Etha ya selulosi iliyorekebishwa ya saruji

Athari ya muundo tofauti wa molekuli ya etha ya selulosi isiyo ya ioni kwenye muundo wa pore ya tope la saruji ilichunguzwa na mtihani wa wiani wa utendaji na uchunguzi wa muundo wa pore wa microscopic na microscopic. Matokeo yanaonyesha kuwa etha ya selulosi ya nonionic inaweza kuongeza porosity ya tope la saruji. Wakati mnato wa etha isiyo ya ionic ya selulosi iliyorekebishwa inafanana, uthabiti waetha ya selulosi ya hydroxyethyl(HEC) tope iliyorekebishwa ni ndogo kuliko ile ya hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC) na methyl cellulose etha (MC) iliyobadilishwa tope. Kadiri mnato/uzito wa molekiuli unavyopungua wa etha ya selulosi ya HPMC yenye maudhui ya kikundi sawa, ndivyo ugumu wa tope iliyorekebishwa ya saruji inavyopungua. Etha ya selulosi isiyo ya ioni inaweza kupunguza mvutano wa uso wa awamu ya kioevu na kufanya tope la saruji kuwa rahisi kuunda Bubbles. Molekuli za etha za selulosi zisizo za ionic huelekezwa kwa mwelekeo kwenye kiolesura cha gesi-kioevu cha Bubbles, ambayo pia huongeza mnato wa awamu ya tope la saruji na huongeza uwezo wa tope la saruji ili kuleta utulivu wa Bubbles.

Maneno muhimu:nonionic cellulose ether; Tope la saruji; Muundo wa pore; Muundo wa molekuli; Mvutano wa uso; mnato

Nonionic selulosi etha (hapa inajulikana kama selulosi etha) ina thickening bora na kuhifadhi maji, na hutumika sana katika chokaa kavu mchanganyiko, self-compacting vifaa na vifaa vingine mpya ya saruji. Etha za selulosi zinazotumiwa katika nyenzo zenye msingi wa saruji kwa kawaida ni pamoja na methyl cellulose etha (MC), hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose etha (HEMC) na hydroxyethyl cellulose etha (HEC), kati ya ambayo HPMC na HEMC ni matumizi ya kawaida. .

Etha ya selulosi inaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa muundo wa pore wa tope la saruji. Pourchez et al., kupitia mtihani wa wazi wa msongamano, mtihani wa saizi ya pore (njia ya sindano ya zebaki) na uchanganuzi wa picha ya seM, ilihitimisha kuwa etha ya selulosi inaweza kuongeza idadi ya vinyweleo vyenye kipenyo cha takriban 500nm na vinyweleo vyenye kipenyo cha takriban 50-250μm tope saruji. Zaidi ya hayo, kwa tope la saruji iliyoimarishwa, Usambazaji wa saizi ya pore ya uzani wa chini wa Masi ya HEC iliyorekebishwa ya saruji ni sawa na ule wa tope safi la saruji. Jumla ya pore ya uzito wa juu wa Masi ya tope la saruji iliyorekebishwa ya HEC ni kubwa zaidi kuliko ile ya tope safi ya saruji, lakini chini ya ile ya tope la saruji iliyorekebishwa ya HPMC yenye takriban uthabiti sawa. Kupitia uchunguzi wa SEM, Zhang et al. iligundua kuwa HEMC inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa idadi ya pores yenye kipenyo cha karibu 0.1mm katika chokaa cha saruji. Pia waligundua kupitia mtihani wa sindano ya zebaki kwamba HEMC inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa jumla ya ujazo wa pore na wastani wa kipenyo cha pore ya tope la saruji, na kusababisha ongezeko kubwa la idadi ya matundu makubwa yenye kipenyo cha 50nm ~ 1μm na matundu makubwa yenye kipenyo cha zaidi. zaidi ya 1m. Hata hivyo, idadi ya pores na kipenyo chini ya 50nm ilipunguzwa kwa kiasi kikubwa. Saric-Coric et al. aliamini kuwa etha ya selulosi ingefanya tope la saruji kuwa na vinyweleo zaidi na kusababisha kuongezeka kwa macropores. Jenni na wengine. ilijaribu wiani wa utendaji na kuamua kuwa sehemu ya kiasi cha pore ya chokaa cha saruji kilichobadilishwa cha HEMC kilikuwa takriban 20%, wakati chokaa safi cha saruji kilikuwa na kiasi kidogo tu cha hewa. Silva na wengine. iligundua kuwa pamoja na vilele viwili vya 3.9 nm na 40 ~ 75nm kama tope safi ya saruji, pia kulikuwa na vilele viwili vya 100 ~ 500nm na zaidi ya 100μm kupitia mtihani wa sindano ya zebaki. Ma Baoguo et al. iligundua kuwa etha ya selulosi iliongeza idadi ya pores nzuri na kipenyo chini ya 1μm na pores kubwa na kipenyo zaidi ya 2μm katika chokaa cha saruji kupitia mtihani wa sindano ya zebaki. Kwa sababu ya kwamba etha ya selulosi huongeza porosity ya tope la saruji, kwa kawaida inaaminika kuwa etha ya selulosi ina shughuli ya uso, itaboresha kiolesura cha hewa na maji, na kutengeneza filamu, ili kuleta utulivu wa Bubbles katika tope la saruji.

Kupitia uchanganuzi wa fasihi hapo juu, inaweza kuonekana kuwa athari ya ether ya selulosi kwenye muundo wa pore wa nyenzo za saruji imepokea umakini mkubwa. Walakini, kuna aina nyingi za etha ya selulosi, aina sawa ya etha ya selulosi, uzito wake wa Masi, yaliyomo kwenye kikundi na vigezo vingine vya muundo wa Masi pia ni tofauti sana, na watafiti wa ndani na nje juu ya uteuzi wa etha ya selulosi ni mdogo tu kwa matumizi yao husika. shamba, ukosefu wa uwakilishi, hitimisho ni kuepukika "overgeneralization", ili maelezo ya utaratibu wa selulosi ether sio kina cha kutosha. Katika karatasi hii, athari ya etha ya selulosi yenye muundo tofauti wa molekuli kwenye muundo wa pore ya tope la saruji ilichunguzwa na mtihani wa wiani unaoonekana na uchunguzi wa muundo wa pore wa microscopic na microscopic.

1. Mtihani

1.1 Malighafi

Saruji hiyo ilikuwa saruji ya P·O 42.5 ya kawaida ya Portland iliyotengenezwa na Huaxin Cement Co., LTD., ambapo muundo wa kemikali ulipimwa kwa AXIOS Ad-Vanced wavelength dispersion-aina ya X-ray fluorescence spectrometer (PANa - lytical, Uholanzi), na utunzi wa awamu ulikadiriwa na mbinu ya Bogue.

Etha ya selulosi ilichagua aina nne za etha ya selulosi ya kibiashara, mtawalia methyl cellulose etha (MC), hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC1, HPMC2) na hydroxyethyl cellulose etha (HEC), HPMC1 muundo wa molekuli na HPMC2 sawa, lakini mnato ni mdogo sana kuliko HPMC2. , Hiyo ni, molekuli ya jamaa ya HPMC1 ni ndogo sana kuliko ile ya HPMC2. Kwa sababu ya sifa sawa za hydroxyethyl methyl cellulose etha (HEMc) na HPMC, HEMC hazikuchaguliwa katika utafiti huu. Ili kuzuia ushawishi wa unyevu kwenye matokeo ya majaribio, etha zote za selulosi ziliokwa kwa 98℃ kwa saa 2 kabla ya matumizi.

Mnato wa etha ya selulosi ulijaribiwa na viscosimeter ya mzunguko ya NDJ-1B (Kampuni ya Shanghai Changji). Mkusanyiko wa suluhisho la majaribio (uwiano wa wingi wa etha ya selulosi kwa maji) ulikuwa 2.0%, halijoto ilikuwa 20℃, na kiwango cha mzunguko kilikuwa 12r/min. Mvutano wa uso wa etha ya selulosi ilijaribiwa na njia ya pete. Chombo cha majaribio kilikuwa JK99A kipima joto kiotomatiki (Kampuni ya Shanghai Zhongchen). Mkusanyiko wa suluhisho la mtihani ulikuwa 0.01% na halijoto ilikuwa 20℃. Maudhui ya kikundi cha etha ya selulosi hutolewa na mtengenezaji.

Kwa mujibu wa mnato, mvutano wa uso na maudhui ya kikundi cha ether ya selulosi, wakati mkusanyiko wa suluhisho ni 2.0%, uwiano wa mnato wa HEC na ufumbuzi wa HPMC2 ni 1: 1.6, na uwiano wa viscosity wa HEC na MC ufumbuzi ni 1: 0.4, lakini katika jaribio hili, uwiano wa saruji ya maji ni 0.35, uwiano wa saruji wa juu ni 0.6%, uwiano wa wingi wa etha ya selulosi kwa maji ni karibu 1.7%, chini ya 2.0%, na athari ya synergistic ya tope la saruji kwenye mnato, hivyo tofauti ya mnato wa HEC, HPMC2 au MC iliyorekebishwa tope saruji ni ndogo.

Kwa mujibu wa mnato, mvutano wa uso na maudhui ya kikundi cha ether ya selulosi, mvutano wa uso wa kila ether ya selulosi ni tofauti. Etha ya selulosi ina vikundi vyote viwili vya haidrofili (vikundi vya hidroksili na etha) na vikundi vya haidrofobi (pete ya kaboni ya methyl na glukosi), ni surfactant. Ether ya selulosi ni tofauti, aina na maudhui ya vikundi vya hydrophilic na hydrophobic ni tofauti, na kusababisha mvutano tofauti wa uso.

1.2 Mbinu za majaribio

Aina sita za tope la saruji zilitayarishwa, ikiwa ni pamoja na tope safi la saruji, etha nne za selulosi (MC, HPMCl, HPMC2 na HEC) tope la saruji lililorekebishwa kwa uwiano wa saruji 0.60% na tope la saruji iliyorekebishwa HPMC2 kwa uwiano wa saruji 0.05%. Ref, MC - 0.60, HPMCl - 0.60, Hpmc2-0.60. HEC 1-0.60 na hpMC2-0.05 zinaonyesha kuwa uwiano wa saruji ya maji ni 0.35.

Cement tope kwanza kwa mujibu wa GB/T 17671 1999 "saruji chokaa mtihani mbinu (ISO mbinu)" alifanya katika 40mm×40mm×160mm prisms mtihani block block, chini ya hali ya 20℃ muhuri kuponya 28d. Baada ya kupima na kuhesabu wiani wake unaoonekana, ilipasuka kwa nyundo ndogo, na hali ya shimo kubwa ya sehemu ya kati ya kizuizi cha mtihani ilizingatiwa na kupigwa picha na kamera ya digital. Wakati huo huo, vipande vidogo vya 2.5 ~ 5.0mm vilichukuliwa kwa uchunguzi na darubini ya macho (microscope ya video ya pande tatu ya HIROX) na darubini ya elektroni ya kuchanganua (JSM-5610LV).

2. Matokeo ya mtihani

2.1 Msongamano unaoonekana

Kulingana na msongamano unaoonekana wa tope la saruji lililorekebishwa na etha tofauti za selulosi, (1) msongamano unaoonekana wa tope safi la saruji ndio wa juu zaidi, ambao ni 2044 kg/m³; Msongamano unaoonekana wa aina nne za etha ya selulosi iliyorekebishwa na uwiano wa saruji wa 0.60% ulikuwa 74% ~ 88% ya ule wa tope safi la saruji, ikionyesha kuwa etha ya selulosi ilisababisha kuongezeka kwa unene wa tope la saruji. (2) Wakati uwiano wa saruji na saruji ni 0.60%, athari za etha tofauti za selulosi kwenye porosity ya tope la saruji ni tofauti sana. Mnato wa HEC, HPMC2 na MC tope za saruji zilizorekebishwa ni sawa, lakini msongamano unaoonekana wa tope la saruji iliyorekebishwa kwa HEC ni wa juu zaidi, ikionyesha kwamba uthabiti wa tope la saruji iliyorekebishwa HEC ni ndogo kuliko ule wa HPMc2 na Mchele wa saruji iliyorekebishwa na tope sawia. . HPMc1 na HPMC2 zina maudhui ya kikundi yanayofanana, lakini mnato wa HPMCl ni wa chini sana kuliko ule wa HPMC2, na msongamano unaoonekana wa tope la saruji iliyobadilishwa HPMCl ni kubwa zaidi kuliko ule wa tope la saruji iliyobadilishwa HPMC2, ambayo inaonyesha kuwa wakati maudhui ya kikundi yanafanana. , chini ya mnato wa etha ya selulosi, chini ya porosity ya slurry ya saruji iliyobadilishwa. (3) Wakati uwiano wa saruji kwa saruji ni mdogo sana (0.05%), msongamano unaoonekana wa tope la saruji iliyobadilishwa HPMC2 kimsingi unakaribia ule wa tope safi la saruji, kuonyesha kwamba athari ya etha ya selulosi kwenye uthabiti wa saruji. tope ni ndogo sana.

2.2 Pore ya Macroscopic

Kulingana na picha za sehemu ya etha ya selulosi iliyorekebishwa ya saruji iliyochukuliwa na kamera ya dijiti, tope safi la saruji ni mnene sana, karibu hakuna pores inayoonekana; Aina nne za etha ya selulosi iliyorekebishwa yenye uwiano wa saruji 0.60% zote zina vinyweleo vingi zaidi, kuonyesha kwamba etha ya selulosi husababisha kuongezeka kwa unene wa tope la saruji. Sawa na matokeo ya mtihani wa wiani unaoonekana, athari za aina tofauti za etha za selulosi na yaliyomo kwenye porosity ya slurry ya saruji ni tofauti kabisa. Mnato wa HEC, HPMC2 na tope iliyorekebishwa ya MC ni sawa, lakini unene wa tope iliyorekebishwa ya HEC ni ndogo kuliko ile ya HPMC2 na tope iliyorekebishwa ya MC. Ingawa HPMC1 na HPMC2 zina maudhui ya kikundi sawa, HPMC1 tope iliyorekebishwa yenye mnato wa chini ina porosity ndogo. Wakati uwiano wa saruji na saruji wa tope iliyorekebishwa ya HPMc2 ni ndogo sana (0.05%), idadi ya vinyweleo vikubwa huongezeka kidogo kuliko ile ya tope safi ya saruji, lakini hupunguzwa sana kuliko ile ya tope iliyorekebishwa ya HPMC2 yenye saruji 0.60%. uwiano wa saruji.

2.3 Pore ya hadubini

4. Hitimisho

(1) Etha ya selulosi inaweza kuongeza unene wa tope la saruji.

(2) Athari ya etha ya selulosi kwenye unene wa tope la saruji yenye vigezo tofauti vya muundo wa molekuli ni tofauti: wakati mnato wa tope la selulosi etha iliyorekebishwa ni sawa, uthabiti wa tope la saruji iliyobadilishwa HEC ni ndogo kuliko ile ya HPMC na MC iliyorekebishwa. tope saruji; Kadiri mnato/uzito wa molekiuli unavyopungua wa etha ya selulosi ya HPMC yenye maudhui ya kikundi sawa, ndivyo unavyopunguza uthabiti wa tope yake ya saruji iliyorekebishwa.

(3) Baada ya kuongeza etha selulosi kwenye tope saruji, mvutano wa uso wa awamu ya kioevu hupunguzwa, ili tope la saruji ni rahisi kuunda Bubbles i selulosi etha molekuli mwelekeo adsorption katika interface Bubble gesi-kioevu, kuboresha nguvu na ushupavu wa adsorption ya filamu ya kiowevu ya Bubble katika kiolesura cha Bubble gesi-kioevu, kuboresha uimara wa filamu ya kiowevu ya kiputo na kuimarisha uwezo wa matope magumu ili kuleta utulivu wa kiputo.