Изменение вязкости эфира целлюлозы на цементной штукатурке

Загущение является важным модифицирующим действием эфира целлюлозы на материалы на основе цемента. Влияние содержания эфира целлюлозы, скорости вращения вискозиметра и температуры на изменение вязкости цемента, модифицированного эфиром целлюлозы.штукатурка на основе были изучены. Результаты показывают, что вязкость цементаштукатурка на основе непрерывно увеличивается с увеличением содержания эфира целлюлозы, а вязкость раствора эфира целлюлозы и цементаштукатурка на основе имеет «композитный эффект суперпозиции»; Псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе ниже, чем у чистого цементаштукатурка на основе, и вязкость Чем ниже скорость вращения инструмента или чем ниже вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основеили чем ниже содержание эфира целлюлозы, тем более очевидна псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозы.штукатурка на основе; Благодаря комбинированному эффекту гидратации вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозы,штукатурка на основе увеличится или уменьшится. Различные типы эфира целлюлозы имеют разные изменения вязкости модифицированного цемента.штукатурка на основе.

Ключевые слова: эфир целлюлозы; цементштукатурка на основе; вязкость

0、Предисловие

Эфиры целлюлозы часто используются в качестве водоудерживающих агентов и загустителей для материалов на основе цемента. В зависимости от различных заместителей эфиры целлюлозы, используемые в материалах на основе цемента, обычно включают метилцеллюлозу (MC), гидроксиэтилцеллюлозу (HEC), эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы (гидроксиэтилметилцеллюлоза, HEMC) и гидроксипропилметилцеллюлозу (гидроксипропилметилцеллюлоза, HPMC), среди которых наиболее часто используются HPMC и HEMC.

Загущение является важным модифицирующим действием эфира целлюлозы на материалы на основе цемента. Эфир целлюлозы может придать влажному раствору превосходную вязкость, значительно увеличить способность сцепления между влажным раствором и базовым слоем и улучшить характеристики предотвращения провисания раствора. Он также может повысить однородность и антидисперсионную способность свежезамешанных материалов на основе цемента, а также предотвратить расслоение, сегрегацию и расслоение раствора и бетона.

Загущающее действие эфира целлюлозы на материалы на основе цемента можно количественно оценить с помощью реологической модели материалов на основе цемента. Материалы на основе цемента обычно рассматривают как жидкость Бингама, т. е. когда приложенное напряжение сдвига r меньше предела текучести r0, материал сохраняет свою первоначальную форму и не течет; когда напряжение сдвига r превышает предел текучести r0, объект подвергается деформации течения, а напряжение сдвига. Напряжение r имеет линейную связь со скоростью деформации y, то есть r=r0+f·y, где f — пластическая вязкость. Эфиры целлюлозы обычно повышают предел текучести и пластическую вязкость материалов на основе цемента, однако более низкие дозировки приводят к снижению предела текучести и пластической вязкости, главным образом из-за воздухововлекающего эффекта эфиров целлюлозы. Исследования Патурала показывают, что молекулярная масса эфира целлюлозы увеличивается, предел текучести цемента увеличивается.штукатурка на основе уменьшается, а консистенция увеличивается.

Вязкость цементаштукатурка на основе является важным показателем для оценки загущающего действия эфира целлюлозы на материалы на основе цемента. В некоторых литературных источниках исследовался закон изменения вязкости раствора эфира целлюлозы, но соответствующие исследования по влиянию эфира целлюлозы на изменение вязкости цемента все еще отсутствуют.штукатурка на основе. В то же время по разным типам заместителей существует множество типов эфиров целлюлозы. Влияние различных типов и вязкостей эфиров целлюлозы на изменение цемента.штукатурка на основе вязкость также является очень важной проблемой при использовании эфиров целлюлозы. В данной работе ротационный вискозиметр используется для изучения изменений вязкости цементных растворов, модифицированных эфиром целлюлозы, различных типов и вязкостей при различных соотношениях полизолов, скоростях вращения и температурах.

1. Экспериментируйте

1.1 Сырье

(1) Эфир целлюлозы. Были выбраны шесть видов эфиров целлюлозы, обычно используемых в моей стране, в том числе 1 вид MC, 1 вид HEC, 2 вида HPMC и 2 вида HEMC, среди которых вязкость 2 видов HPMC и 2 видов HEMC была очевидно другой. Вязкость эфира целлюлозы проверяли на ротационном вискозиметре NDJ-1B (Shanghai Changji Company), концентрация испытуемого раствора составляла 1,0% или 2,0%, температура 20°С.°С, а скорость вращения составляла 12 об/мин.

(2) Цемент. Обычный портландцемент производства Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. имеет спецификацию P·О 42,5 (ГБ 175-2007).

1.2 Метод измерения вязкости раствора эфира целлюлозы

Возьмите образец эфира целлюлозы указанного качества и добавьте его в стеклянный стакан емкостью 250 мл, затем добавьте 250 г горячей воды с температурой около 90°С.°С; Полностью перемешайте стеклянной палочкой, чтобы эфир целлюлозы образовал однородную дисперсионную систему в горячей воде, и в то же время поставьте стакан охлаждаться на воздух. Когда раствор начнет приобретать вязкость и больше не будет выпадать в осадок, немедленно прекратите перемешивание; Когда раствор остынет на воздухе до однородного цвета, поставьте стакан на водяную баню постоянной температуры и поддерживайте заданную температуру. Ошибка± 0,1°С; Через 2 ч (рассчитывают по времени контакта эфира целлюлозы с горячей водой) измеряют термометром температуру центра раствора. Производство) ротор погружают в раствор на заданную глубину, выдержав 5 мин, измеряют его вязкость.

1.3 Измерение вязкости цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе

Перед опытом все сырье выдерживают при заданной температуре, отвешивают указанную массу эфира целлюлозы и цемента, тщательно перемешивают и добавляют водопроводную воду указанной температуры в стеклянный стакан емкостью 250 мл с водоцементным соотношением 0,65; затем добавьте сухой порошок в стакан и подождите 3 минуты. Тщательно перемешайте стеклянной палочкой 300 раз, вставьте в стакан ротор ротационного вискозиметра (типа NDJ-1B, производства Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.). раствор на указанную глубину и измерьте его вязкость после выдерживания в течение 2 минут. Во избежание влияния тепла гидратации цемента на испытание вязкости цементаштукатурка на основе насколько это возможно, вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе необходимо проверять при контакте цемента с водой в течение 5 минут.

2. Результаты и анализ

2.1 Влияние содержания эфира целлюлозы

Количество эфира целлюлозы здесь относится к массовому соотношению эфира целлюлозы к цементу, то есть к соотношению полизола. О влиянии трех видов эфиров целлюлозы Р2, Е2 и Н1 на изменение вязкости цемента.штукатурка на основе при разных дозировках (0,1%, 0,3%, 0,6% и 0,9%) видно, что после добавления эфира целлюлозы вязкость цементаштукатурка на основе Вязкость увеличивается; по мере увеличения количества эфира целлюлозы вязкость цементаштукатурка на основе непрерывно увеличивается, а диапазон увеличения вязкости цементаштукатурка на основе также становится больше.

При водоцементном соотношении 0,65 и содержании эфира целлюлозы 0,6% с учетом воды, расходуемой на начальную гидратацию цемента, концентрация эфира целлюлозы по отношению к воде составляет около 1%. При концентрации 1% водные растворы P2, E2 и H1. Вязкость составляет 4990 мПа.·С, 5070мПа·S и 5250 мПа·соответственно; при водоцементном отношении 0,65 вязкость чистого цементаштукатурка на основе составляет 836 МПа·S. Однако вязкость цементных растворов P2, E2 и H1, модифицированных тремя эфирами целлюлозы, составляет 13800 мПа.·С, 12900мПа·S и 12700мПа·соответственно. Очевидно, что вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозы,штукатурка на основе это не вязкость раствора эфира целлюлозы, а простое сложение вязкости чистого цемента.штукатурка на основе значительно превышает сумму двух вязкостей, то есть вязкости раствора эфира целлюлозы и вязкости цемента.штукатурка на основе имеют «композитный эффект суперпозиции». Вязкость раствора эфира целлюлозы обусловлена ​​сильной гидрофильностью гидроксильных групп и эфирных связей в молекулах эфира целлюлозы, а также трехмерной сетевой структурой, образованной молекулами эфира целлюлозы в растворе; вязкость чистого цементаштукатурка на основе происходит из сети, образующейся между структурами продуктов гидратации цемента. Поскольку продукты гидратации полимера и цемента часто образуют взаимопроникающую сетчатую структуру, в цементе, модифицированном эфиром целлюлозы,штукатурка на основеТрехмерная сетчатая структура эфира целлюлозы и сетчатая структура продуктов гидратации цемента переплетаются, а адсорбция молекул эфира целлюлозы с продуктами гидратации цемента вместе создает «композитный эффект суперпозиции», который значительно увеличивает общую вязкость цемента.штукатурка на основе; поскольку одна молекула эфира целлюлозы может переплетаться с несколькими молекулами эфира целлюлозы и продуктами гидратации цемента, поэтому с увеличением содержания эфира целлюлозы плотность сетчатой ​​структуры увеличивается больше, чем увеличение молекул эфира целлюлозы, а вязкость цементаштукатурка на основе постоянно увеличивается; кроме того, для быстрой гидратации цемента необходимо вступать в реакцию части воды. , что эквивалентно увеличению концентрации эфира целлюлозы, что также является причиной значительного увеличения вязкости цемента.штукатурка на основе.

Поскольку эфир целлюлозы и цементштукатурка на основе имеют «композитный эффект суперпозиции» по вязкости, при одинаковом содержании эфира целлюлозы и водно-цементном соотношении вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе с очевидной разницей, когда концентрация составляет 2%. Разница в вязкости невелика, например, вязкости P2 и E2 составляют 48000 мПа.·с и 36700мПа·соответственно в водном растворе с концентрацией 2%. S, разница не очевидна; вязкость E1 и E2 в 2% водном растворе составляет 12300 мПа.·S и 36700мПа·с соответственно разница очень большая, но вязкость модифицированного цементного теста у них 9800мПа·S и 12900 мПа соответственно·S разница значительно уменьшена, поэтому при выборе эфира целлюлозы в технике не нужно гоняться за чрезмерно высокой вязкостью эфира целлюлозы. Более того, в практических технических приложениях концентрация эфира целлюлозы по отношению к воде обычно относительно низкая. Например, в обычном штукатурном растворе водоцементное соотношение обычно составляет около 0,65, а содержание эфира целлюлозы – от 0,2% до 0,6%. Концентрация воды составляет от 0,3% до 1%.

Из результатов испытаний также видно, что разные типы эфиров целлюлозы по-разному влияют на вязкость цемента.штукатурка на основе. Когда концентрация составляет 1%, вязкость трех видов водных растворов эфира целлюлозы P2, E2 и H1 составляет 4990 мПа.·с, 5070мПа·S и 5250 мПа·S соответственно, вязкость раствора H1 самая высокая, но вязкость P2, E2 и H1 трех видов эфира целлюлозы. Вязкость модифицированных эфиром цементных растворов составила 13800 мПа.·С, 12900мПа·S и 12700мПа·S соответственно, а вязкость модифицированных цементных растворов H1 была самой низкой. Это связано с тем, что эфиры целлюлозы обычно замедляют гидратацию цемента. Среди трех видов эфиров целлюлозы, ГЭЦ, ГПМЦ и ГЭМС, ГЭЦ обладает наибольшей способностью задерживать гидратацию цемента. Таким образом, в модифицированном цементе Н1штукатурка на основе, из-за более медленной гидратации цемента сетчатая структура продуктов гидратации цемента развивается медленнее, а вязкость оказывается наименьшей.

2.2 Влияние скорости вращения

О влиянии скорости вращения вискозиметра на вязкость чистого цементаштукатурка на основе цемент, модифицированный эфиром целлюлозыштукатурка на основе, видно, что с увеличением скорости вращения вязкость цемента, модифицированного эфиром целлюлозы,штукатурка на основе и чистый цементштукатурка на основе уменьшается в разной степени, то есть все они обладают свойством сдвигового утонения и относятся к псевдопластической жидкости. Чем меньше скорость вращения, тем больше снижается вязкость всего цемента.штукатурка на основе со скоростью вращения, то есть тем более очевидна псевдопластичность цементаштукатурка на основе. С увеличением скорости вращения кривая снижения вязкости цементаштукатурка на основе постепенно становится более пологим, псевдопластичность ослабевает. По сравнению с чистым цементомштукатурка на основе, псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе слабее, то есть введение эфира целлюлозы снижает псевдопластичность цемента.штукатурка на основе.

От влияния скорости вращения на вязкость цементаштукатурка на основе при различных типах эфиров целлюлозы и вязкостях можно знать, что цементштукатурка на основе модифицированный разными эфирами целлюлозы, имеет разную псевдопластическую прочность, и чем меньше вязкость эфира целлюлозы, тем выше вязкость модифицированного цемента.штукатурка на основе. Тем более очевидна псевдопластичность цемента.штукатурка на основе является; псевдопластичность модифицированного цементаштукатурка на основе не имеет очевидной разницы с различными типами эфиров целлюлозы с одинаковой вязкостью. Из P2, E2 и H1 три вида цемента, модифицированного эфиром целлюлозы.штукатурка на основе в различных дозировках (0,1%, 0,3%, 0,6% и 0,9%), можно узнать влияние скорости вращения на вязкость, три вида волокна P2, E2 и H1. Цементные растворы, модифицированные простым эфиром, имеют одинаковые результаты испытаний. : когда количество эфира целлюлозы различно, их псевдопластичность различна. Чем меньше количество эфира целлюлозы, тем сильнее псевдопластичность модифицированного цемента.штукатурка на основе.

После контакта цемента с водой частицы цемента на поверхности быстро гидратируются, а продукты гидратации (особенно гель CSH) образуют агломерационную структуру. Когда в растворе действует направленная сила сдвига, структура агломерации открывается, так что в направлении силы сдвига сопротивление направленному потоку уменьшается, тем самым проявляя свойство утончения при сдвиге. Эфир целлюлозы представляет собой разновидность макромолекулы с асимметричной структурой. Когда раствор неподвижен, молекулы эфира целлюлозы могут иметь различную ориентацию. Когда в растворе действует направленная сила сдвига, длинная цепь молекулы поворачивается и движется вперед. Направление силы сдвига уменьшается, что приводит к уменьшению сопротивления потоку, а также проявляется свойство утончения при сдвиге. По сравнению с продуктами гидратации цемента, молекулы эфира целлюлозы более гибкие и обладают определенной буферной способностью к сдвиговому усилию. Поэтому по сравнению с чистым цементомштукатурка на основе, псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе слабее, и по мере увеличения вязкости или содержания эфира целлюлозы буферный эффект молекул эфира целлюлозы на силу сдвига становится более очевидным. Пластичность становится слабой.

2.3 Влияние температуры

От влияния перепадов температуры (20°С, 27°С и 35°В) от вязкости цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе, видно, что при содержании эфира целлюлозы 0,6% с повышением температуры чистый цементштукатурка на основе и M1 Вязкость модифицированного цементаштукатурка на основе увеличивается, а вязкость других цементов, модифицированных эфиром целлюлозыштукатурка на основе снизилась, но снижение было незначительным, а вязкость модифицированного цемента Н1штукатурка на основе уменьшилось больше всего. Что касается модифицированного цемента Е2штукатурка на основе Речь идет о том, что при содержании полизола 0,6% вязкость цементаштукатурка на основе снижается с повышением температуры, а при содержании полизола 0,3% вязкость цементаштукатурка на основе увеличивается с повышением температуры.

Вообще говоря, из-за уменьшения силы межмолекулярного взаимодействия вязкость жидкости будет уменьшаться с повышением температуры, что имеет место для раствора эфира целлюлозы. Однако по мере повышения температуры и увеличения времени контакта цемента с водой скорость гидратации цемента значительно ускоряется, а степень гидратации увеличивается, поэтому вязкость чистого цемента увеличивается.штукатурка на основе вместо этого увеличится.

Цемент, модифицированный эфиром целлюлозыштукатурка на основе, эфир целлюлозы будет адсорбироваться на поверхности продуктов гидратации цемента, тем самым ингибируя гидратацию цемента, но разные типы и количества эфиров целлюлозы обладают разной способностью ингибировать гидратацию цемента, MC (например, M1) имеет слабую способность ингибировать гидратацию цемента, а с повышением температуры скорость гидратации цементаштукатурка на основе все еще быстрее, поэтому с повышением температуры вязкость обычно увеличивается; ГЭЦ, ГПМЦ и ГЭМС могут значительно ингибировать гидратацию цемента, поскольку при повышении температуры скорость гидратации цемента снижается.штукатурка на основе медленнее, поэтому при повышении температуры модифицированный цемент HEC, HPMC и HEMC Вязкостьштукатурка на основе (соотношение полизолы 0,6%), как правило, снижается, а поскольку способность ГЭЦ задерживать гидратацию цемента выше, чем у ГПМЦ и ГЭМС, изменение эфира целлюлозы при изменении температуры (20°С, 27°С и 35°В) Вязкость модифицированного цемента Н1штукатурка на основе больше всего снижается с повышением температуры. Однако гидратация цемента все еще существует, когда температура выше, поэтому степень восстановления цемента, модифицированного эфиром целлюлозы,штукатурка на основе с повышением температуры неочевидно. Что касается модифицированного цемента Е2штукатурка на основе Дело в том, что при высокой дозировке (зольности 0,6%) эффект ингибирования гидратации цемента очевиден, а вязкость снижается с повышением температуры; при малой дозировке (зольности 0,3%) эффект ингибирования гидратации цемента не очевиден, а вязкость увеличивается с повышением температуры.

3. Заключение

(1) При постоянном увеличении содержания эфира целлюлозы вязкость и скорость увеличения вязкости цементаштукатурка на основе продолжают увеличиваться. Молекулярная сетчатая структура эфира целлюлозы и сетчатая структура продуктов гидратации цемента переплетаются, а первоначальная гидратация цемента косвенно увеличивает концентрацию эфира целлюлозы, так что вязкость раствора эфира целлюлозы и цементаштукатурка на основе имеет «композитный эффект суперпозиции», то есть эфир целлюлозы. Вязкость модифицированного цементаштукатурка на основе намного больше, чем сумма их соответствующих вязкостей. По сравнению с цементными растворами, модифицированными HPMC и HEMC, цементные растворы, модифицированные HEC, имеют более низкие тестовые значения вязкости из-за более медленного развития гидратации.

(2) Цемент, модифицированный эфиром целлюлозыштукатурка на основе и чистый цементштукатурка на основе обладают свойством сдвигового истончения или псевдопластичности; Псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозыштукатурка на основе ниже, чем у чистого цементаштукатурка на основе; чем ниже скорость вращения, или целлюлоза Чем ниже вязкость цемента, модифицированного эфиромштукатурка на основеили чем ниже содержание эфира целлюлозы, тем более очевидна псевдопластичность цемента, модифицированного эфиром целлюлозы.штукатурка на основе.

(3) Поскольку температура продолжает повышаться, скорость и степень гидратации цемента увеличиваются, так что вязкость чистого цемента увеличивается.штукатурка на основе постепенно увеличивается. Поскольку разные типы и количества эфиров целлюлозы обладают разной способностью ингибировать гидратацию цемента, вязкость модифицированного цементного теста меняется в зависимости от температуры.