu CSA. Stopień nawodnienia trzech zmodyfikowanych CSA zawiesin CSA był większy niż w czystych zawiesinach CSA, a zawartość chemicznie związanej wody modyfikowanych szkiełek CSA modyfikowanych HEMC była większa niż w skłanikach zmodyfikowanych przez HEC CSA. L HEMC Zmodyfikowana CSA Cement Gnourek Chemiczna zawartość wody wiążącej jest największa. Podsumowując, CE z różnymi podstawnikami i stopniem podstawienia ma znaczące różnice w początkowej nawodnienia cementu CSA, a L -HEMC ma największy wpływ promocji na tworzenie produktów nawodnienia. Po 12,0 godzin hydratacji nie stwierdzono znaczącej różnicy między szybkością utraty masy trzech zmodyfikowanych CSA cementowych slupów CSA a czystymi śluzami cementu CSA, co było zgodne z skumulowanym wynikach uwalniania ciepła, co wskazuje, że CE znacząco wpłynęło na nawodnienie. Cement CSA w ciągu 12,0 godziny.
Można również zauważyć, że charakterystyczna maksymalna wytrzymałość AFT i AH3 modyfikowanej przez HEMC zawiesiny CSA jest największa w Hydration 2,0 i 4,0 h. Zawartość rufu w czystych zawiesinach CSA i HEC, L HEMC, HEMC Zmodyfikowana CSA zawiesia CSA wynosiła odpowiednio 32,8%, 33,3%, 36,7%i 31,0%przy 2,0H. Zawartość AH3 wynosiła odpowiednio 3,1%, 3,0%, 3,6%i 2,7%. Po 4,0 godzin hydratacji zawartość ruf wynosiła 34,9%, 37,1%, 41,5%i 39,4%, a zawartość AH3 wynosiła odpowiednio 3,3%, 3,5%, 4,1%i 3,6%. Można zauważyć, że L HEMC ma najsilniejszy efekt promujący na tworzenie produktów nawodnienia cementu CSA, a efekt promujący HEMC jest silniejszy niż HEC. W porównaniu z L -HEMC, H -HEMC bardziej poprawił dynamiczną lepkość roztworu porów, wpływając w ten sposób na transport wody, powodując zmniejszenie szybkości penetracji zawiesiny i wpływając na produkcję produktu nawodnienia w tym czasie. W porównaniu z HEMC, efekt wiązania wodorowego w cząsteczkach HEC jest bardziej oczywisty, a efekt absorpcji wody jest silniejszy i dłuższy. W tym czasie efekt wchłaniania wody zarówno HEMC o wysokim podgrunie, jak i HEMC o niskiej substytucji nie jest już oczywisty. Ponadto CE tworzy „zamkniętą pętlę” transportu wody w mikro-strefie wewnątrz zawiesiny cementowej, a woda uwalniana powoli przez CE może dalej reagować bezpośrednio z otaczającymi cząstkami cementu. Po 12,0 godzin hydratacji wpływ CE na produkcję AFT i AH3 zawiesiny cementowej CSA nie był już znaczący.

3. Wniosek
(1) Hydrowanie osadu sulfoaluminianowego (CSA) w 45,0 min ~ 10,0 h można promować z różną dawką niskiej fibryny hydroksyetylo -metylo -metylo (L HEMC).
(2) Hydroksyetyloceluloza (HEC), Hydroksyetyloceluloza hydroksyetyloceluloza hydroksyetylo (H HEMC), L HEMC, te trzy eter hydroksyetylocelulozy (CE) opóźnił stadium rozpuszczania i konwersji hydratyzacji cementu CSA i sprzyjały uwodnianiu 2,0 ~ 10,0 godz.
(3) Wprowadzenie metylu w hydroksyetylowym CE może znacznie zwiększyć jego wpływ promocji na uwodnienie cementu CSA w 2,0 ~ 5,0 h, a wpływ promocji L HEMC na uwodnienie cementu CSA jest silniejszy niż H HEMC.
(4) Gdy zawartość CE wynosi 0,5%, ilość AFT i AH3 generowanych przez L HEMC modyfikowaną zawiesiną CSA przy nawodnieniu 2,0 i 4,0 h jest najwyższa, a efekt promowania nawodnienia jest najbardziej znaczący; H HEMC i HEC zmodyfikowane CSA zawartość wytwarzały wyższą zawartość AH3 niż czyste zawiesiny CSA tylko po 4,0 godzin hydratacji. Po 12,0 godzin hydratacji wpływ 3 CE na produkty nawodnienia cementu CSA nie był już znaczący.