Celulózový éter na morfológii skorého ettringitu

Účinky hydroxyetylmetylmetylcelulózy éteru a metylcelulózy éteru na morfológiu ettringitu v skorej cementnej kalu sa študovali skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM). Výsledky ukazujú, že pomer dĺžkového priemeru ettringitových kryštálov v hydroxyetylmetylmetyllellulózovej éteru modifikovanej kalu je menší ako v bežnej kalu a morfológia kryštálov ettringitov je krátka tyč podobná. Pomer dĺžky s priemerom ettringitových kryštálov v kalu modifikovanej metylcelulózovým éterom je väčší ako v bežnej kalu a morfológia kryštálov ettringitov je ihla. Kryštály ettringitu v bežných kalovách majú pomer strán niekde medzi nimi. Prostredníctvom vyššie uvedenej experimentálnej štúdie je ďalej zrejmé, že rozdiel molekulovej hmotnosti dvoch druhov celulózového éteru je najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim morfológiu ettringitu.

Kľúčové slová:ettringit; Pomer dĺžky priemeru; Éter metylcelulózy; Hydroxyetylmetylmetylcelulózový éter; morfológia

Ettringit ako mierne rozšírený hydratačný produkt má významný vplyv na výkonnosť cementu betónu a vždy bol výskumným hotspotom materiálov na báze cementu. Ettringita je druh hydrátu hlinitého vápenatého typu trisulfidu, jeho chemický vzorec je [CA3AL (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O alebo sa dá písať ako 3CAO · AL2O3 · 3CASO4 · 32H2O, často sa často abbrevited ako aft. . V portlandskom cementovom systéme sa ettringit tvorí hlavne reakciou sadry s minerálmi z hlinitého alebo železitého hlinitého, ktoré zohrávajú úlohu oneskorenia hydratácie a skorej sily cementu. Tvorba a morfológia ettringitu sú ovplyvnené mnohými faktormi, ako je teplota, hodnota pH a koncentrácia iónov. Už v roku 1976 Metha a kol. Na štúdium morfologických charakteristík AFT sa použila skenovacia elektrónová mikroskopia a zistila, že morfológia takýchto mierne rozšírených hydratačných produktov bola mierne odlišná, keď bol rastový priestor dostatočne veľký a keď bol priestor obmedzený. Prvý z nich bol väčšinou štíhlymi guľôčkami v tvare ihly, zatiaľ čo druhý bol väčšinou krátky hranol v tvare tyče. Výskum Yang Wenyana zistil, že zadné formy boli rôzne s rôznymi vytvrdzovacími prostrediami. Mokré prostredie by oneskorilo generovanie AFT v expanznom betóne a zvýšilo možnosť opuchu a praskania betónu. Rôzne prostredia ovplyvňujú nielen tvorbu a mikroštruktúru AFT, ale aj jej stabilitu objemu. Chen Huxing a kol. zistili, že dlhodobá stabilita AFT klesla so zvýšením obsahu C3A. Clark a Monteiro a kol. zistili, že so zvýšením environmentálneho tlaku sa kryštálová štruktúra zadnej časti zmenila z poradia na poruchu. Balonis a Glasser preskúmali zmeny hustoty AFM a AFT. Renaudin a kol. Študovali štrukturálne zmeny zadu pred a po ponorení do roztoku a štrukturálne parametre AFT v Ramanovom spektre. Kunther a kol. študoval účinok interakcie medzi pomerom vápnikového sikrólu CSH a iónom sulfátu na kryštalizačný tlak AFT NMR. Zároveň na základe aplikácie AFT v materiáloch založených na cemente Wenk et al. Študovaná orientácia kryštálov betónu zadnej kryštálovej orientácie betónovej technológie rôntgenovej difrakčnej technológie rôntgenovej difrakcie tvrdého synchrotrónu. Preskúmala sa tvorba AFT v zmiešanom cemente a výskumný hotspot ettringitu. Na základe oneskorenej reakcie ettringitu niektorí vedci vykonali veľa výskumov o príčine zadnej fázy.

Rozšírenie objemu spôsobené tvorbou ettringitu je niekedy priaznivá a môže pôsobiť ako „expanzia“ podobná ako činidlo expanzujúceho oxidu horečnatého na udržanie stability objemu materiálov na báze cementu. Pridanie polymérnej emulzie a redisperibilného emulzného prášku mení makroskopické vlastnosti materiálov na báze cementu v dôsledku ich významných účinkov na mikroštruktúru materiálov na báze cementu. Na rozdiel od redisperbilného emulzného prášku, ktorý zvyšuje hlavne lepiacu vlastnosť kalenej malty, vo vode rozpustný polymérny celulózový éter (CE) poskytuje novo zmiešanej malty dobrú retenciu vody a zahusťovací účinok, čím sa zlepšuje pracovný výkon. Bežne sa používa, vrátane metylcelulózy (MC), hydroxyetylcelulózy (HEC), hydroxypropylmetylcelulózy (HPMC),hydroxyetylmetyllalóza (HEMC)atď. A CE hrá úlohu v novo zmiešanej malty, ale ovplyvňuje aj proces hydratácie cementovej kalu. Štúdie ukázali, že HEMC mení množstvo AFT produkovaného ako hydratačný produkt. Žiadne štúdie však systematicky porovnávali účinok CE na mikroskopickú morfológiu AFT, takže tento dokument skúma rozdiel v účinku HEMC a MC na mikroskopickú morfológiu Ettringhamu v skorej (1-dňovej) cementovej kalu prostredníctvom analýzy obrazu a obrazovej analýzy a Porovnanie.

1. Experiment

1.1 suroviny

P · II 52,5R Portland Cement, ktorý produkoval Anhui Conch Cement Co., LTD, bol v experimente vybraný ako cement. Dva étery celulózy sú hydroxyetylmetylcelulóza (HEMC) a metylcelulóza (metylcelulóza, skupina Shanghai Sinopath). MC); Miešacia voda je voda z vodovodu.

1.2 Experimentálne metódy

Pomer vodného cementu vzorky cementovej pasty bol 0,4 (hmotnostný pomer vody k cementu) a obsah celulózového éteru bol 1% hmotnosti cementu. Príprava vzorky sa uskutočňovala podľa „metódy testovania na spotrebu vody, stanoveniu času a stability štandardnej konzistencie cementu“. Po vytvorení vzorky bol plastový film zapuzdrený na povrchu formy, aby sa zabránilo odparovaniu a karbonizácii povrchovej vody, a vzorka bola umiestnená do vytvrdzovacej miestnosti s teplotou (20 ± 2) ℃ a relatívnou vlhkosťou (60 ± 5 ) %. Po 1 dni bola forma odstránená a vzorka bola prerušená, potom sa odobrala malá vzorka zo stredu a namočená do bezvodého etanolu, aby sa ukončila hydratácia, a vzorka bola odobratá a sušená pred testovaním. Sušené vzorky boli prilepené k tabuľke vzorky vodivým obojstranným lepidlom a na povrch bola na povrchu striekaná vrstva zlata na povrchu automatickým prístrojom Cressington 108Auto. Prúd naprašovania bol 20 mA a čas na prchanie bol 60 s. FEI QuantaFeg 650 environmentálny skenovací elektrónový mikroskop (ESEM) sa použil na pozorovanie morfologických charakteristík AFT v časti vzorky. Na pozorovanie zadného režimu sa použil vysoký vákuový sekundárny elektrón. Zrýchľovacie napätie bolo 15 kV, priemer bodového lúča bol 3,0 nm a pracovná vzdialenosť bola riadená približne 10 mm.

2. Výsledky a diskusia

SEM obrazy ettringitu v kalenej kašľovej kašľovej kašľovej kašľovej hemc ukázali, že rast orientácie vrstvených Ca (OH) 2 (CH) bol zrejmý a AFT vykazovala nepravidelnú akumuláciu krátkeho zadného tyče a bol zakrytý nejaký krátky zadok tyčinky. so štruktúrou membrány HEMC. Zhang Dongfang a kol. Pri pozorovaní zmien mikroštruktúry modifikovanej cementovej kalu modifikovanej cementu cez ESEM sa tiež našli krátky zadok podobný tyči. Verili, že obyčajná cementová kaša reaguje rýchlo po stretnutí s vodou, takže zadný kryštál bol štíhly a rozšírenie hydratačného veku viedlo k nepretržitému zvýšeniu pomeru dĺžky priemeru. HEMC však zvýšila viskozitu roztoku, znížila rýchlosť väzby iónov v roztoku a oneskorila príchod vody na povrch cllinkových častíc, takže pomer dĺžky AFT sa zvýšil v slabom trendu a jeho morfologické charakteristiky ukázali Krátky tvar podobný prúte. V porovnaní s AFT v bežnej cementovej kalu v rovnakom veku bola táto teória čiastočne overená, ale nie je použiteľná na vysvetlenie morfologických zmien AFT v MC modifikovanej kalu. SEM snímky ettriditu v 1-dňovej kalenej cementovej kašľovej kaše modifikovanej MC vykazovali orientovaný rast vrstvených CA (OH) 2, niektoré zadné povrchy boli tiež pokryté filmovou štruktúrou MC a AFT vykazovala morfologické charakteristiky rastu klastrov. Avšak v porovnaní s tým má AFT Crystal v MC modifikovanej kalu cementovej kalu väčší pomer s priemerom dĺžky a štíhlejšiu morfológiu, ktorá vykazuje typickú acikulárnu morfológiu.

HEMC aj MC oneskorili proces včasnej hydratácie cementu a zvýšili viskozitu roztoku, ale rozdiely v zadných morfologických charakteristikách spôsobených nimi boli stále významné. Vyššie uvedené javy sa môžu ďalej rozpracovať z hľadiska molekulárnej štruktúry celulózovej éteru a kryštálovej štruktúry AFT. Renaudin a kol. namočil syntetizovaný zadok v pripravenom alkalickom roztoku, aby sa dostal „mokrý zadok“, a čiastočne ho odstránil a vysušil na povrchu nasýteného roztoku CACL2 (35% relatívna vlhkosť), aby sa dostal „suchý zadok“. Po štúdii vylepšenia štruktúry Ramanovou spektroskopiou a rôntgenovou práškovou difrakciou sa zistilo, že medzi týmito dvoma štruktúrami nebol žiadny rozdiel, iba smer tvorby kryštálov buniek zmenený v procese sušenia, tj v procese životného prostredia Zmena z „mokrého“ na „suchý“, zadné kryštály tvorili bunky v normálnom smere postupne sa zvyšovali. Zadné kryštály pozdĺž normálneho smeru C sa čoraz menej stali. Najzákladnejšia jednotka trojrozmerného priestoru sa skladá z normálnej čiary, normálnej čiary a normálnej čiary C, ktoré sú navzájom kolmé. V prípade, že boli normály B fixované, kryštály zadných kryštálov sa zhlukovali pozdĺž normálov, čo viedlo k zväčšenému prierezu buniek v rovine normálov AB. Ak teda HEMC „ukladá“ viac vody ako MC, v lokalizovanej oblasti sa môže vyskytnúť „suché“ prostredie, čo podporuje bočnú agregáciu a rast kryštálov AFT. Patural et al. zistili, že pre samotný CE, čím vyšší je stupeň polymerizácie (alebo čím väčšia je molekulová hmotnosť), tým väčšia je viskozita CE a čím lepšia výkonnosť vody. Molekulárna štruktúra HEMCS a MCS podporuje túto hypotézu, pričom hydroxyetylová skupina má oveľa väčšiu molekulovú hmotnosť ako vodíková skupina.

Všeobecne platí, že kryštály AFT sa budú tvoriť a zrážať sa iba vtedy, keď relevantné ióny dosiahnu určitú saturáciu v systéme roztoku. Preto faktory, ako je koncentrácia iónov, teplota, hodnota pH a tvorba v reakčnom roztoku, môžu významne ovplyvniť morfológiu kryštálov AFT a zmeny v podmienkach umelej syntézy môžu zmeniť morfológiu kryštálov AFT. Preto pomer kryštálov AFT v bežnej cementovej kalu medzi nimi môže byť spôsobený jediným faktorom spotreby vody v skorej hydratácii cementu. Rozdiel v morfológii kryštálov AFT spôsobený HEMC a MC by však mal byť spôsobený najmä ich špeciálnym mechanizmom zadržiavania vody. HEMCS a MCS vytvárajú „uzavretú slučku“ vodného transportu v mikrozóne čerstvého cementu, čo umožňuje „krátku dobu“, v ktorej sa voda „ľahko dostane a ťažko sa dostane von“. Počas tohto obdobia sa však zmení aj prostredie kvapalnej fázy v mikrozóne a jeho blízkosti. Faktory, ako je koncentrácia iónov, pH atď., Zmena rastového prostredia sa ďalej odráža v morfologických charakteristikách kryštálov AFT. Táto „uzavretá slučka“ vodnej transportu je podobná mechanizmu účinku opísaného Urrchezom a kol. HPMC zohráva úlohu pri udržaní vody.

3. Záver

(1) Pridanie hydroxyetylmetylcelulózy éteru (HEMC) a metylcelulózy éteru (MC) môže významne zmeniť morfológiu ettringitu v skorých (1 deň) bežnej cementovej kaše.

(2) dĺžka a priemer kryštálu ettringitu v kalu modifikovanej cementom HEMC sú malý a krátky tvar tyče; Pomer dĺžky a priemeru kryštálov ettringitov v kalu modifikovanej cementu MC je veľký, čo je tvar ihly. Ettringitové kryštály v bežných kalovách cementu majú medzi týmito dvoma pomer strán.

(3) Rôzne účinky dvoch éterov celulózy na morfológiu ettringitu sú v podstate spôsobené rozdielom v molekulovej hmotnosti.