Эфири целлюлоза оид ба морфологияи эттрингити барвақт

Таъсири эфири гидроксиэтилметилселлюлоза ва эфири метилселлюлоза ба морфологияи эттрингит дар шлами цементи барвақт тавассути микроскопи электронии сканерӣ (SEM) омӯхта шуд. Натиљањо нишон медињанд, ки таносуби дарозии кристаллњои эттрингит дар шлами гидроксиэтилметилселлюлозаи эфири таѓйирёфта нисбат ба сулфаи оддї хурдтар аст ва морфологияи кристаллњои эттрингит асои кўтоњ монанд аст. Таносуби дарозӣ-диаметри кристаллҳои эттрингит дар шлами эфири тағирёфтаи метилселлюлоза назар ба slurry оддӣ калонтар аст ва морфологияи кристаллҳои эттрингит сӯзан-асои аст. Кристаллҳои эттрингит дар шламҳои оддии сементӣ таносуби тарафҳо дар байни онҳо доранд. Тавассути таҳқиқоти таҷрибавии дар боло зикршуда боз ҳам равшан аст, ки фарқияти вазни молекулавии ду намуди эфири селлюлоза омили муҳимтаринест, ки ба морфологияи эттрингит таъсир мерасонад.

Калимаҳои калидӣ:этрингит; Таносуби дарозӣ-диаметр; эфири метилселлюлоза; Эфири гидроксиэтилметилселлюлоза; морфология

Эттрингит, хамчун махсу-лоти гидратсионие, ки андаке васеъ карда шудааст, ба кори бетони цементй таъсири калон мерасонад ва хамеша макони тадкикоти материалхои цементй буд. Эттрингит як навъ гидрати алюминати калсий трисулфид аст, формулаи кимиёвии он [Ca3Al (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O аст ё метавонад ҳамчун 3CaO · Al2O3 · 3CaSO4 · 32H2O навишта шавад, ки аксар вақт ҳамчун AFt ихтисор карда мешавад. . Дар системаи портландсементӣ эттрингит асосан дар натиҷаи реаксияи гаҷ бо минералҳои алюминатӣ ё алюминатҳои оҳанӣ ба вуҷуд меояд, ки нақши таъхирнопазири гидрататсия ва барвақти устувории сементро мебозад. Ба ташаккул ва морфологияи эттрингит омилҳои зиёде ба монанди ҳарорат, арзиши рН ва консентратсияи ионҳо таъсир мерасонанд. Хануз соли 1976 Мета ва дигарон. микроскопияи электронии сканериро барои омухтани характеристикахои морфологии AFt истифода бурда, муайян кард, ки морфологияи чунин махсулоти гидратсиони андаке васеъшуда хангоми ба кадри кофй калон будани фазои нашъунамо ва хангоми махдуд будани фазо каме фарк мекунад. Аввалин асосан сферулаҳои борик-асои сӯзаншакл буданд, дар ҳоле ки дуюмӣ асосан призмаҳои асои шакли кӯтоҳ буданд. Тадқиқоти Ян Венян нишон дод, ки шаклҳои AFt бо муҳитҳои гуногуни табобат фарқ мекунанд. Муҳитҳои тар тавлиди AFt-ро дар бетони васеъшаванда ба таъхир меандозанд ва эҳтимолияти варам ва кафидани бетонро зиёд мекунанд. Муҳитҳои гуногун на танҳо ба ташаккул ва микроструктураи AFt, балки ба устувории ҳаҷми он низ таъсир мерасонанд. Чен Хуксинг ва дигарон. муайян кард, ки устувории дарозмуддати AFt бо афзоиши таркиби C3A коҳиш ёфтааст. Кларк ва Монтейро ва дигарон. муайян кард, ки бо афзоиши фишори муҳити зист сохтори булӯрии AFt аз тартиб ба бетартибӣ тағйир меёбад. Балонис ва Глассер тағироти зичии AFm ва AFt-ро баррасӣ карданд. Ренаудин ва дигарон. таѓйироти сохтории AFt-ро пеш ва баъд аз дар мањлул гудохтан ва параметрњои сохтории AFt-ро дар спектри Раман омўхт. Кунтер ва дигарон. таъсири мутақобилаи таносуби калсий-силикон CSH ва ионҳои сулфатро ба фишори кристаллизатсияи AFt тавассути NMR омӯхтааст. Дар баробари ин, дар асоси истифодаи AFt дар масолеҳи цемент, Венк ва дигарон. самти кристаллии AFt-и ќитъаи бетонро тавассути радиатсияи сахти синхротронї технологияи пардозиши дифраксионии рентгенї омўхт. Ба вучуд омадани AFt дар сементи омехта ва нуктаи тадкикоти этрингит тадкик карда шуд. Дар асоси реаксияи таъхиршудаи этрингит, баъзе олимон дар бораи сабабҳои марҳилаи AFt тадқиқоти зиёде анҷом доданд.

Тавсеаи ҳаҷм, ки дар натиҷаи ташаккули этрингит ба вуҷуд омадааст, баъзан мусоид аст ва он метавонад ҳамчун "васеъшавӣ" монанд ба агенти тавсеаи оксиди магний барои нигоҳ доштани устувории ҳаҷми маводҳои сементӣ амал кунад. Илова кардани эмульсияҳои полимерӣ ва хокаи эмульсияҳои аз нав тақсимшаванда хосиятҳои макроскопии маводи сементро бо сабаби таъсири назарраси онҳо ба микроструктураи маводи сементӣ тағир медиҳанд. Бо вуҷуди ин, бар хилофи хокаи эмулсионии аз нав тақсимшаванда, ки асосан хосияти пайвастагии миномети сахтшударо беҳтар мекунад, эфири селлюлозаи полимерии дар об ҳалшаванда (CE) ба миномети нав омехта нигоҳ доштани об ва ғафсшавии хубро медиҳад ва ба ин васила иҷрои корро беҳтар мекунад. Одатан CE-и ғайриионикӣ истифода мешавад, аз ҷумла селлюлозаи метил (MC), гидроксиэтилселлюлоза (HEC), селлюлозаи гидроксипропил метил (HPMC),селлюлозаи гидроксиэтилметил (HEMC)ва ғайра, ва CE дар минометҳои нав омехта нақш мебозад, аммо инчунин ба раванди гидрататсияи шлами семент таъсир мерасонад. Тадқиқотҳо нишон доданд, ки HEMC миқдори AFt-ро ҳамчун маҳсулоти гидратсионӣ тағир медиҳад. Бо вуҷуди ин, ҳеҷ як тадқиқот мунтазам таъсири CE-ро ба морфологияи микроскопии AFt муқоиса накардааст, аз ин рӯ ин мақола фарқияти таъсири HEMC ва MC-ро ба морфологияи микроскопии эттрингем дар шламҳои сементии барвақт (1-рӯза) тавассути таҳлили тасвир ва мукоиса.

1. Таҷриба

1.1 Ашьёи хом

Ба сифати семент дар таҷриба P·II 52.5R портландсементи истеҳсолкардаи Anhui Conch Cement Co., LTD интихоб карда шуд. Ду эфири селлюлоза мутаносибан гидроксиэтил метилселлюлоза (HEMC) ва метилцеллюлоза (метилцеллюлоза, гурӯҳи Шанхай Синопат) мебошанд. MC); Оби омехта оби лӯла мебошад.

1.2 Усулҳои таҷрибавӣ

Таносуби обу семент дар намунаи хамираи семент 0,4 (таносуби массаи об ба семент) ва таркиби эфири селлюлоза 1% массаи сементро ташкил дод. Омодасозии намуна мувофиқи GB1346-2011 "Усули санҷиш барои истеъмоли об, мӯҳлат ва устувории мутобиқати стандартии семент" анҷом дода шуд. Пас аз ташаккули намуна, филми пластикӣ дар рӯи қолаб пӯшонида шуд, то бухоршавӣ ва карбонизатсияи обҳои рӯизаминиро пешгирӣ кунад ва намуна дар як ҳуҷраи табобатӣ бо ҳарорати (20 ± 2) ℃ ва намии нисбии (60 ± 5) ҷойгир карда шуд. ) %. Пас аз 1 рӯз, қолаб хориҷ карда шуд ва намуна шикаста шуд, пас аз мобайн як намунаи хурд гирифта шуд ва дар этаноли беоб тар карда шуд, то гидрататсияро қатъ кунад ва намуна пеш аз озмоиш гирифта шуд ва хушк карда шуд. Намунаҳои хушкшуда ба ҷадвали намунавӣ бо илтиёми дуҷонибаи ноқилӣ часпонида шуданд ва ба воситаи асбоби автоматии ионпошии Cressington 108auto як қабати плёнкаи тиллоӣ пошида шуд. Ҷараёни пошидан 20 мА ва вақти пошидан 60 с буд. FEI QUANTAFEG 650 микроскопи электронии сканерии экологӣ (ESEM) барои мушоҳидаи хусусиятҳои морфологии AFt дар қисмати намуна истифода шуд. Барои мушоҳидаи AFT режими электронии дуюмдараҷаи баланди вакуумӣ истифода шуд. Шиддати шитоб 15 кВ, диаметри нуқта 3,0 нм ва масофаи кор тақрибан 10 мм идора карда мешуд.

2. Натиҷаҳо ва муҳокима

Тасвирҳои SEM аз этрингит дар шлами сементи сахтшудаи HEMC тағирёфта нишон доданд, ки афзоиши самти қабати Ca (OH) 2 (CH) аён аст ва AFt ҷамъшавии номунтазами асои кӯтоҳи AFt-ро нишон дод ва баъзе AFT-и асои кӯтоҳ ба мисли АФТ пӯшонида шуданд. бо сохтори мембранаи HEMC. Чжан Донгфан ва дигарон. инчунин ҳангоми мушоҳидаи тағироти микроструктураи шлами сементи аз HEMC тағирёфта тавассути ESEM AFt-и асои кӯтоҳро пайдо кард. Онҳо боварӣ доштанд, ки шлами сементи оддӣ пас аз дучор шудан ба об зуд реаксия мекунад, аз ин рӯ кристалл AFt борик буд ва дарозшавии синну соли гидрататсия боиси пайваста афзоиши таносуби дарозии диаметр гардид. Аммо HEMC часпакии махлулро зиёд кард, суръати пайвастшавии ионхоро дар махлул кам кард ва воридшавии обро ба сатхи заррахои клинкер кашол дод, бинобар ин таносуби дарози-диаметри AFt дар як тамоюли суст зиёд шуд ва хусусиятхои морфологии он нишон дод. шакли асои кӯтоҳ. Дар муқоиса бо AFt дар шламҳои сементи оддии ҳамон синну сол, ин назария қисман тасдиқ карда шудааст, аммо барои шарҳ додани тағироти морфологии AFt дар шлами сементи тағйирёфтаи MC қобили татбиқ нест. Тасвирҳои SEM-и эттридит дар шлами сементи 1-рӯзаи сахтшудаи MC инчунин афзоиши мутаносиби Ca(OH)2-ро нишон доданд, баъзе сатҳҳои AFt низ бо сохтори филми MC фаро гирифта шудаанд ва AFt хусусиятҳои морфологии афзоиши кластерро нишон доданд. Аммо, барои муқоиса, кристали AFt дар шлами сементи тағйирёфтаи MC таносуби дарозии диаметри калонтар ва морфологияи бориктар дорад, ки морфологияи маъмулии ацикуляриро нишон медиҳад.

Ҳам HEMC ва ҳам MC раванди гидратсияи барвақти сементро ба таъхир андохтанд ва часпакии маҳлулро зиёд карданд, аммо фарқияти хусусиятҳои морфологии AFt, ки аз онҳо ба вуҷуд омадааст, ҳанӯз ҳам назаррас буданд. Ҳодисаҳои дар боло зикршударо аз нуқтаи назари сохтори молекулавии эфири селлюлоза ва сохтори кристаллии AFt боз ҳам муфассалтар кардан мумкин аст. Ренаудин ва дигарон. AFt-и синтезшударо дар маҳлули ишғолии омодашуда тар карда, «AFt тар» гирифта, онро қисман хориҷ карда, дар рӯи маҳлули тофтаи CaCl2 (35% намии нисбӣ) хушк карда, «AFt-и хушк» ҳосил кунед. Пас аз омӯзиши такмили сохтор аз ҷониби спектроскопияи Раман ва дифраксияи хокаи рентгенӣ маълум шуд, ки дар байни ин ду сохтор фарқият вуҷуд надорад, танҳо самти ташаккули кристаллҳои ҳуҷайраҳо дар раванди хушккунӣ, яъне дар раванди муҳити зист тағйир ёфтааст. аз «тар» ба «хушк» гузаштан, кристалҳои AFt ҳуҷайраҳоро дар самти муқаррарии тадриҷан зиёд ташкил медиҳанд. Кристаллҳои AFt дар самти муқаррарии c торафт камтар мешуданд. Воҳиди асосии фазои сеченака аз хати муқаррарӣ, b хати муқаррарӣ ва c хати муқаррарӣ, ки ба ҳамдигар перпендикуляр мебошанд, иборат аст. Дар ҳолате, ки b нормалҳо муқаррар карда шуда буданд, кристалҳои AFt дар баробари нормалҳо ҷамъ шуданд, ки дар натиҷа буриши ҳуҷайраҳо дар ҳамвории нормалҳои аб васеъ мешавад. Ҳамин тариқ, агар HEMC назар ба MC об бештар "захира" кунад, муҳити "хушк" метавонад дар минтақаи маҳаллӣ ба амал ояд, ки ҷамъшавии паҳлӯӣ ва афзоиши кристаллҳои AFt-ро ҳавасманд мекунад. Патурал ва дигарон. муайян кард, ки барои худи СЕ, дараҷаи полимеризатсия баландтар (ё вазни молекулавӣ калонтар аст), часпакии СЕ ҳамон қадар зиёдтар ва нигоҳдории об беҳтар аст. Сохтори молекулавии HEMCs ва MCS ин фарзияро дастгирӣ мекунад, бо гурӯҳи гидроксиэтил нисбат ба гурӯҳи гидроген вазни молекулавии хеле калонтар дорад.

Одатан, кристаллҳои AFt танҳо вақте ба вуҷуд меоянд ва боришот, ки ионҳои дахлдор дар системаи маҳлул ба сатҳи муайян расиданд. Аз ин рӯ, омилҳое ба монанди консентратсияи ионҳо, ҳарорат, арзиши рН ва фазои ташаккул дар маҳлули реаксия метавонанд ба морфологияи кристалҳои AFt таъсир расонанд ва тағирёбии шароити синтези сунъӣ морфологияи кристалҳои AFt-ро тағир диҳад. Аз ин рӯ, таносуби кристаллҳои AFt дар шламҳои сементи оддӣ байни ин ду метавонад аз як омили истеъмоли об дар гидратсияи барвақти семент ба вуҷуд ояд. Аммо, фарқияти морфологияи кристалии AFt, ки аз ҷониби HEMC ва MC ба вуҷуд омадааст, бояд асосан аз механизми махсуси нигоҳдории об вобаста бошад. Hemcs ва MCS дар дохили микроминтақаи шустушӯи сементҳои тару тоза як ҳалқаи пӯшидаи интиқоли обро эҷод мекунанд, ки ба "муддати кӯтоҳ" имкон медиҳад, ки дар он об "даромадан осон ва берун шудан душвор аст". Аммо, дар ин давра, муҳити фазаи моеъ дар микрозон ва дар наздикии он низ тағир меёбад. Омилҳо ба монанди консентратсияи ионҳо, рН ва ғайра, Тағйирёбии муҳити афзоиш минбаъд дар хусусиятҳои морфологии кристалҳои AFt инъикос меёбад. Ин «халқаи пӯшида»-и нақлиёти обӣ ба механизми амале, ки Поурчез ва дигарон тавсиф кардааст, монанд аст. HPMC дар нигоҳ доштани об нақш мебозад.

3. Хулоса

(1) Иловаи эфири гидроксиэтил метил селлюлоза (HEMC) ва эфири метилселлюлоза (MC) метавонад морфологияи ettringite дар барвақт (1 рӯз) slurry семент оддӣ ба таври назаррас тағйир.

(2) Дарозии ва диаметри кристалл ettringite дар HEMC slurry семент дигаргун карда шакли асои хурд ва кӯтоҳ; Таносуби дарозӣ ва диаметри кристаллҳои эттрингит дар шлами сементи тағирёфтаи MC калон аст, ки шакли сӯзандор аст. Кристаллҳои эттрингит дар шламҳои оддии семент таносуби ҷанбаҳои байни ин ду доранд.

(3) Таъсири гуногуни ду эфири селлюлоза ба морфологияи этрингит асосан аз фарқияти вазни молекулавӣ вобаста аст.