Athari ya etha ya selulosi kwenye joto la ugavi wa saruji tofauti na ore moja

madhara ya etha ya selulosi kwenye joto la ugavi wa saruji ya Portland, saruji ya sulfoaluminate, silicate ya trikalsiamu na alumini ya tricalcium katika 72h ililinganishwa na mtihani wa isothermal calorimetry. Matokeo yanaonyesha kuwa etha ya selulosi inaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa uhamishaji na kiwango cha kutolewa kwa joto cha saruji ya Portland na silicate ya trikalsiamu, na athari ya kupungua kwa uwekaji na kiwango cha kutolewa kwa joto cha silicate ya trikalsiamu ni muhimu zaidi. Madhara ya etha ya selulosi katika kupunguza kiwango cha kutolewa kwa joto cha unyunyizaji wa saruji ya sulfoaluminate ni dhaifu sana, lakini ina athari dhaifu katika kuboresha kiwango cha kutolewa kwa joto cha uwekaji wa alumini ya trikalsiamu. Etha ya selulosi itatangazwa na baadhi ya bidhaa za uhaigishaji, hivyo basi kuchelewesha ukaushaji wa bidhaa za upitishaji maji, na kisha kuathiri kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji wa saruji na ore moja.

Maneno muhimu:etha ya selulosi; Saruji; Ore moja; Joto la unyevu; adsorption

1. Utangulizi

Etha ya selulosi ni wakala muhimu wa unene na wakala wa kubakiza maji katika chokaa kavu kilichochanganywa, saruji inayojifunika yenyewe na vifaa vingine vipya vinavyotokana na saruji. Hata hivyo, etha selulosi pia kuchelewesha ugiligili wa saruji, ambayo ni mazuri ya kuboresha muda wa uendeshaji wa vifaa vya saruji-msingi, kuboresha chokaa konsekvensen na mdororo halisi wakati hasara, lakini pia inaweza kuchelewesha maendeleo ya ujenzi. Hasa, itakuwa na athari mbaya kwenye chokaa na saruji inayotumiwa katika hali ya chini ya hali ya joto. Kwa hiyo, ni muhimu sana kuelewa sheria ya etha ya selulosi kwenye kinetics ya uimarishaji wa saruji.

OU na Pourchez walichunguza kwa utaratibu athari za vigezo vya molekuli kama vile uzito wa molekuli ya etha ya selulosi, aina ya kibadala au kiwango cha uingizwaji kwenye kinetiki za ugavishaji wa saruji, na kufikia hitimisho nyingi muhimu: Uwezo wa hydroxyethyl cellulose etha (HEC) kuchelewesha uwekaji maji wa saruji kwa kawaida huwa na nguvu zaidi kuliko ile ya etha ya selulosi ya methyl (HPMC), hydroxymethyl ethyl cellulose etha (HEMC) na etha ya selulosi ya methyl (MC). Katika etha ya selulosi iliyo na methyl, chini ya maudhui ya methyl, uwezo wa kuchelewesha kuchelewesha kwa saruji; Uzito wa chini wa Masi ya etha ya selulosi, ndivyo uwezo wa kuchelewesha ugiligili wa saruji unavyoongezeka. Hitimisho hizi hutoa msingi wa kisayansi wa kuchagua etha ya selulosi kwa usahihi.

Kwa vipengele tofauti vya saruji, athari ya etha ya selulosi kwenye kinetiki ya uhamishaji wa saruji pia ni tatizo linalohusika sana katika matumizi ya uhandisi. Walakini, hakuna utafiti juu ya kipengele hiki. Katika karatasi hii, ushawishi wa etha ya selulosi kwenye kinetics ya uhamishaji wa saruji ya kawaida ya Portland, C3S(silicate tricalcium), C3A(tricalcium aluminate) na saruji ya sulfoaluminate (SAC) ilichunguzwa kupitia mtihani wa isothermal calorimetry, ili kuelewa zaidi mwingiliano. utaratibu wa ndani kati ya etha ya selulosi na bidhaa za uimarishaji wa saruji. Inatoa msingi zaidi wa kisayansi wa matumizi ya kimantiki ya etha ya selulosi katika nyenzo zenye msingi wa saruji na pia hutoa msingi wa utafiti wa mwingiliano kati ya michanganyiko mingine na bidhaa za uhamishaji wa saruji.

2. Mtihani

2.1 Malighafi

(1) saruji ya kawaida ya Portland (P·0). Imetengenezwa na Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., maelezo yake ni P · 042.5 (GB 175-2007), yanayoamuliwa na mtawanyiko wa aina ya X-ray fluorescence spectrometer (AXIOS advanced, PANalytical Co., LTD.). Kwa mujibu wa uchambuzi wa programu ya JADE 5.0, pamoja na madini ya klinka ya saruji C3S, C2s, C3A, C4AF na jasi, malighafi ya saruji pia ni pamoja na calcium carbonate.

(2) sulfoaluminate saruji (SAC). Saruji ngumu ya salfoaluminate ya haraka inayozalishwa na Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. ni R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Makundi yake makuu ni calcium sulfoaluminate na dicalcium silicate.

(3) silicate ya trikalsiamu (C3S). Bonyeza Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 na H2O saa 3:1:0.08: Uwiano wa wingi wa 10 ulichanganywa sawasawa na kushinikizwa chini ya shinikizo la mara kwa mara la 60MPa ili kutengeneza billet ya kijani kibichi. Billet ilikokotwa kwa 1400℃ kwa 1.5 ~ 2 h katika fimbo ya silicon-molybdenum ya tanuru ya joto ya juu ya umeme, na kisha kuhamishwa ndani ya tanuri ya microwave kwa ajili ya joto zaidi la microwave kwa 40min. Baada ya kuchukua billet, ilipozwa ghafla na kuvunjwa mara kwa mara na kuhesabiwa hadi maudhui ya CaO ya bure katika bidhaa iliyokamilishwa ilikuwa chini ya 1.0%.

(4) aluminiamu ya trikalsiamu (c3A). CaO na A12O3 zilichanganywa kwa usawa, zikakokotwa kwa 1450℃ kwa saa 4 kwenye tanuru ya umeme ya fimbo ya silicon-molybdenum, kusagwa kuwa poda, na kukaushwa mara kwa mara hadi maudhui ya CaO ya bure yalikuwa chini ya 1.0%, na kilele cha C12A7 na CA kupuuzwa.

(5) etha ya selulosi. Kazi ya awali ililinganisha athari za aina 16 za etha za selulosi kwenye uwekaji maji na kiwango cha kutolewa kwa joto cha saruji ya kawaida ya Portland, na iligundua kuwa aina tofauti za etha za selulosi zina tofauti kubwa katika sheria ya uwekaji na joto ya saruji, na kuchambua utaratibu wa ndani. ya tofauti hii kubwa. Kulingana na matokeo ya utafiti uliopita, aina tatu za etha za selulosi ambazo zina athari ya kuchelewesha kwa saruji ya kawaida ya Portland zilichaguliwa. Hizi ni pamoja na hydroxyethyl cellulose etha (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC), na hydroxyethyl methyl cellulose etha (HEMC). Mnato wa etha ya selulosi ulipimwa kwa viscometer ya kuzunguka yenye mkusanyiko wa majaribio ya 2%, joto la 20℃ na kasi ya mzunguko wa 12 r/min. Mnato wa etha ya selulosi ulipimwa kwa viscometer ya kuzunguka yenye mkusanyiko wa majaribio ya 2%, joto la 20℃ na kasi ya mzunguko wa 12 r/min. Kiwango cha ubadilishaji wa molar ya etha ya selulosi hutolewa na mtengenezaji.

(6) Maji. Tumia maji ya sekondari ya distilled.

2.2 Mbinu ya mtihani

Joto la unyevu. TAM Air 8-chaneli isothermal calorimeter inayozalishwa na TA Ala Company ilipitishwa. Malighafi zote ziliwekwa halijoto isiyobadilika ili kupima halijoto (kama vile (20± 0.5)℃) kabla ya jaribio. Kwanza, 3 g ya saruji na 18 mg ya poda ya selulosi ya etha iliongezwa kwenye calorimeter (uwiano wa wingi wa etha ya selulosi kwa nyenzo ya cemellative ilikuwa 0.6%). Baada ya kuchanganya kamili, maji mchanganyiko (maji ya sekondari ya distilled) yaliongezwa kulingana na uwiano maalum wa saruji ya maji na kuchochewa sawasawa. Kisha, iliwekwa haraka kwenye calorimeter kwa ajili ya kupima. Uwiano wa maji-binder ya c3A ni 1.1, na uwiano wa maji-binder wa vifaa vingine vitatu vya saruji ni 0.45.

3. Matokeo na majadiliano

3.1 Matokeo ya mtihani

Madhara ya HEC, HPMC na HEMC kwenye kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji na kasi ya jumla ya kutolewa kwa joto ya saruji ya kawaida ya Portland, C3S na C3A ndani ya saa 72, na athari za HEC kwenye kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji na kasi ya jumla ya kutolewa kwa joto la saruji ya sulfoaluminate. ndani ya saa 72, HEC ni etha ya selulosi yenye athari kali ya kuchelewesha kwenye unyunyizaji wa saruji nyingine na ore moja. Kuchanganya athari hizi mbili, inaweza kupatikana kuwa pamoja na mabadiliko ya muundo wa nyenzo za saruji, etha ya selulosi ina athari tofauti kwa kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji na kutolewa kwa joto kwa jumla. Etha ya selulosi iliyochaguliwa inaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kiwango cha unyevu na kutolewa kwa joto la saruji ya kawaida ya Portland na C, S, hasa huongeza muda wa kipindi cha introduktionsutbildning, kuchelewesha kuonekana kwa kilele cha unyevu na kutolewa kwa joto, kati ya ambayo etha ya selulosi hadi C, S hydration na ucheleweshaji wa kiwango cha kutolewa kwa joto ni dhahiri zaidi kuliko unyevu wa kawaida wa saruji ya Portland na ucheleweshaji wa kiwango cha kutolewa kwa joto; Etha ya selulosi pia inaweza kuchelewesha kiwango cha kutolewa kwa joto cha ugiligili wa saruji ya sulfoaluminate, lakini uwezo wa kuchelewesha ni dhaifu sana, na haswa kuchelewesha unyevu baada ya h 2; Kwa kiwango cha kutolewa kwa joto cha unyevu wa C3A, etha ya selulosi ina uwezo dhaifu wa kuongeza kasi.

3.2 Uchambuzi na majadiliano

Utaratibu wa etha ya selulosi kuchelewesha unyevu wa saruji. Silva na wengine. ilidhaniwa kuwa etha ya selulosi iliongeza mnato wa myeyusho wa pore na kuzuia kasi ya mwendo wa ioni, hivyo kuchelewesha ugavi wa saruji. Walakini, fasihi nyingi zimetilia shaka dhana hii, kwani majaribio yao yamegundua kuwa etha za selulosi zilizo na mnato mdogo zina uwezo mkubwa wa kuchelewesha unyunyizaji wa saruji. Kwa kweli, wakati wa harakati ya ioni au uhamiaji ni mfupi sana kwamba ni wazi haulinganishwi na wakati wa ucheleweshaji wa unyevu wa saruji. Adsorption kati ya etha ya selulosi na bidhaa za uhamishaji wa saruji inachukuliwa kuwa sababu halisi ya kucheleweshwa kwa ugiligili wa saruji na ether ya selulosi. Etha ya selulosi huingizwa kwa urahisi kwenye uso wa bidhaa za uwekaji maji kama vile hidroksidi ya kalsiamu, gel ya CSH na hidrati ya alumini ya kalsiamu, lakini si rahisi kutangazwa na awamu ya ettringite na isiyo na maji, na uwezo wa kufyonza wa selulosi etha kwenye hidroksidi ya kalsiamu ni kubwa kuliko. ile ya gel ya CSH. Kwa hivyo, kwa bidhaa za kawaida za uhamishaji wa saruji ya Portland, etha ya selulosi ina ucheleweshaji mkubwa zaidi wa hidroksidi ya kalsiamu, ucheleweshaji mkubwa wa kalsiamu, ucheleweshaji wa pili wa gel ya CSH, na ucheleweshaji dhaifu zaidi kwenye ettringite.

Tafiti za awali zimeonyesha kuwa mshikamano kati ya polisakaridi isiyo ya ioni na awamu ya madini hasa hujumuisha uunganishaji wa hidrojeni na uchangamano wa kemikali, na athari hizi mbili hutokea kati ya kundi la hidroksili la polysaccharide na hidroksidi ya chuma kwenye uso wa madini. Liu na wenzake. iliainisha zaidi utengamano kati ya polisakaridi na hidroksidi za chuma kama mwingiliano wa msingi wa asidi, na polisakaridi kama asidi na hidroksidi za chuma kama besi. Kwa polysaccharide iliyotolewa, alkalinity ya uso wa madini huamua nguvu ya mwingiliano kati ya polysaccharides na madini. Miongoni mwa vipengele vinne vya gelling vilivyojifunza katika karatasi hii, vipengele vikuu vya chuma au visivyo vya chuma ni pamoja na Ca, Al na Si. Kulingana na mpangilio wa shughuli za chuma, alkalinity ya hidroksidi zao ni Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4. Kwa kweli, suluhisho la Si(OH)4 ni tindikali na halitumii etha ya selulosi. maudhui ya Ca(OH)2 juu ya uso wa bidhaa za uimarishaji wa saruji huamua uwezo wa adsorption wa bidhaa za hydration na etha ya selulosi Kwa sababu hidroksidi ya kalsiamu, gel ya CSH (3CaO · 2SiO2 · 3H20), ettringite (3CaO·Al2O3 · 3CaSO4 · 32H2O) na kalsiamu aluminate hidrati (3CaO · Al2O3 · 6H2O) katika maudhui ya oksidi isokaboni ya CaO ni 100%, 58.33%, 49.56% na 62 .2%. aluminate > CSH gel > ettringite, ambayo inaambatana na matokeo katika fasihi.

Bidhaa za uhaishaji za c3S ni pamoja na Ca(OH) na gel ya csH, na etha ya selulosi ina athari nzuri ya kuchelewesha kwao. Kwa hiyo, etha ya selulosi ina ucheleweshaji wa wazi sana juu ya unyevu wa C3s. Kando na c3S, saruji ya kawaida ya Portland pia inajumuisha unyevu wa C2s ambao ni polepole, ambao hufanya athari ya kuchelewesha ya etha ya selulosi isiwe dhahiri katika hatua ya awali. Bidhaa za uhamishaji wa silicate ya kawaida pia ni pamoja na ettringite, na athari ya kuchelewesha ya etha ya selulosi ni duni. Kwa hivyo, uwezo wa kuchelewesha wa etha ya selulosi kwa c3 ni nguvu zaidi kuliko ile ya saruji ya kawaida ya Portland iliyozingatiwa kwenye jaribio.

C3A itayeyuka na kutoa maji kwa haraka inapokutana na maji, na bidhaa za uhaigishaji kwa kawaida ni C2AH8 na c4AH13, na joto la uhaishaji litatolewa. Wakati ufumbuzi wa C2AH8 na c4AH13 unafikia kueneza, uangazaji wa hidrati ya karatasi ya C2AH8 na C4AH13 ya hexagonal itaundwa, na kiwango cha majibu na joto la unyevu litapungua kwa wakati mmoja. Kwa sababu ya upenyezaji wa etha ya selulosi kwenye uso wa hidrati ya aluminiti ya kalsiamu (CxAHy), kuwepo kwa etha ya selulosi kunaweza kuchelewesha uwekaji fuwele wa C2AH8 na C4AH13 hidrati ya sahani ya hexagonal, na kusababisha kupungua kwa kasi ya mmenyuko na kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji kuliko hicho. ya C3A safi, ambayo inaonyesha kwamba etha ya selulosi ina uwezo dhaifu wa kuongeza kasi kwa C3A hydration. Inafaa kumbuka kuwa katika jaribio hili, ether ya selulosi ina uwezo dhaifu wa kuongeza kasi kwa unyevu wa c3A safi. Hata hivyo, katika saruji ya kawaida ya Portland, kwa sababu c3A itaitikia na jasi ili kuunda ettringite, kutokana na ushawishi wa usawa wa ca2 + katika suluhisho la slurry, ether ya selulosi itachelewesha uundaji wa ettringite, na hivyo kuchelewesha hydration ya c3A.

Kutokana na athari za HEC, HPMC na HEMC kwenye uwekaji maji na kiwango cha kutolewa kwa joto na mkusanyiko wa joto wa saruji ya kawaida ya Portland, C3S na C3A ndani ya saa 72, na athari za HEC kwenye uwekaji maji na kiwango cha kutolewa kwa joto na mkusanyiko wa joto wa sulfoaluminate. saruji ndani ya 72 h, inaweza kuonekana kuwa kati ya ethers tatu za selulosi zilizochaguliwa, Uwezo wa kuchelewa kwa hydration ya c3s na saruji ya Portland ilikuwa na nguvu zaidi katika HEC, ikifuatiwa na HEMC, na dhaifu zaidi katika HPMC. Kwa kadiri C3A inavyohusika, uwezo wa etha tatu za selulosi kuharakisha uhamishaji pia uko katika mpangilio sawa, yaani, HEC ndiyo yenye nguvu zaidi, HEMC ni ya pili, HPMC ni dhaifu na yenye nguvu zaidi. Hii ilithibitisha kwa pande zote kwamba etha ya selulosi imechelewesha uundaji wa bidhaa za uhamishaji wa vifaa vya gelling.

Bidhaa kuu za uhamishaji wa saruji ya sulfoaluminate ni ettringite na gel ya Al(OH)3. C2S katika simenti ya sulfoaluminate pia itatoa maji tofauti na kutengeneza gel ya Ca(OH)2 na cSH. Kwa sababu adsorption ya etha ya selulosi na ettringite inaweza kupuuzwa, na hydration ya sulfoaluminate ni ya haraka sana, kwa hiyo, katika hatua ya awali ya ugiligili, etha ya selulosi ina athari ndogo juu ya kiwango cha kutolewa kwa joto la hydration ya saruji ya sulfoaluminate. Lakini hadi wakati fulani wa uhaishaji, kwa sababu c2s zitatia maji tofauti ili kuzalisha Ca(OH)2 na gel ya CSH, bidhaa hizi mbili za uhaishaji zitacheleweshwa na etha ya selulosi. Kwa hiyo, ilionekana kuwa ether ya selulosi ilichelewesha ugiligili wa saruji ya sulfoaluminate baada ya 2 h.

4. Hitimisho

Katika karatasi hii, kupitia mtihani wa calorimetry isothermal, sheria ya ushawishi na utaratibu wa malezi ya etha ya selulosi kwenye joto la uhamishaji wa saruji ya kawaida ya Portland, c3s, c3A, saruji ya sulfoaluminate na vipengele vingine tofauti na ore moja katika 72 h ililinganishwa. Hitimisho kuu ni kama ifuatavyo:

(1) etha ya selulosi inaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kiwango cha kutolewa kwa joto la uhamishaji wa saruji ya kawaida ya Portland na silicate ya tricalcium, na athari ya kupunguza kiwango cha kutolewa kwa joto la trikalsiamu silicate ni muhimu zaidi; Madhara ya etha ya selulosi katika kupunguza kasi ya kutolewa kwa joto ya saruji ya sulfoaluminate ni dhaifu sana, lakini ina athari dhaifu katika kuboresha kiwango cha kutolewa kwa joto cha alumini ya trikalsiamu.

(2) etha selulosi itakuwa adsorbed na baadhi ya bidhaa taratibu taratibu, hivyo kuchelewesha crystallization ya bidhaa taratibu, na kuathiri kiwango cha joto kutolewa kwa taratibu saruji. Aina na wingi wa bidhaa za uhamishaji maji ni tofauti kwa vipengele tofauti vya madini ya saruji, kwa hivyo athari za etha ya selulosi kwenye joto lao la uhamishaji si sawa.