Llazë çimentoje e modifikuar me eter celulozë

Efekti i strukturës së ndryshme molekulare të eterit të celulozës jo-jonike në strukturën e poreve të llumit të çimentos u studiua nga testi i densitetit të performancës dhe vëzhgimi makroskopik dhe mikroskopik i strukturës së poreve. Rezultatet tregojnë se eteri celuloz jo-jonik mund të rrisë porozitetin e llumit të çimentos. Kur viskoziteti i llumit jo-jonik të modifikuar me eter celulozë është i ngjashëm, poroziteti ieter hidroksietil celulozëSllumi i modifikuar (HEC) është më i vogël se ai i eterit hidroksipropil metil celulozë (HPMC) dhe i llumit të modifikuar me eter metil celulozë (MC). Sa më i ulët të jetë viskoziteti/pesha relative molekulare e eterit celuloz HPMC me përmbajtje të ngjashme në grup, aq më i vogël është poroziteti i llumit të modifikuar të çimentos. Eteri celuloz jo-jonik mund të zvogëlojë tensionin sipërfaqësor të fazës së lëngshme dhe ta bëjë slurën e çimentos të lehtë për të formuar flluska. Molekulat e eterit të celulozës jo-jonike absorbohen në mënyrë të drejtuar në ndërfaqen gaz-lëng të flluskave, gjë që rrit gjithashtu viskozitetin e fazës së llumit të çimentos dhe rrit aftësinë e llumit të çimentos për të stabilizuar flluskat.

Fjalët kyçe:eter celuloz jojonik; Llazë çimentoje; Struktura e poreve; Struktura molekulare; Tensioni sipërfaqësor; viskozitetit

Eteri celuloz jooninik (në tekstin e mëtejmë i referuar si eter celuloz) ka trashje dhe mbajtje të shkëlqyer të ujit dhe përdoret gjerësisht në llaçin e përzier të thatë, betonin vetë-ngjeshës dhe materiale të tjera të reja me bazë çimento. Eteret e celulozës që përdoren në materialet me bazë çimento zakonisht përfshijnë eter metil celulozë (MC), eter hidroksipropil metil celulozë (HPMC), eter hidroksietil metil celulozë (HEMC) dhe eter hidroksietil celulozë (HEC), ndër të cilët HPMC dhe HEMC janë aplikimet më të zakonshme .

Eteri celuloz mund të ndikojë ndjeshëm në strukturën e poreve të llumit të çimentos. Pourchez et al., përmes testit të densitetit të dukshëm, testit të madhësisë së poreve (metoda e injektimit të merkurit) dhe analizës së imazhit sEM, arritën në përfundimin se eteri celuloz mund të rrisë numrin e poreve me një diametër prej rreth 500 nm dhe poret me një diametër prej rreth 50-250μm në llum çimentoje. Për më tepër, për pluhurin e ngurtësuar të çimentos, shpërndarja e madhësisë së poreve të llumit të çimentos të modifikuar me peshë molekulare të ulët HEC është e ngjashme me atë të llumit të çimentos të pastër. Vëllimi total i poreve të llumit të çimentos të modifikuar HEC me peshë të lartë molekulare është më i lartë se ai i llumit të çimentos të pastër, por më i ulët se ai i llumit të çimentos të modifikuar HPMC me afërsisht të njëjtën konsistencë. Nëpërmjet vëzhgimit të SEM, Zhang et al. zbuloi se HEMC mund të rriste ndjeshëm numrin e poreve me një diametër prej rreth 0.1 mm në llaç çimentoje. Ata zbuluan gjithashtu përmes testit të injektimit të merkurit se HEMC mund të rriste ndjeshëm vëllimin total të poreve dhe diametrin mesatar të poreve të llumit të çimentos, duke rezultuar në një rritje të konsiderueshme të numrit të poreve të mëdha me një diametër prej 50nm ~ 1μm dhe poreve të mëdha me një diametër më shumë. se 1μm. Megjithatë, numri i poreve me diametër më të vogël se 50 nm u reduktua ndjeshëm. Saric-Coric et al. besohej se eteri i celulozës do ta bënte llumin e çimentos më poroz dhe do të çonte në rritjen e makroporeve. Xheni etj. testoi densitetin e performancës dhe përcaktoi se fraksioni i vëllimit të poreve të llaçit të çimentos të modifikuar HEMC ishte afërsisht 20%, ndërsa llaçi i pastër i çimentos përmban vetëm një sasi të vogël ajri. Silva etj. zbuloi se përveç dy majave në 3,9 nm dhe 40 ~ 75 nm si llum i pastër çimentoje, kishte edhe dy maja në 100 ~ 500 nm dhe më të mëdha se 100 μm përmes testit të injektimit të merkurit. Ma Baoguo etj. zbuloi se eteri i celulozës rriti numrin e poreve të imta me diametër më të vogël se 1μm dhe pore të mëdha me diametra më të mëdhenj se 2μm në llaç çimentoje përmes testit të injektimit të merkurit. Për sa i përket arsyes se eteri celuloz rrit porozitetin e llumit të çimentos, zakonisht besohet se eteri celuloz ka aktivitet sipërfaqësor, do të pasurohet në ndërfaqen e ajrit dhe ujit, duke formuar një film, në mënyrë që të stabilizojë flluskat në slurin e çimentos.

Nëpërmjet analizës së literaturës së mësipërme, mund të shihet se efekti i eterit celuloz në strukturën e poreve të materialeve me bazë çimento ka marrë një vëmendje të madhe. Megjithatë, ka shumë lloje të eterit të celulozës, i njëjti lloj eteri celuloz, pesha e tij molekulare relative, përmbajtja e grupit dhe parametrat e tjerë të strukturës molekulare janë gjithashtu shumë të ndryshme, dhe studiuesit vendas dhe të huaj në përzgjedhjen e eterit të celulozës janë të kufizuar vetëm në aplikimin e tyre përkatës. fushë, mungesa e përfaqësimit, përfundimi është i pashmangshëm "mbigjeneralizimi", kështu që shpjegimi i mekanizmit të eterit të celulozës nuk është mjaft i thellë. Në këtë punim, efekti i eterit të celulozës me strukturë të ndryshme molekulare në strukturën e poreve të slurit të çimentos është studiuar me anë të testit të densitetit të dukshëm dhe vëzhgimit makroskopik dhe mikroskopik të strukturës së poreve.

1. Test

1.1 Lëndët e para

Çimentoja ishte një çimento Portland i zakonshëm P·O 42.5, i prodhuar nga Huaxin Cement Co., LTD., në të cilin përbërja kimike u mat me spektrometrin fluoreshent me rreze X të llojit të shpërndarjes me gjatësi vale AXIOS Ad-Vanced (PANA - lytical, Holandë), dhe përbërja fazore u vlerësua me metodën Bogue.

Eteri celulozë zgjodhi katër lloje të eterit komercial të celulozës, përkatësisht eterit metil celulozë (MC), eterit hidroksipropil metil celulozë (HPMC1, HPMC2) dhe eterit hidroksietil celulozë (HEC), strukturë molekulare HPMC1 dhe HPMC2 të ngjashme, por viskoziteti është shumë më pak se HPMC2 , Kjo do të thotë, masa molekulare relative e HPMC1 është shumë më e vogël se ajo e HPMC2. Për shkak të vetive të ngjashme të eterit hidroksietil metil celulozë (HEMc) dhe HPMC, HEMC-të nuk u përzgjodhën në këtë studim. Për të shmangur ndikimin e përmbajtjes së lagështisë në rezultatet e provës, të gjithë eterët e celulozës u pjekën në 98℃ për 2 orë para përdorimit.

Viskoziteti i eterit të celulozës u testua nga viskozimetri rrotullues NDJ-1B (Shanghai Changji Company). Përqendrimi i tretësirës së provës (raporti masiv i eterit të celulozës me ujë) ishte 2.0%, temperatura ishte 20℃ dhe shkalla e rrotullimit ishte 12r/min. Tensioni sipërfaqësor i eterit të celulozës u testua me metodën e unazës. Instrumenti i testimit ishte tensionometri automatik JK99A (Shanghai Zhongchen Company). Përqendrimi i tretësirës së provës ishte 0.01% dhe temperatura ishte 20℃. Përmbajtja e grupit të eterit të celulozës sigurohet nga prodhuesi.

Sipas viskozitetit, tensionit sipërfaqësor dhe përmbajtjes së grupit të eterit të celulozës, kur përqendrimi i tretësirës është 2,0%, raporti i viskozitetit të tretësirës HEC dhe HPMC2 është 1:1,6, dhe raporti i viskozitetit të tretësirës HEC dhe MC është 1:0,4, por në këtë provë, raporti ujë-çimento është 0.35, raporti maksimal i çimentos është 0.6%, raporti i masës së eterit të celulozës ndaj ujit është rreth 1.7%, më pak se 2.0%, dhe efekti sinergjik i llumit të çimentos në viskozitet, kështu që Diferenca e viskozitetit të llumit të çimentos të modifikuar HEC, HPMC2 ose MC është i vogël.

Sipas viskozitetit, tensionit sipërfaqësor dhe përmbajtjes së grupit të eterit celuloz, tensioni sipërfaqësor i secilit eter celuloz është i ndryshëm. Eteri i celulozës ka të dy grupet hidrofile (grupet hidroksil dhe eter) dhe grupet hidrofobike (unaza e karbonit metil dhe glukozë), është një surfaktant. Eteri i celulozës është i ndryshëm, lloji dhe përmbajtja e grupeve hidrofile dhe hidrofobike janë të ndryshme, duke rezultuar në tension të ndryshëm sipërfaqësor.

1.2 Metodat e testimit

U përgatitën gjashtë lloje të llumit të çimentos, duke përfshirë pluhur çimentoje të pastër, llum çimentoje të modifikuar me katër eter celuloz (MC, HPMCl, HPMC2 dhe HEC) me raport çimentoje 0.60% dhe llum çimentoje të modifikuar HPMC2 me raport çimento 0.05%. Ref, MC - 0,60, HPMCl - 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0,60 dhe hpMC2-0,05 tregojnë se raporti ujë-çimento është të dyja 0,35.

Lluri i çimentos së pari në përputhje me GB/T 17671 1999 "metoda e provës së forcës së llaçit të çimentos (metoda ISO)" e bërë në bllok provë prizmash 40mm×40mm×160mm, në kushtet e izolimit 20℃ 28d. Pas peshimit dhe llogaritjes së dendësisë së tij të dukshme, ajo u hap me një çekiç të vogël dhe gjendja e vrimës makro të seksionit qendror të bllokut të provës u vëzhgua dhe u fotografua me një aparat fotografik dixhital. Në të njëjtën kohë, copa të vogla prej 2,5 ~ 5,0 mm u morën për vëzhgim me mikroskop optik (video mikroskop tredimensional HIROX) dhe mikroskop elektronik skanues (JSM-5610LV).

2. Rezultatet e testit

2.1 Dendësia e dukshme

Sipas densitetit të dukshëm të llumit të çimentos të modifikuar nga eterë të ndryshëm celulozë, (1) dendësia e dukshme e llumit të pastër të çimentos është më e larta, e cila është 2044 kg/m³; Dendësia e dukshme e katër llojeve të llumit të modifikuar me eter celuloze me raportin e çimentos prej 0.60% ishte 74% ~ 88% e atij të llumit të pastër të çimentos, duke treguar se eteri celuloz shkaktoi rritjen e porozitetit të llumit të çimentos. (2) Kur raporti i çimentos ndaj çimentos është 0.60%, efekti i etereve të ndryshëm të celulozës në porozitetin e llumit të çimentos është shumë i ndryshëm. Viskoziteti i llumit të çimentos të modifikuar HEC, HPMC2 dhe MC është i ngjashëm, por dendësia e dukshme e llumit të çimentos të modifikuar HEC është më e larta, gjë që tregon se poroziteti i llumit të çimentos të modifikuar HEC është më i vogël se ai i llumit të çimentos të modifikuar HPMc2 dhe Mc me viskozitet të ngjashëm. . HPMc1 dhe HPMC2 kanë përmbajtje të ngjashme grupi, por viskoziteti i HPMCl është shumë më i ulët se ai i HPMC2 dhe dendësia e dukshme e slurit të çimentos të modifikuar me HPMCl është dukshëm më i lartë se ai i slurit të çimentos të modifikuar HPMC2, gjë që tregon se kur përmbajtja e grupit është e ngjashme , sa më i ulët të jetë viskoziteti i eterit celuloz, aq më i ulët është poroziteti i llumit të modifikuar të çimentos. (3) Kur raporti çimento-çimento është shumë i vogël (0.05%), dendësia e dukshme e llumit të çimentos të modifikuar nga HPMC2 është në thelb afër asaj të slurit të pastër të çimentos, duke treguar se efekti i eterit të celulozës në porozitetin e çimentos llumi është shumë i vogël.

2.2 Pore makroskopike

Sipas fotove të seksionit të llumit të çimentos të modifikuar me eter celuloze të marra nga kamera dixhitale, llumi i pastër i çimentos është shumë i dendur, pothuajse nuk ka pore të dukshme; Të katër llojet e llumit të modifikuar me eter celuloze me raport çimento 0.60% kanë të gjitha pore më makroskopike, gjë që tregon se eteri celuloz çon në rritjen e porozitetit të llumit të çimentos. Ngjashëm me rezultatet e testit të densitetit të dukshëm, efekti i llojeve dhe përmbajtjeve të ndryshme të eterit të celulozës në porozitetin e llumit të çimentos është mjaft i ndryshëm. Viskoziteti i llumit të modifikuar HEC, HPMC2 dhe MC është i ngjashëm, por poroziteti i llumit të modifikuar HEC është më i vogël se ai i llumit të modifikuar HPMC2 dhe MC. Edhe pse HPMC1 dhe HPMC2 kanë përmbajtje të ngjashme grupi, slurri i modifikuar HPMC1 me viskozitet më të ulët ka porozitet më të vogël. Kur raporti çimento-çimento i llumit të modifikuar HPMc2 është shumë i vogël (0,05%), numri i poreve makroskopike rritet paksa se ai i slurit të pastër të çimentos, por zvogëlohet shumë se ai i llumit të modifikuar HPMC2 me 0,60% çimento në - raporti i çimentos.

2.3 Pore mikroskopike

4. Përfundim

(1) Eteri celuloz mund të rrisë porozitetin e llumit të çimentos.

(2) Efekti i eterit të celulozës në porozitetin e llumit të çimentos me parametra të ndryshëm të strukturës molekulare është i ndryshëm: kur viskoziteti i llumit të çimentos të modifikuar me eter celuloz është i ngjashëm, poroziteti i llumit të çimentos të modifikuar HEC është më i vogël se ai i HPMC dhe MC i modifikuar llum çimentoje; Sa më i ulët të jetë viskoziteti/pesha relative molekulare e eterit celuloz HPMC me përmbajtje të ngjashme grupi, aq më i ulët është poroziteti i llumit të modifikuar të çimentos.

(3) Pas shtimit të eterit të celulozës në llucën e çimentos, tensioni sipërfaqësor i fazës së lëngshme zvogëlohet, në mënyrë që sllumi i çimentos të jetë i lehtë për t'u formuar flluska dhe molekulat e eterit të celulozës me adsorbim të drejtuar në ndërfaqen gaz-lëng flluskë, përmirësojnë forcën dhe qëndrueshmërinë e adsorbimi i filmit të lëngshëm të flluskës në ndërfaqen gaz-lëng flluskë, përmirëson forcën e filmit të lëngshëm të flluskës dhe forcon aftësinë e baltës së fortë për të stabilizuar flluskën.