Cellulosaeter Viskositetsförändring på cementbaserad gips

Förtjockning är en viktig modifieringseffekt av cellulosaeter på cementbaserade material. Effekterna av cellulosaeterinnehåll, viskosimeterns rotationshastighet och temperatur på viskositetsförändringen av cellulosaetermodifierad cementbaserad gips studerades. Resultaten visar att cementens viskositetbaserad gips ökar kontinuerligt med ökningen av cellulosaeterhalten och viskositeten för cellulosaeterlösning och cementbaserad gips har en "sammansatt superpositionseffekt"; pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips är lägre än för ren cementbaserad gips, och viskositeten Ju lägre rotationshastighet instrumentet har, eller desto lägre viskositeten har cellulosaetermodifierad cementbaserad gipseller ju lägre innehåll av cellulosaeter, desto tydligare är pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips; Med den kombinerade effekten av hydratisering, viskositeten av cellulosaeter modifierad cementbaserad gips kommer att öka eller minska. Olika typer av cellulosaeter har olika förändringar i den modifierade cementens viskositetbaserad gips.

Nyckelord: cellulosaeter; cementbaserad gips; viskositet

0、Förord

Cellulosaetrar används ofta som vattenretentionsmedel och förtjockningsmedel för cementbaserade material. Enligt olika substituenter inkluderar cellulosaetrar som används i cementbaserade material i allmänhet metylcellulosa (MC), hydroxietylcellulosa (HEC), hydroxietylmetylcellulosaeter (hydroxietylmetylcellulosa, HEMC) och hydroxipropylmetylcellulosa (hydroxipropylmetylcellulosa, HPMC), bland vilka HPMC och HEMC är de vanligaste.

Förtjockning är en viktig modifieringseffekt av cellulosaeter på cementbaserade material. Cellulosaeter kan ge det våta murbruket utmärkt viskositet, avsevärt öka bindningsförmågan mellan det våta bruket och basskiktet och förbättra murbrukets anti-sagprestanda. Det kan också öka homogeniteten och anti-spridningsförmågan hos nyblandade cementbaserade material och förhindra delaminering, segregering och blödning av murbruk och betong.

Den förtjockande effekten av cellulosaeter på cementbaserade material kan utvärderas kvantitativt med den reologiska modellen av cementbaserade material. Cementbaserade material betraktas vanligtvis som Bingham-vätska, det vill säga när den applicerade skjuvspänningen r är mindre än sträckgränsen r0, förblir materialet i sin ursprungliga form och flyter inte; när skjuvspänningen r överstiger sträckgränsen r0, genomgår föremålet flödesdeformation och skjuvspänningen Spänningen r har ett linjärt samband med töjningshastigheten y, det vill säga r=r0+f·y, där f är den plastiska viskositeten. Cellulosaetrar ökar i allmänhet sträckgränsen och plastisk viskositet hos cementbaserade material, men lägre doser leder till lägre sträckgräns och plastisk viskositet, främst på grund av cellulosaetrarnas luftindragande effekt. Paturals forskning visar att cellulosaeterns molekylvikt ökar, sträckgränsen för cementbaserad gips minskar, och konsistensen ökar.

Viskositeten av cementbaserad gips är ett viktigt index för att utvärdera den förtjockande effekten av cellulosaeter på cementbaserade material. Vissa litteraturer har utforskat lagen om viskositetsförändring av cellulosaeterlösning, men det saknas fortfarande relevant forskning om effekten av cellulosaeter på viskositetsförändringen av cementbaserad gips. Samtidigt, beroende på de olika typerna av substituenter, finns det många typer av cellulosaetrar. Inverkan av olika typer och viskositeter av cellulosaetrar på förändringen av cementbaserad gips viskositet är också en mycket angelägen fråga vid användningen av cellulosaetrar. Detta arbete använder en rotationsviskosimeter för att studera viskositetsförändringarna hos cellulosaetermodifierade cementuppslamningar av olika typer och viskositeter under olika polyaskaförhållanden, rotationshastigheter och temperaturer.

1. Experimentera

1.1 Råvaror

(1) Cellulosater. Sex sorters cellulosaetrar som vanligtvis används i mitt land valdes ut, inklusive 1 sorts MC, 1 sorts HEC, 2 sorters HPMC och 2 sorters HEMC, bland vilka viskositeterna för 2 sorters HPMC och 2 sorters HEMC uppenbarligen var olik. Viskositeten för cellulosaeter testades med NDJ-1B rotationsviskosimeter (Shanghai Changji Company), koncentrationen av testlösningen var 1,0 % eller 2,0 %, temperaturen var 20°C, och rotationshastigheten var 12r/min.

(2) Cement. Vanligt Portlandcement tillverkat av Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. har en specifikation av P·O 42,5 (GB 175-2007).

1.2 Viskositetsmätningsmetod för cellulosaeterlösning

Ta ett cellulosaeterprov av specificerad kvalitet och tillsätt det i en 250mL glasbägare, tillsätt sedan 250g varmt vatten vid ca 90°C; rör om helt med en glasstav för att få cellulosaetern att bilda ett enhetligt dispersionssystem i det varma vattnet, och ställ samtidigt bägaren Cool i luften. När lösningen börjar generera viskositet och inte kommer att fällas ut igen, sluta omedelbart att röra om; när lösningen kyls i luften tills färgen är enhetlig, lägg bägaren i ett vattenbad med konstant temperatur och håll temperaturen till den angivna temperaturen. Felet är± 0,1°C; efter 2 timmar (beräknat från kontakttiden för cellulosaeter med varmt vatten), mät temperaturen i lösningens centrum med en termometer. Produktion) rotorn införd i lösningen till det specificerade djupet, efter att ha stått i 5 min, mät dess viskositet.

1.3 Viskositetsmätning av cellulosaetermodifierad cementbaserad gips

Före experimentet, håll alla råvaror vid den specificerade temperaturen, väg den specificerade massan av cellulosaeter och cement, blanda dem noggrant och tillsätt kranvatten vid den specificerade temperaturen i en 250 ml glasbägare med ett vatten-cementförhållande på 0,65; tillsätt sedan det torra pulvret i bägaren och vänta i 3 minuter. Rör om noggrant med en glasstav i 300 gånger, sätt in rotorn på en rotationsviskosimeter (typ NDJ-1B, tillverkad av Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) i lösningen till ett specificerat djup och mät dess viskositet efter att ha stått i 2 minuter. För att undvika påverkan av cementhydratiseringsvärme på cementens viskositetstestebaserad gips så mycket som möjligt, viskositeten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips måste testas när cementen är i kontakt med vatten i 5 minuter.

2. Resultat och analys

2.1 Effekt av cellulosaeterhalt

Mängden cellulosaeter avser här massförhållandet mellan cellulosaeter och cement, det vill säga polyaskaförhållandet. Från påverkan av P2, E2 och H1 tre sorters cellulosaetrar på cementens viskositetsförändringbaserad gips vid olika doser (0,1%, 0,3%, 0,6% och 0,9%), kan man se att efter tillsats av cellulosaeter, viskositeten av cementbaserad gips Viskositeten ökar; när mängden cellulosaeter ökar, blir cementens viskositetbaserad gips ökar kontinuerligt, och intervallet för ökningen av cementens viskositetbaserad gips blir också större.

När vatten-cementförhållandet är 0,65 och cellulosaeterhalten är 0,6%, med tanke på vattnet som förbrukas av den initiala hydratiseringen av cement, är koncentrationen av cellulosaeter i förhållande till vatten ca 1%. När koncentrationen är 1% är P2, E2 och H1 vattenlösningarna Viskositeterna 4990mPa·S, 5070 mPa·S och 5250mPa·s respektive; när vatten-cementförhållandet är 0,65, viskositeten för ren cementbaserad gips är 836 mPa·S. Viskositeterna för P2, E2 och H1 tre cellulosaetermodifierade cementuppslamningar är dock 13800mPa·S, 12900mPa·S och 12700mPa·s respektive. Viskositeten hos cellulosaeter modifierad cementbaserad gips är inte viskositeten för cellulosaeterlösning och Den enkla tillsatsen av viskositeten för ren cementbaserad gips är betydligt större än summan av de två viskositeterna, dvs. cellulosaeterlösningens viskositet och cementens viskositetbaserad gips har en "sammansatt superpositionseffekt". Viskositeten hos cellulosaeterlösning kommer från den starka hydrofiliciteten hos hydroxylgrupper och eterbindningar i cellulosaetermolekyler och den tredimensionella nätverksstrukturen som bildas av cellulosaetermolekyler i lösningen; viskositeten hos ren cementbaserad gips kommer från nätverket som bildas mellan cement hydratiseringsprodukter struktur. Eftersom polymer- och cementhydratiseringsprodukterna ofta bildar en interpenetrerande nätverksstruktur, i cellulosaetermodifierad cementbaserad gips, den tredimensionella nätverksstrukturen för cellulosaeter och nätverksstrukturen för cementhydratiseringsprodukter är sammanflätade, och cellulosaetermolekylerna Adsorption med cementhydratiseringsprodukter ger tillsammans en "sammansatt superpositionseffekt", vilket avsevärt ökar cementens totala viskositetbaserad gips; eftersom en cellulosaetermolekyl kan sammanvävas med flera cellulosaetermolekyler och cementhydratiseringsprodukter, ökar därför tätheten i nätverksstrukturen mer än ökningen av cellulosaetermolekyler och cementens viskositet med ökningen av cellulosaeterinnehållet.baserad gips ökar kontinuerligt; dessutom behöver den snabba hydratiseringen av cement för att reagera en del av vattnet. , vilket motsvarar att öka koncentrationen av cellulosaeter, vilket också är en anledning till den betydande ökningen av cementens viskositetbaserad gips.

Sedan cellulosaeter och cementbaserad gips har en "sammansatt superpositionseffekt" i viskositet, under samma cellulosaeterhalt och vatten-cementförhållande, viskositeten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips med uppenbar skillnad när koncentrationen är 2 %. Viskositetsskillnaden är inte stor, till exempel är viskositeterna för P2 och E2 48000mPa·s och 36700mPa·s i vattenlösningen med en koncentration av 2 %. S, skillnaden är inte uppenbar; viskositeterna för E1 och E2 i 2% vattenlösning är 12300mPa·S och 36700mPa·s, skillnaden är mycket stor, men viskositeterna för deras modifierade cementpasta är 9800mPa·S respektive 12900mPa·S, skillnaden har minskat kraftigt, så när man väljer cellulosaeter inom tekniken är det inte nödvändigt att eftersträva alltför hög cellulosaeterviskositet. Vidare, i praktiska tekniska tillämpningar, är koncentrationen av cellulosaeter i förhållande till vatten vanligtvis relativt låg. Till exempel, i vanligt putsbruk är vatten-cementförhållandet vanligtvis cirka 0,65 och innehållet av cellulosaeter är 0,2 % till 0,6 %. Koncentrationen av vatten är mellan 0,3 % och 1 %.

Det kan också ses av testresultaten att olika typer av cellulosaetrar har olika effekter på cementens viskositetbaserad gips. När koncentrationen är 1% är viskositeterna för P2, E2 och H1 tre typer av cellulosaetervattenlösningar 4990mPa·s, 5070 mPa·S och 5250mPa·S är viskositeten för H1-lösningen högst, men viskositeten för P2, E2 och H1 tre sorters cellulosaeter. Viskositeterna för de etermodifierade cementuppslamningarna var 13800mPa·S, 12900mPa·S och 12700mPa·S respektive viskositeten för de Hl-modifierade cementuppslamningarna var lägst. Detta beror på att cellulosaetrar vanligtvis har effekten att fördröja cementhydratiseringen. Bland de tre typerna av cellulosaetrar, HEC, HPMC och HEMC, har HEC den starkaste förmågan att fördröja cementhydratisering. Därför, i H1 modifierad cementbaserad gips, på grund av den långsammare cementhydreringen, utvecklas nätverksstrukturen för cementhydratiseringsprodukter långsammare, och viskositeten är den lägsta.

2.2 Effekt av rotationshastighet

Från påverkan av viskosimeterns rotationshastighet på viskositeten hos ren cementbaserad gips och cellulosaetermodifierad cementbaserad gips, kan det ses att när rotationshastigheten ökar, viskositeten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips och ren cementbaserad gips minskar i olika grad , det vill säga att de alla har egenskapen att skjuvförtunnas och tillhör pseudoplastisk vätska. Ju mindre rotationshastighet, desto större minskning av viskositeten för all cementbaserad gips med rotationshastigheten, det vill säga desto tydligare är cementens pseudoplasticitetbaserad gips. Med ökningen av rotationshastigheten minskar cementens viskositetskurvabaserad gips blir gradvis plattare, och pseudoplasticiteten försvagas. Jämfört med ren cementbaserad gips, pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips är svagare, det vill säga inkorporering av cellulosaeter minskar cementens pseudoplasticitetbaserad gips.

Från påverkan av rotationshastighet på cementens viskositetbaserad gips under olika cellulosaetertyper och viskositeter kan det vara känt att cementbaserad gips modifierad med olika cellulosaetrar har olika pseudoplastisk hållfasthet, och ju lägre viskositet cellulosaeter har, desto högre viskositet för den modifierade cementenbaserad gips. Desto tydligare är cementens pseudoplasticitetbaserad gips är; pseudoplasticiteten hos det modifierade cementetbaserad gips har ingen uppenbar skillnad med olika typer av cellulosaetrar med liknande viskositeter. Från P2, E2 och H1 tre sorters cellulosaetermodifierad cementbaserad gips i olika doser (0,1%, 0,3%, 0,6% och 0,9%) kan rotationshastighetens inverkan på viskositeten vara känd, P2, E2 och H1 tre sorters fibrer. Cementuppslamningarna modifierade med vanlig eter har samma testresultat : när mängden cellulosaeter är olika, är deras pseudoplasticitet annorlunda. Ju mindre mängd cellulosaeter, desto starkare är den modifierade cementens pseudoplasticitetbaserad gips.

Efter att cementen är i kontakt med vatten hydratiseras cementpartiklarna på ytan snabbt, och hydratiseringsprodukterna (särskilt CSH-gel) bildar en agglomerationsstruktur. När det finns en riktad skjuvkraft i lösningen kommer agglomerationsstrukturen att öppnas, så att längs skjuvkraftens riktning minskas det riktade flödesmotståndet, vilket uppvisar egenskapen av skjuvförtunning. Cellulosater är en sorts makromolekyl med en asymmetrisk struktur. När lösningen är stilla kan cellulosaetermolekylerna ha olika orienteringar. När det finns en riktad skjuvkraft i lösningen kommer den långa kedjan av molekylen att vända och följa med. Skjuvkraftens riktning reduceras, vilket resulterar i en minskning av flödesmotståndet, och uppvisar också egenskapen att skjuvförtunning. Jämfört med cementhydratiseringsprodukter är cellulosaetermolekyler mer flexibla och har en viss buffertkapacitet för skjuvkraft. Därför jämfört med ren cementbaserad gips, pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips är svagare, och när viskositeten eller innehållet av cellulosaeter ökar, är cellulosaetermolekylernas buffrande effekt på skjuvkraften mer uppenbar. Plasticiteten blir svag.

2.3 Temperaturens inverkan

Från effekten av temperaturförändringar (20°C, 27°C och 35°C) på viskositeten av cellulosaetermodifierad cementbaserad gips, kan man se att när halten cellulosaeter är 0,6 %, när temperaturen ökar, blir den rena cementenbaserad gips och M1 Viskositeten för den modifierade cementenbaserad gips ökade, och viskositeten hos annan cellulosaetermodifierad cementbaserad gips minskade, men minskningen var inte stor, och viskositeten hos den H1-modifierade cementenbaserad gips minskat mest. Så långt som den E2 modifierade cementenbaserad gips berörs, när polyaskaförhållandet är 0,6 %, cementens viskositetbaserad gips minskar med ökningen av temperaturen, och när polyaskaförhållandet är 0,3 %, cementens viskositetbaserad gips ökar med stigande temperatur.

Generellt sett, på grund av minskningen av den intermolekylära interaktionskraften, kommer vätskans viskositet att minska med temperaturökningen, vilket är fallet för cellulosaeterlösning. Men när temperaturen stiger och kontakttiden mellan cement och vatten ökar, kommer cementhydratiseringshastigheten att accelereras avsevärt, och hydratiseringsgraden kommer att öka, så viskositeten hos ren cementbaserad gips kommer att öka istället.

I cellulosaetermodifierad cementbaserad gips, cellulosaeter kommer att adsorberas till ytan av cementhydratiseringsprodukter, vilket hämmar cementhydratisering, men olika typer och mängder av cellulosaetrar har olika förmåga att hämma cementhydrering, MC (som M1 ) har en svag förmåga att hämma cementhydrering, och när temperaturen ökar, cementens hydratiseringshastighetbaserad gips är fortfarande snabbare, så när temperaturen ökar, ökar viskositeten i allmänhet; HEC, HPMC och HEMC kan avsevärt hämma cementhydratisering, när temperaturen ökar, cementens hydratiseringshastighetbaserad gips är långsammare, så när temperaturen ökar, HEC, HPMC och HEMC modifierad cement Viskositeten avbaserad gips (0,6 % polyaskaförhållande) reduceras i allmänhet, och eftersom förmågan hos HEC att fördröja cementhydratisering är större än den för HPMC och HEMC, ändras cellulosaeterns förändring i temperaturförändringar (20°C, 27°C och 35°C) Viskositeten för H1-modifierad cementbaserad gips minskade mest med ökningen av temperaturen. Emellertid existerar cementhydrering fortfarande när temperaturen är högre, så graden av reduktion av cellulosaetermodifierad cementbaserad gips med ökningen av temperaturen är inte uppenbart. Så långt som den E2 modifierade cementenbaserad gips är bekymrad, när dosen är hög (askaförhållandet är 0,6%), är effekten av att hämma cementhydratisering uppenbar och viskositeten minskar med ökningen av temperaturen; när dosen är låg (askaförhållandet är 0,3%) är effekten av att hämma cementhydratisering inte uppenbar, och viskositeten ökar med temperaturökningen.

3. Slutsats

(1) Med den kontinuerliga ökningen av cellulosaeterhalten ökar cementens viskositet och viskositetbaserad gips fortsätta att öka. Den molekylära nätverksstrukturen för cellulosaeter och nätverksstrukturen för cementhydratiseringsprodukter är sammanflätade, och den initiala hydratiseringen av cement ökar indirekt koncentrationen av cellulosaeter, så att viskositeten hos cellulosaeterlösning och cementbaserad gips har en "sammansatt superpositionseffekt", det vill säga cellulosaeter. Viskositeten hos den modifierade cementenbaserad gips är mycket större än summan av deras respektive viskositeter. Jämfört med HPMC och HEMC modifierade cementuppslamningar har HEC modifierade cementuppslamningar lägre viskositetstestvärden på grund av långsammare hydratiseringsutveckling.

(2) Båda cellulosaetermodifierad cementbaserad gips och ren cementbaserad gips har egenskapen att skjuvförtunning eller pseudoplasticitet; pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips är lägre än för ren cementbaserad gips; ju lägre rotationshastighet, eller cellulosa Ju lägre viskositet för etermodifierad cementbaserad gipseller ju lägre halt av cellulosaeter, desto tydligare är pseudoplasticiteten hos cellulosaetermodifierad cementbaserad gips.

(3) När temperaturen fortsätter att stiga ökar hastigheten och graden av cementhydratisering, så att viskositeten för ren cementbaserad gips ökar gradvis. På grund av olika typer och mängder av cellulosaetrar har olika förmåga att hämma cementhydratisering, varierar viskositeten hos den modifierade cementpastan med temperaturen.