Cementna brozga, modificirana s celuloznim etrom

Učinek različne molekularne strukture neionskega celuloznega etra na strukturo por cementne brozge smo proučevali s testom gostote delovanja ter makroskopskim in mikroskopskim opazovanjem strukture por. Rezultati kažejo, da lahko neionski celulozni eter poveča poroznost cementne brozge. Ko je viskoznost gošče, modificirane z neionskim celuloznim etrom, podobna, je poroznosthidroksietilcelulozni eter(HEC) modificirana gnojevka je manjša od gnojevke, modificirane s hidroksipropil metil celuloznim etrom (HPMC) in metil celuloznim etrom (MC). Nižja kot je viskoznost/relativna molekulska masa HPMC celuloznega etra s podobno vsebnostjo skupin, manjša je poroznost njegove modificirane cementne brozge. Neionski celulozni eter lahko zmanjša površinsko napetost tekoče faze in olajša nastajanje mehurčkov iz cementne brozge. Molekule neionskega celuloznega etra se usmerjeno adsorbirajo na plinsko-tekočinski meji mehurčkov, kar prav tako poveča viskoznost faze cementne brozge in poveča sposobnost cementne brozge, da stabilizira mehurčke.

Ključne besede:neionski celulozni eter; Cementna gošča; struktura por; Molekularna struktura; Površinska napetost; viskoznost

Neionski celulozni eter (v nadaljevanju celulozni eter) ima odlično zgoščevanje in zadrževanje vode ter se pogosto uporablja v suhi mešani malti, samozgoščevalnem betonu in drugih novih materialih na osnovi cementa. Celulozni etri, ki se uporabljajo v materialih na osnovi cementa, običajno vključujejo metil celulozni eter (MC), hidroksipropil metil celulozni eter (HPMC), hidroksietil metil celulozni eter (HEMC) in hidroksietil celulozni eter (HEC), med katerimi sta najpogostejši uporabi HPMC in HEMC. .

Celulozni eter lahko pomembno vpliva na strukturo por cementne brozge. Pourchez et al. so s testom navidezne gostote, testom velikosti por (metoda vbrizgavanja živega srebra) in analizo slike sEM ugotovili, da lahko celulozni eter poveča število por s premerom približno 500 nm in por s premerom približno 50-250 μm v cementna gošča. Poleg tega je za strjeno cementno brozgo porazdelitev velikosti por HEC modificirane cementne brozge z nizko molekulsko maso podobna kot pri čisti cementni brozgi. Skupna prostornina por HEC modificirane cementne brozge z visoko molekulsko maso je višja kot pri čisti cementni brozgi, vendar manjša kot pri HPMC modificirani cementni brozgi s približno enako konsistenco. Z opazovanjem SEM so Zhang et al. ugotovili, da lahko HEMC znatno poveča število por s premerom približno 0,1 mm v cementni malti. S preskusom vbrizgavanja živega srebra so tudi ugotovili, da lahko HEMC znatno poveča skupni volumen por in povprečni premer por cementne brozge, kar ima za posledico znatno povečanje števila velikih por s premerom 50 nm ~ 1 μm in velikih por s premerom več kot 1 μm. Vendar se je število por s premerom, manjšim od 50 n, znatno zmanjšalo. Šarič-Čorić idr. je verjel, da bi celulozni eter naredil cementno brozgo bolj porozno in povzročil povečanje makropor. Jenni idr. testiral gostoto delovanja in ugotovil, da je bil volumenski delež por HEMC modificirane cementne malte približno 20 %, medtem ko je čista cementna malta vsebovala le majhno količino zraka. Silva idr. ugotovili, da sta bila poleg dveh vrhov pri 3,9 nm in 40 ~ 75 nm kot čista cementna brozga, pri testu vbrizgavanja živega srebra prisotna tudi dva vrha pri 100 ~ 500 nm in več kot 100 μm. Ma Baoguo idr. ugotovili, da je celulozni eter povečal število finih por s premerom, manjšim od 1 μm, in velikih por s premerom, večjim od 2 μm, v cementni malti s testom vbrizgavanja živega srebra. Glede na razlog, da celulozni eter poveča poroznost cementne brozge, se običajno verjame, da ima celulozni eter površinsko aktivnost, bo obogatil mejo zraka in vode ter tvoril film, da bi stabiliziral mehurčke v cementni brozgi.

Z zgornjo analizo literature je razvidno, da je bil učinek celuloznega etra na strukturo por materialov na osnovi cementa deležen velike pozornosti. Vendar pa obstaja veliko vrst celuloznega etra, iste vrste celuloznega etra, njegova relativna molekulska masa, vsebnost skupine in drugi parametri molekularne strukture so prav tako zelo različni, domači in tuji raziskovalci pri izbiri celuloznega etra pa so omejeni le na njihovo uporabo. polje, pomanjkanje zastopanosti, zaključek je neizogibna "prekomerna generalizacija", tako da razlaga mehanizma celuloznega etra ni dovolj poglobljena. V tem prispevku je bil učinek celuloznega etra z različno molekularno strukturo na strukturo por cementne brozge proučen s testom navidezne gostote ter makroskopskim in mikroskopskim opazovanjem strukture por.

1. Test

1.1 Surovine

Cement je bil navaden portlandski cement P·O 42,5 proizvajalca Huaxin Cement Co., LTD., v katerem je bila kemična sestava izmerjena z rentgenskim fluorescenčnim spektrometrom z disperzijo valovne dolžine AXIOS Ad-Vanced (PANa — lytical, Nizozemska), fazna sestava pa je bila ocenjena z metodo Bogue.

Celulozni eter je izbral štiri vrste komercialnega celuloznega etra, oziroma metil celuloznega etra (MC), hidroksipropil metil celuloznega etra (HPMC1, HPMC2) in hidroksietil celuloznega etra (HEC), molekularna struktura HPMC1 in HPMC2 podobna, vendar je viskoznost veliko manjša od HPMC2 To pomeni, da je relativna molekulska masa HPMC1 veliko manjša kot pri HPMC2. Zaradi podobnih lastnosti hidroksietil metil celuloznega etra (HEMc) in HPMC v tej študiji niso bili izbrani HEMC. Da bi se izognili vplivu vsebnosti vlage na rezultate testa, so bili vsi celulozni etri pred uporabo 2 uri pečeni pri 98 ℃.

Viskoznost celuloznega etra smo testirali z rotacijskim viskozimetrom NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Koncentracija preskusne raztopine (masno razmerje celuloznega etra in vode) je bila 2,0 %, temperatura je bila 20 ℃ in hitrost vrtenja 12r/min. Površinsko napetost celuloznega etra smo testirali z metodo obroča. Testni instrument je bil avtomatski tenziometer JK99A (Shanghai Zhongchen Company). Koncentracija preskusne raztopine je bila 0,01 %, temperatura pa 20 ℃. Vsebnost skupine celuloznega etra zagotavlja proizvajalec.

Glede na viskoznost, površinsko napetost in vsebnost skupine celuloznega etra, ko je koncentracija raztopine 2,0 %, je razmerje viskoznosti raztopine HEC in HPMC2 1:1,6, razmerje viskoznosti raztopine HEC in MC pa je 1:0,4, vendar v tem preskusu je vodocementno razmerje 0,35, največje cementno razmerje 0,6 %, masno razmerje celuloznega etra in vode je približno 1,7 %, manj kot 2,0 %, sinergistični učinek cementne gošče na viskoznost, tako da razlika v viskoznosti HEC, HPMC2 ali MC modificirane cementne brozge je majhna.

Glede na viskoznost, površinsko napetost in vsebnost skupine celuloznega etra je površinska napetost vsakega celuloznega etra drugačna. Celulozni eter ima tako hidrofilne skupine (hidroksilne in etrske skupine) kot hidrofobne skupine (metilni in glukozni ogljikov obroč), je površinsko aktivna snov. Celulozni eter je drugačen, vrsta in vsebnost hidrofilnih in hidrofobnih skupin sta različni, kar ima za posledico različno površinsko napetost.

1.2 Preskusne metode

Pripravljenih je bilo šest vrst cementne brozge, vključno s čisto cementno brozgo, s štirimi celuloznimi etri (MC, HPMCl, HPMC2 in HEC) modificirano cementno brozgo z 0,60 % cementnim razmerjem in HPMC2 modificirano cementno brozgo z 0,05 % cementnim razmerjem. Ref, MC — 0,60, HPMCl — 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0,60 in hpMC2-0,05 kažeta, da je vodocementno razmerje 0,35.

Cementna brozga najprej v skladu z GB/T 17671 1999 "metoda za testiranje trdnosti cementne malte (metoda ISO)", izdelana v preskusnem bloku s prizmo 40 mm × 40 mm × 160 mm, pod pogojem 20 ℃ zaprtega utrjevanja 28d. Po tehtanju in izračunu njegove navidezne gostote so ga razbili z majhnim kladivom, z digitalnim fotoaparatom pa opazovali in fotografirali stanje makro lukenj v osrednjem delu testnega bloka. Hkrati so bili majhni kosi velikosti 2,5 ~ 5,0 mm vzeti za opazovanje z optičnim mikroskopom (tridimenzionalni video mikroskop HIROX) in vrstičnim elektronskim mikroskopom (JSM-5610LV).

2. Rezultati testa

2.1 Navidezna gostota

Glede na navidezno gostoto cementne brozge, modificirane z različnimi celuloznimi etri, (1) je največja navidezna gostota čiste cementne brozge, ki znaša 2044 kg/m³; Navidezna gostota štirih vrst gnojevke, modificirane s celuloznim etrom, s cementnim razmerjem 0,60 % je bila 74 % ~ 88 % gostote čiste cementne brozge, kar kaže, da je celulozni eter povzročil povečanje poroznosti cementne brozge. (2) Ko je razmerje med cementom in cementom 0,60 %, je učinek različnih celuloznih etrov na poroznost cementne brozge zelo različen. Viskoznost HEC, HPMC2 in MC modificirane cementne brozge je podobna, vendar je navidezna gostota HEC modificirane cementne brozge največja, kar kaže, da je poroznost HEC modificirane cementne brozge manjša od poroznosti HPMc2 in Mc modificirane cementne brozge s podobno viskoznostjo. . HPMc1 in HPMC2 imata podobno vsebnost skupin, vendar je viskoznost HPMCl veliko nižja od HPMC2, navidezna gostota HPMCl modificirane cementne brozge pa je znatno višja kot pri HPMC2 modificirane cementne brozge, kar kaže, da ko je vsebnost skupine podobna manjša kot je viskoznost celuloznega etra, manjša je poroznost modificirane cementne brozge. (3) Ko je razmerje med cementom in cementom zelo majhno (0,05 %), je navidezna gostota cementne brozge, modificirane s HPMC2, v bistvu blizu gostote čiste cementne brozge, kar kaže, da učinek celuloznega etra na poroznost cementa gnojevka je zelo majhna.

2.2 Makroskopske pore

Glede na fotografije razdelka cementne brozge, modificirane s celuloznim etrom, posnete z digitalnim fotoaparatom, je čista cementna brozga zelo gosta, skoraj brez vidnih por; Vse štiri vrste gnojevke, modificirane s celuloznim etrom, z 0,60-odstotnim deležem cementa, imajo vse več makroskopskih por, kar kaže, da celulozni eter vodi do povečanja poroznosti cementne brozge. Podobno kot rezultati testa navidezne gostote je učinek različnih vrst in vsebnosti celuloznega etra na poroznost cementne brozge precej drugačen. Viskoznost gnojevke, modificirane s HEC, HPMC2 in MC, je podobna, vendar je poroznost gnojevke, modificirane s HEC, manjša od poroznosti gnojevke, modificirane s HPMC2 in MC. Čeprav imata HPMC1 in HPMC2 podobno vsebnost skupine, ima HPMC1 spremenjena gošča z nižjo viskoznostjo manjšo poroznost. Ko je razmerje med cementom in cementom pri HPMc2 modificirani brozgi zelo majhno (0,05 %), se število makroskopskih por nekoliko poveča kot pri čisti cementni brozgi, vendar močno zmanjša kot pri HPMC2 modificirani brozgi z 0,60 % cementa do -cementno razmerje.

2.3 Mikroskopske pore

4. Sklep

(1) Celulozni eter lahko poveča poroznost cementne brozge.

(2) Učinek celuloznega etra na poroznost cementne brozge z različnimi parametri molekularne strukture je drugačen: ko je viskoznost cementne brozge, modificirane s celuloznim etrom, podobna, je poroznost cementne brozge, modificirane s HEC, manjša od poroznosti HPMC in modificirane MC cementna gošča; Nižja kot je viskoznost/relativna molekulska masa HPMC celuloznega etra s podobno vsebnostjo skupin, manjša je poroznost njegove modificirane cementne brozge.

(3) Po dodajanju celuloznega etra v cementno brozgo se površinska napetost tekoče faze zmanjša, tako da je cementna brozga enostavna za oblikovanje mehurčkov in usmerjena adsorpcija molekul celuloznega etra v mehurčku plin-tekočina vmesnik, izboljša trdnost in žilavost adsorpcija tekočega filma mehurčkov na vmesniku plin-tekočina mehurčkov, izboljša trdnost tekočega filma mehurčkov in krepi sposobnost trdega blata, da stabilizira mehurček.