Athari za etha za selulosi kwenye mageuzi ya vipengele vya maji na bidhaa za hydration za kuweka saruji ya sulphoaluminate.

Vipengele vya maji na mabadiliko ya miundo midogo katika tope la selulosi etha iliyorekebishwa ya salphoaluminate saruji (CSA) vilichunguzwa na resonance ya sumaku ya nyuklia ya eneo la chini na kichanganuzi cha joto. Matokeo yalionyesha kuwa baada ya kuongezwa kwa etha ya selulosi, ilitangaza maji kati ya miundo ya flocculation, ambayo ilikuwa na sifa ya kilele cha tatu cha utulivu katika wigo wa muda wa kupumzika (T2), na kiasi cha maji ya adsorbed kilihusishwa vyema na kipimo. Kwa kuongeza, etha ya selulosi iliwezesha kwa kiasi kikubwa kubadilishana maji kati ya mambo ya ndani na miundo ya inter-floc ya flocs za CSA. Ingawa nyongeza ya etha ya selulosi haina athari kwa aina za bidhaa za uhamishaji wa saruji ya sulphoaluminate, itaathiri kiwango cha bidhaa za uhamishaji wa umri fulani.

Maneno muhimu:etha ya selulosi; saruji ya sulfoaluminate; maji; bidhaa za unyevu

0,Dibaji

Etha ya selulosi, ambayo huchakatwa kutoka kwa selulosi asilia kupitia msururu wa michakato, ni mchanganyiko wa kemikali wa kijani kibichi unaoweza kurejeshwa. Etha za kawaida za selulosi kama vile methylcellulose (MC), ethylcellulose (HEC), na hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) hutumiwa sana katika dawa, ujenzi na viwanda vingine. Kwa kuchukua HEMC kama mfano, inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uhifadhi wa maji na uthabiti wa saruji ya Portland, lakini kuchelewesha uwekaji wa saruji. Katika ngazi ya microscopic, HEMC pia ina athari kubwa juu ya muundo wa microstructure na pore ya kuweka saruji. Kwa mfano, bidhaa ya hydration ettringite (AFt) ina uwezekano mkubwa wa kuwa na umbo la fimbo fupi, na uwiano wake wa kipengele ni wa chini; wakati huo huo, idadi kubwa ya pores iliyofungwa huletwa kwenye kuweka saruji, kupunguza idadi ya pores ya kuwasiliana.

Masomo mengi yaliyopo juu ya ushawishi wa etha za selulosi kwenye nyenzo zenye msingi wa saruji huzingatia saruji ya Portland. Saruji ya Sulphoaluminate (CSA) ni saruji ya kaboni ya chini iliyotengenezwa kwa kujitegemea katika nchi yangu katika karne ya 20, na sulphoaluminate ya kalsiamu isiyo na maji kama madini kuu. Kwa sababu kiasi kikubwa cha AFt kinaweza kuzalishwa baada ya uingizwaji wa maji, CSA ina faida za nguvu za mapema, kutoweza kupenyeza, na upinzani wa kutu, na hutumiwa sana katika nyanja za uchapishaji wa saruji wa 3D, ujenzi wa uhandisi wa baharini, na ukarabati wa haraka katika mazingira ya joto la chini. . Katika miaka ya hivi karibuni, Li Jian et al. kuchambua ushawishi wa HEMC kwenye chokaa cha CSA kutoka kwa mitazamo ya nguvu ya kukandamiza na wiani wa mvua; Wu Kai et al. alisoma athari za HEMC juu ya mchakato wa mapema wa uhamishaji wa saruji ya CSA, lakini maji katika saruji ya CSA iliyobadilishwa Sheria ya mageuzi ya vipengele na utungaji wa slurry haijulikani. Kulingana na hili, kazi hii inalenga katika usambazaji wa muda wa utulivu wa transverse (T2) katika tope la saruji la CSA kabla na baada ya kuongeza HEMC kwa kutumia chombo cha chini cha utangazaji wa sumaku ya nyuklia, na kuchambua zaidi sheria ya uhamiaji na mabadiliko ya maji katika uchafu. Mabadiliko ya muundo wa kuweka saruji ilisomwa.

1. Jaribio

1.1 Malighafi

Saruji mbili za sulphoaluminate zinazopatikana kibiashara zilitumika, zilizobainishwa kama CSA1 na CSA2, na hasara ya kuwaka (LOI) ya chini ya 0.5% (sehemu ya wingi).

Selulosi tatu tofauti za hidroxyethyl hutumika, ambazo zinaashiriwa kama MC1, MC2 na MC3 mtawalia. MC3 hupatikana kwa kuchanganya 5% (sehemu ya wingi) Polyacrylamide (PAM) katika MC2.

1.2 Uwiano wa kuchanganya

Aina tatu za etha za selulosi zilichanganywa kwenye saruji ya sulphoaluminate kwa mtiririko huo, kipimo kilikuwa 0.1%, 0.2% na 0.3% (sehemu ya molekuli, sawa hapa chini). Uwiano uliowekwa wa saruji ya maji ni 0.6, na uwiano wa saruji ya maji ya uwiano wa saruji ya maji ina uwezo mzuri wa kufanya kazi na hakuna damu kupitia mtihani wa matumizi ya maji ya msimamo wa kawaida.

1.3 Mbinu

Vifaa vya uwanja wa chini vya NMR vilivyotumika katika jaribio ni PQ⁃Kichanganuzi cha 001 NMR kutoka Shanghai Numei Analytical Instrument Co., Ltd. Nguvu ya uga wa sumaku ya sumaku ya kudumu ni 0.49T, masafa ya resonance ya protoni ni 21MHz, na halijoto ya sumaku huwekwa sawa katika 32.0°C. Wakati wa jaribio, chupa ndogo ya kioo iliyo na sampuli ya silinda iliwekwa kwenye koili ya uchunguzi wa chombo, na mlolongo wa CPMG ulitumiwa kukusanya ishara ya kupumzika ya kuweka saruji. Baada ya ubadilishaji na programu ya uchanganuzi wa uunganisho, curve inversion ya T2 ilipatikana kwa kutumia algorithm ya Sirt. Maji yenye viwango tofauti vya uhuru kwenye tope yataonyeshwa na vilele tofauti vya kupumzika katika wigo wa kupumzika, na eneo la kilele cha kupumzika linahusiana vyema na kiasi cha maji, kulingana na ambayo aina na maudhui ya maji kwenye tope. inaweza kuchambuliwa. Ili kuzalisha resonance ya sumaku ya nyuklia, ni muhimu kuhakikisha kwamba mzunguko wa kituo cha O1 (kitengo: kHz) cha mzunguko wa redio ni sawa na mzunguko wa sumaku, na O1 hupimwa kila siku wakati wa mtihani.

Sampuli zilichanganuliwa na TG?DSC kwa kutumia STA 449C mchanganyiko wa uchanganuzi wa joto kutoka NETZSCH, Ujerumani. N2 ilitumika kama anga ya kinga, kiwango cha joto kilikuwa 10°C/min, na kiwango cha joto cha skanning kilikuwa 30-800°C.

2. Matokeo na majadiliano

2.1 Mageuzi ya vipengele vya maji

2.1.1 Etha ya selulosi iliyofutwa

Vilele viwili vya kupumzika (vinavyofafanuliwa kama vilele vya kwanza na vya pili vya kupumzika) vinaweza kuzingatiwa kwa uwazi katika muda wa kupumzika unaovuka (T2) wa tope mbili za saruji za sulphoaluminate. Kilele cha kwanza cha kupumzika kinatoka ndani ya muundo wa flocculation, ambayo ina kiwango cha chini cha uhuru na muda mfupi wa kupumzika kwa mpito; kilele cha pili cha kupumzika kinatoka kati ya miundo ya flocculation, ambayo ina kiwango kikubwa cha uhuru na muda mrefu wa kupumzika kwa transverse. Kinyume chake, T2 inayolingana na kilele cha kwanza cha kupumzika cha saruji mbili kinaweza kulinganishwa, wakati kilele cha pili cha kupumzika cha CSA1 kinaonekana baadaye. Tofauti na klinka ya saruji ya sulphoaluminate na saruji ya kujitengenezea, vilele viwili vya kulegea vya CSA1 na CSA2 vinapishana kwa kiasi kutoka hali ya awali. Pamoja na maendeleo ya unyevu, kilele cha kwanza cha kupumzika polepole huelekea kuwa huru, eneo hilo hupungua polepole, na hupotea kabisa kwa kama dakika 90. Hii inaonyesha kwamba kuna kiwango fulani cha kubadilishana maji kati ya muundo wa flocculation na muundo wa flocculation wa pastes mbili za saruji.

Mabadiliko ya eneo la kilele cha kilele cha pili cha kupumzika na mabadiliko ya thamani ya T2 inayolingana na kilele cha kilele kwa mtiririko huo ni sifa ya mabadiliko ya maji ya bure na yaliyomo kwenye mwili na mabadiliko ya kiwango cha uhuru wa maji kwenye tope. . Mchanganyiko wa hizi mbili unaweza kutafakari kwa kina zaidi mchakato wa utiririshaji wa tope. Pamoja na maendeleo ya unyevu, eneo la kilele hupungua polepole, na mabadiliko ya thamani ya T2 kwenda kushoto huongezeka polepole, na kuna uhusiano fulani unaofanana kati yao.

2.1.2 Etha ya selulosi iliyoongezwa

Kwa kuchukua CSA2 iliyochanganywa na 0.3% MC2 kama mfano, wigo wa kupumzika wa T2 wa saruji ya sulphoaluminate baada ya kuongeza etha ya selulosi inaweza kuonekana. Baada ya kuongeza etha ya selulosi, kilele cha tatu cha utulivu kinachowakilisha uingizwaji wa maji kwa etha ya selulosi kilionekana katika nafasi ambapo muda wa kupumzika kwa usawa ulikuwa zaidi ya 100ms, na eneo la kilele liliongezeka polepole kwa ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi.

Kiasi cha maji kati ya miundo ya flocculation huathiriwa na uhamiaji wa maji ndani ya muundo wa flocculation na adsorption ya maji ya ether ya selulosi. Kwa hiyo, kiasi cha maji kati ya miundo ya flocculation inahusiana na muundo wa ndani wa pore wa slurry na uwezo wa adsorption ya maji ya ether ya selulosi. Eneo la kilele cha pili cha kupumzika hutofautiana na Maudhui ya etha ya selulosi hutofautiana na aina tofauti za saruji. Eneo la kilele cha pili cha kupumzika cha tope la CSA1 lilipungua mfululizo kwa ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi, na lilikuwa dogo zaidi katika maudhui ya 0.3%. Kinyume chake, kilele cha pili cha kilele cha tope la CSA2 huongezeka kila mara kwa ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi.

Orodhesha mabadiliko ya eneo la kilele cha tatu cha utulivu na ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi. Kwa kuwa eneo la kilele linaathiriwa na ubora wa sampuli, ni vigumu kuhakikisha kwamba ubora wa sampuli iliyoongezwa ni sawa wakati wa kupakia sampuli. Kwa hivyo, uwiano wa eneo hutumiwa kuashiria kiwango cha ishara cha kilele cha tatu cha kupumzika katika sampuli tofauti. Kutoka kwa mabadiliko ya eneo la kilele cha tatu cha kupumzika na ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi, inaweza kuonekana kuwa pamoja na ongezeko la maudhui ya etha ya selulosi, eneo la kilele cha tatu cha kupumzika kimsingi kilionyesha mwelekeo unaoongezeka (katika CSA1, wakati maudhui ya MC1 yalikuwa 0.3%, ilikuwa zaidi Eneo la kilele cha tatu cha kupumzika hupungua kidogo kwa 0.2%), kuonyesha kwamba kwa ongezeko la maudhui ya ether ya selulosi, maji ya adsorbed pia huongezeka hatua kwa hatua. Miongoni mwa tope za CSA1, MC1 ilikuwa na ufyonzaji bora wa maji kuliko MC2 na MC3; wakati kati ya tope za CSA2, MC2 ilikuwa na ufyonzaji bora wa maji.

Inaweza kuonekana kutokana na mabadiliko ya eneo la kilele cha tatu cha utulivu kwa kila kitengo cha slurry ya CSA2 na wakati katika maudhui ya etha ya selulosi 0.3% kwamba eneo la kilele cha tatu cha kupumzika kwa kila kitengo hupungua kwa kuendelea na uingizwaji, ikionyesha. kwamba Kwa kuwa kiwango cha ugavi wa maji cha CSA2 ni cha kasi zaidi kuliko kile cha klinka na saruji inayojitengenezea, etha ya selulosi haina muda wa utangazaji zaidi wa maji, na hutoa maji ya adsorbed kutokana na ongezeko la haraka la mkusanyiko wa awamu ya kioevu kwenye tope. Kwa kuongeza, adsorption ya maji ya MC2 ina nguvu zaidi kuliko ile ya MC1 na MC3, ambayo ni sawa na hitimisho la awali. Inaweza kuonekana kutokana na mabadiliko ya eneo la kilele kwa kila kizio cha kilele cha tatu cha utulivu cha CSA1 na wakati wa vipimo tofauti vya 0.3% vya etha za selulosi kwamba kanuni ya mabadiliko ya kilele cha tatu cha kupumzika cha CSA1 ni tofauti na ile ya CSA2, na. eneo la CSA1 huongezeka kwa muda mfupi katika hatua ya awali ya ugiligili. Baada ya kuongezeka kwa kasi, ilipungua kutoweka, ambayo inaweza kuwa kutokana na muda mrefu wa kuganda kwa CSA1. Kwa kuongezea, CSA2 ina jasi nyingi zaidi, unyevu ni rahisi kuunda zaidi AFt (3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O), hutumia maji mengi ya bure, na kiwango cha matumizi ya maji kinazidi kiwango cha uingizwaji wa maji na ether ya selulosi, ambayo inaweza kusababisha The eneo la kilele cha tatu cha kupumzika cha tope la CSA2 liliendelea kupungua.

Baada ya kuingizwa kwa etha ya selulosi, kilele cha kwanza na cha pili cha kupumzika pia kilibadilika kwa kiasi fulani. Inaweza kuonekana kutoka kwa upana wa kilele cha kilele cha pili cha kupumzika cha aina mbili za tope la saruji na tope safi baada ya kuongeza etha ya selulosi kwamba upana wa kilele cha kilele cha pili cha utulivu wa tope safi ni tofauti baada ya kuongeza etha ya selulosi. kuongezeka, sura ya kilele huwa na kuenea. Hii inaonyesha kwamba kuingizwa kwa etha ya selulosi huzuia mkusanyiko wa chembe za saruji kwa kiasi fulani, hufanya muundo wa flocculation kuwa huru, hupunguza kiwango cha kufungwa kwa maji, na huongeza kiwango cha uhuru wa maji kati ya miundo ya flocculation. Walakini, kwa kuongezeka kwa kipimo, ongezeko la upana wa kilele sio dhahiri, na upana wa kilele cha sampuli zingine hupungua. Inaweza kuwa kwamba ongezeko la kipimo huongeza mnato wa awamu ya kioevu ya slurry, na wakati huo huo, adsorption ya etha ya selulosi kwa chembe za saruji inaimarishwa ili kusababisha flocculation. Kiwango cha uhuru wa unyevu kati ya miundo hupunguzwa.

Azimio linaweza kutumika kuelezea kiwango cha utengano kati ya kilele cha kwanza na cha pili cha kupumzika. Kiwango cha utengano kinaweza kuhesabiwa kulingana na kiwango cha azimio = (Kipengele cha Afirst-Asaddle)/kipengele cha Afirst, ambapo sehemu ya Afirst na Asaddle inawakilisha upeo wa juu wa kilele cha kwanza cha kupumzika na amplitude ya hatua ya chini kabisa kati ya vilele viwili, kwa mtiririko huo. Kiwango cha utengano kinaweza kutumika kuashiria kiwango cha kubadilishana maji kati ya muundo wa flocculation ya tope na muundo wa flocculation, na thamani kwa ujumla ni 0-1. Thamani ya juu ya Kutenganisha inaonyesha kuwa sehemu mbili za maji ni ngumu zaidi kubadilishana, na thamani sawa na 1 inaonyesha kwamba sehemu mbili za maji haziwezi kubadilishana kabisa.

Inaweza kuonekana kutokana na matokeo ya hesabu ya shahada ya kujitenga kwamba shahada ya kujitenga ya saruji mbili bila kuongeza etha ya selulosi ni sawa, wote ni kuhusu 0.64, na shahada ya kujitenga imepunguzwa kwa kiasi kikubwa baada ya kuongeza ether ya selulosi. Kwa upande mmoja, azimio hupungua zaidi na ongezeko la kipimo, na azimio la vilele viwili hata hupungua hadi 0 katika CSA2 iliyochanganywa na 0.3% MC3, ikionyesha kwamba ether ya selulosi inakuza kwa kiasi kikubwa kubadilishana maji ndani na kati ya miundo ya flocculation. Kwa kuzingatia ukweli kwamba kuingizwa kwa etha ya selulosi kimsingi hakuna athari kwa nafasi na eneo la kilele cha kwanza cha kupumzika, inaweza kudhaniwa kuwa kupungua kwa azimio ni kwa sababu ya kuongezeka kwa upana wa kilele cha pili cha kupumzika, na muundo wa flocculation huru hufanya kubadilishana maji kati ya ndani na nje iwe rahisi. Kwa kuongeza, kuingiliana kwa etha ya selulosi katika muundo wa slurry inaboresha zaidi kiwango cha kubadilishana maji kati ya ndani na nje ya muundo wa flocculation. Kwa upande mwingine, athari ya kupunguza azimio ya etha ya selulosi kwenye CSA2 ina nguvu zaidi kuliko ile ya CSA1, ambayo inaweza kuwa kwa sababu ya eneo ndogo maalum la uso na saizi kubwa ya chembe ya CSA2, ambayo ni nyeti zaidi kwa athari ya utawanyiko wa etha ya selulosi baada ya. kuingizwa.

2.2 Mabadiliko katika utungaji wa tope

Kutoka kwa taswira ya TG-DTG ya CSA1 na CSA2 slurries iliyotiwa maji kwa dakika 90, dakika 150 na siku 1, inaweza kuonekana kuwa aina za bidhaa za uhamishaji hazibadilika kabla na baada ya kuongeza ether ya selulosi, na AFt, AFm na AH3 zote zilikuwa. kuundwa. Maandishi yanaonyesha kuwa safu ya mtengano ya AFt ni 50-120°C; safu ya mtengano ya AFm ni 160-220°C; safu ya mtengano ya AH3 ni 220-300°C. Pamoja na maendeleo ya uhamishaji maji, upotezaji wa uzito wa sampuli uliongezeka polepole, na kilele cha tabia cha DTG cha AFt, AFm na AH3 polepole kilionekana wazi, ikionyesha kuwa uundaji wa bidhaa tatu za unyevu uliongezeka polepole.

Kutoka kwa sehemu kubwa ya kila bidhaa ya uhamishaji maji katika sampuli katika umri tofauti wa ujazo, inaweza kuonekana kuwa kizazi cha AFt cha sampuli tupu katika umri wa 1d kinazidi sampuli iliyochanganywa na etha ya selulosi, ikionyesha kuwa etha ya selulosi ina ushawishi mkubwa unyevu wa tope baada ya kuganda. Kuna athari fulani ya kuchelewa. Katika dakika 90, uzalishaji wa AFm wa sampuli tatu ulibaki vile vile; kwa dakika 90-150, uzalishaji wa AFm katika sampuli tupu ulikuwa wa polepole sana kuliko ule wa vikundi vingine viwili vya sampuli; baada ya siku 1, maudhui ya AFm katika sampuli tupu yalikuwa sawa na yale ya sampuli iliyochanganywa na MC1, na maudhui ya AFm ya sampuli ya MC2 yalikuwa chini sana katika sampuli nyingine. Kama ilivyo kwa bidhaa ya AH3, kiwango cha uzalishaji wa sampuli tupu ya CSA1 baada ya kunyunyiziwa kwa dakika 90 ilikuwa polepole sana kuliko ile ya etha ya selulosi, lakini kiwango cha uzalishaji kilikuwa haraka sana baada ya dakika 90, na kiwango cha uzalishaji wa AH3 cha sampuli tatu. ilikuwa sawa na siku 1.

Baada ya tope la CSA2 kutiwa maji kwa dakika 90 na 150min, kiasi cha AFT kilichotolewa katika sampuli iliyochanganywa na etha ya selulosi kilikuwa kidogo sana kuliko ile ya sampuli tupu, ikionyesha kuwa etha ya selulosi pia ilikuwa na athari fulani ya kuchelewesha kwenye tope la CSA2. Katika sampuli za umri wa miaka 1, ilibainika kuwa maudhui ya AFt ya sampuli tupu bado yalikuwa ya juu zaidi kuliko yale ya sampuli iliyochanganywa na etha ya selulosi, ikionyesha kuwa etha ya selulosi bado ilikuwa na athari fulani ya kuchelewesha kwa uhamishaji wa CSA2 baada ya kuweka mwisho. na kiwango cha ucheleweshaji kwenye MC2 kilikuwa kikubwa kuliko sampuli iliyoongezwa na etha ya selulosi. MC1. Katika dakika 90, kiasi cha AH3 kilichotolewa na sampuli tupu kilikuwa kidogo kidogo kuliko sampuli iliyochanganywa na etha ya selulosi; kwa dakika 150, AH3 iliyotolewa na sampuli tupu ilizidi ile ya sampuli iliyochanganywa na etha ya selulosi; kwa siku 1, AH3 iliyotolewa na sampuli tatu ilikuwa sawa.

3. Hitimisho

(1) Etha ya selulosi inaweza kukuza kwa kiasi kikubwa ubadilishanaji wa maji kati ya muundo wa flocculation na muundo wa flocculation. Baada ya kuingizwa kwa etha ya selulosi, etha ya selulosi hudondoa maji kwenye tope, ambayo inajulikana kama kilele cha tatu cha utulivu katika wigo wa muda wa kupumzika (T2). Kwa ongezeko la maudhui ya ether ya selulosi, ngozi ya maji ya ether ya selulosi huongezeka, na eneo la kilele cha tatu cha kupumzika huongezeka. Maji yanayofyonzwa na etha ya selulosi hutolewa hatua kwa hatua ndani ya muundo wa flocculation na unyevu wa tope.

(2) Kuingizwa kwa etha ya selulosi huzuia mkusanyiko wa chembe za saruji kwa kiasi fulani, na kufanya muundo wa flocculation kuwa huru; na kwa ongezeko la maudhui, mnato wa awamu ya kioevu ya slurry huongezeka, na ether ya selulosi ina athari kubwa zaidi kwenye chembe za saruji. Athari ya adsorption iliyoimarishwa hupunguza kiwango cha uhuru wa maji kati ya miundo iliyopigwa.

(3) Kabla na baada ya kuongezwa kwa ether ya selulosi, aina za bidhaa za hydration katika slurry ya saruji ya sulphoaluminate haikubadilika, na AFt, AFm na gundi ya alumini iliundwa; lakini selulosi etha kuchelewa kidogo malezi ya athari bidhaa hydration.