Binago ng selulusa eter ang slurry ng semento

Ang epekto ng iba't ibang molecular structure ng non-ionic cellulose ether sa pore structure ng cement slurry ay pinag-aralan sa pamamagitan ng performance density test at macroscopic at microscopic pore structure observation. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang nonionic cellulose eter ay maaaring tumaas ang porosity ng slurry ng semento. Kapag ang lagkit ng non-ionic cellulose ether modified slurry ay magkatulad, ang porosity nghydroxyethyl cellulose eter(HEC) na binagong slurry ay mas maliit kaysa sa hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) at methyl cellulose ether (MC) na binagong slurry. Kung mas mababa ang lagkit/relative molecular weight ng HPMC cellulose ether na may katulad na nilalaman ng grupo, mas maliit ang porosity ng binagong slurry ng semento nito. Ang non-ionic cellulose ether ay maaaring mabawasan ang pag-igting sa ibabaw ng likidong bahagi at gawing madaling bumuo ng mga bula ang slurry ng semento. Ang mga non-ionic cellulose ether molecule ay direksiyon na na-adsorbed sa gas-liquid interface ng mga bula, na nagpapataas din ng lagkit ng sement slurry phase at pinahuhusay ang kakayahan ng cement slurry na patatagin ang mga bula.

Susing salita:nonionic cellulose eter; slurry ng semento; istraktura ng butas ng butas; Molekular na istraktura; Pag-igting sa ibabaw; lagkit

Ang nonionic cellulose ether (mula dito ay tinutukoy bilang cellulose ether) ay may mahusay na pampalapot at pagpapanatili ng tubig, at malawakang ginagamit sa dry mixed mortar, self-compacting concrete at iba pang mga bagong materyales na nakabatay sa semento. Ang mga cellulose ether na ginagamit sa mga materyales na nakabatay sa semento ay kadalasang kinabibilangan ng methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) at hydroxyethyl cellulose ether (HEC), kung saan ang HPMC at HEMC ang pinakakaraniwang mga aplikasyon. .

Ang cellulose eter ay maaaring makabuluhang makaapekto sa istraktura ng butas ng semento ng slurry ng semento. Pourchez et al., sa pamamagitan ng maliwanag na pagsubok sa density, pagsubok sa laki ng butas (mercury injection method) at pagsusuri ng imahe ng sEM, ay nagpasiya na ang cellulose ether ay maaaring tumaas ang bilang ng mga pores na may diameter na humigit-kumulang 500nm at mga pores na may diameter na mga 50-250μm sa slurry ng semento. Bukod dito, para sa tumigas na slurry ng semento, Ang pamamahagi ng laki ng butas ng mababang timbang ng molekular na HEC na binagong slurry ng semento ay katulad ng sa purong semento slurry. Ang kabuuang pore volume ng high molecular weight HEC modified cement slurry ay mas mataas kaysa sa purong cement slurry, ngunit mas mababa kaysa sa HPMC modified cement slurry na may halos parehong consistency. Sa pamamagitan ng pagmamasid sa SEM, Zhang et al. natagpuan na ang HEMC ay maaaring makabuluhang taasan ang bilang ng mga pores na may diameter na humigit-kumulang 0.1mm sa cement mortar. Natagpuan din nila sa pamamagitan ng mercury injection test na ang HEMC ay maaaring makabuluhang taasan ang kabuuang pore volume at average na pore diameter ng cement slurry, na nagreresulta sa isang makabuluhang pagtaas sa bilang ng mga malalaking pores na may diameter na 50nm ~ 1μm at malalaking pores na may diameter na higit pa. higit sa 1μm. Gayunpaman, ang bilang ng mga pores na may diameter na mas mababa sa 50nm ay makabuluhang nabawasan. Saric-Coric et al. naniniwala na ang cellulose ether ay gagawing mas buhaghag ang slurry ng semento at hahantong sa pagtaas ng mga macropores. Jenni et al. sinubukan ang density ng pagganap at natukoy na ang maliit na bahagi ng dami ng pore ng HEMC na binagong cement mortar ay humigit-kumulang 20%, habang ang purong cement mortar ay naglalaman lamang ng kaunting hangin. Silva et al. natagpuan na bilang karagdagan sa dalawang peak sa 3.9 nm at 40 ~ 75nm bilang purong semento slurry, mayroon ding dalawang peak sa 100 ~ 500nm at higit sa 100μm sa pamamagitan ng mercury injection test. Ma Baoguo et al. natagpuan na ang cellulose eter ay nagpapataas ng bilang ng mga pinong pores na may diameter na mas mababa sa 1μm at malalaking pores na may diameter na higit sa 2μm sa cement mortar sa pamamagitan ng mercury injection test. Tulad ng para sa kadahilanan na ang selulusa eter ay nagpapataas ng porosity ng slurry ng semento, kadalasan ay pinaniniwalaan na ang cellulose eter ay may aktibidad sa ibabaw, ay magpapayaman sa interface ng hangin at tubig, na bumubuo ng isang pelikula, upang patatagin ang mga bula sa slurry ng semento.

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa panitikan sa itaas, makikita na ang epekto ng cellulose eter sa pore structure ng mga materyales na nakabatay sa semento ay nakatanggap ng malaking pansin. Gayunpaman, mayroong maraming mga uri ng cellulose ether, ang parehong uri ng cellulose eter, ang kamag-anak na molekular na timbang nito, nilalaman ng grupo at iba pang mga parameter ng molekular na istraktura ay ibang-iba din, at ang mga domestic at dayuhang mananaliksik sa pagpili ng cellulose eter ay limitado lamang sa kani-kanilang aplikasyon. field, kakulangan ng representasyon, ang konklusyon ay hindi maiiwasang "overgeneralization", upang ang paliwanag ng mekanismo ng cellulose eter ay hindi sapat na malalim. Sa papel na ito, ang epekto ng cellulose eter na may iba't ibang molekular na istraktura sa pore structure ng cement slurry ay pinag-aralan sa pamamagitan ng maliwanag na pagsubok sa density at macroscopic at microscopic pore structure observation.

1. Pagsubok

1.1 Hilaw na Materyales

Ang semento ay isang P·O 42.5 ordinaryong Portland cement na ginawa ng Huaxin Cement Co., LTD., kung saan ang kemikal na komposisyon ay sinusukat ng AXIOS Ad-Vanced wavelength dispersion-type X-ray fluorescence spectrometer (PANa — lytical, Netherlands), at ang komposisyon ng bahagi ay tinantya ng paraan ng Bogue.

Ang cellulose eter ay pumili ng apat na uri ng commercial cellulose eter, ayon sa pagkakabanggit, methyl cellulose ether (MC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC1, HPMC2) at hydroxyethyl cellulose ether (HEC), HPMC1 molecular structure at HPMC2 na magkatulad, ngunit ang lagkit ay mas mababa kaysa sa HPMC2 , Iyon ay, ang kamag-anak na molecular mass ng HPMC1 ay mas maliit kaysa sa HPMC2. Dahil sa magkatulad na katangian ng hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMc) at HPMC, hindi napili ang mga HEMC sa pag-aaral na ito. Upang maiwasan ang impluwensya ng moisture content sa mga resulta ng pagsubok, ang lahat ng cellulose ethers ay inihurnong sa 98 ℃ para sa 2h bago gamitin.

Ang lagkit ng cellulose ether ay nasubok ng NDJ-1B rotary viscosimeter (Shanghai Changji Company). Ang konsentrasyon ng solusyon sa pagsubok (mass ratio ng cellulose eter sa tubig) ay 2.0%, ang temperatura ay 20 ℃, at ang rate ng pag-ikot ay 12r/min. Ang pag-igting sa ibabaw ng cellulose eter ay nasubok sa pamamagitan ng paraan ng singsing. Ang instrumento sa pagsubok ay JK99A automatic tensiometer (Shanghai Zhongchen Company). Ang konsentrasyon ng solusyon sa pagsubok ay 0.01% at ang temperatura ay 20 ℃. Ang nilalaman ng pangkat ng cellulose eter ay ibinibigay ng tagagawa.

Ayon sa lagkit, pag-igting sa ibabaw at nilalaman ng grupo ng cellulose eter, kapag ang konsentrasyon ng solusyon ay 2.0%, ang ratio ng lagkit ng HEC at HPMC2 na solusyon ay 1:1.6, at ang ratio ng lagkit ng HEC at MC na solusyon ay 1: 0.4, ngunit sa pagsubok na ito, ang ratio ng tubig-semento ay 0.35, ang maximum na ratio ng semento ay 0.6%, ang mass ratio ng cellulose eter sa tubig ay humigit-kumulang 1.7%, mas mababa sa 2.0%, at ang synergistic na epekto ng slurry ng semento sa lagkit, kaya ang Ang pagkakaiba ng lagkit ng HEC, HPMC2 o MC na binagong semento slurry ay maliit.

Ayon sa lagkit, pag-igting sa ibabaw at nilalaman ng pangkat ng selulusa eter, ang pag-igting sa ibabaw ng bawat selulusa eter ay iba. Ang cellulose eter ay may parehong hydrophilic group (hydroxyl at ether groups) at hydrophobic group (methyl at glucose carbon ring), ay isang surfactant. Ang cellulose eter ay naiiba, ang uri at nilalaman ng hydrophilic at hydrophobic na mga grupo ay iba, na nagreresulta sa iba't ibang pag-igting sa ibabaw.

1.2 Mga paraan ng pagsubok

Anim na uri ng cement slurry ang inihanda, kabilang ang purong cement slurry, apat na cellulose ether (MC, HPMCl, HPMC2 at HEC) na binagong cement slurry na may 0.60% cement ratio at HPMC2 modified cement slurry na may 0.05% cement ratio. Ref, MC — 0.60, HPMCl — 0.60, Hpmc2-0.60. Ang HEC 1-0.60 at hpMC2-0.05 ay nagpapahiwatig na ang ratio ng tubig-semento ay parehong 0.35.

Cement slurry muna alinsunod sa GB/T 17671 1999 "sement mortar strength test method (ISO method)" na ginawa sa 40mm×40mm×160mm prisms test block, sa ilalim ng kondisyon ng 20℃ sealed curing 28d. Matapos timbangin at kalkulahin ang maliwanag na density nito, ito ay nabasag na may maliit na martilyo, at ang kondisyon ng macro hole ng gitnang seksyon ng bloke ng pagsubok ay naobserbahan at nakuhanan ng larawan gamit ang isang digital camera. Kasabay nito, ang maliliit na piraso ng 2.5 ~ 5.0mm ay kinuha para sa pagmamasid sa pamamagitan ng optical microscope (HIROX three-dimensional video microscope) at pag-scan ng electron microscope (JSM-5610LV).

2. Mga resulta ng pagsusulit

2.1 Maliwanag na density

Ayon sa maliwanag na density ng slurry ng semento na binago ng iba't ibang mga cellulose eter, (1) ang maliwanag na density ng purong semento slurry ay ang pinakamataas, na 2044 kg/m³; Ang maliwanag na density ng apat na uri ng cellulose ether modified slurry na may ratio ng semento na 0.60% ay 74% ~ 88% ng purong semento slurry, na nagpapahiwatig na ang cellulose eter ay sanhi ng pagtaas sa porosity ng slurry ng semento. (2) Kapag ang ratio ng semento sa semento ay 0.60%, ang epekto ng iba't ibang selulusa eter sa porosity ng semento slurry ay ibang-iba. Ang lagkit ng HEC, HPMC2 at MC modified cement slurry ay magkatulad, ngunit ang maliwanag na density ng HEC modified cement slurry ay ang pinakamataas, na nagpapahiwatig na ang porosity ng HEC modified cement slurry ay mas maliit kaysa sa HPMc2 at Mc modified cement slurry na may katulad na lagkit. . Ang HPMc1 at HPMC2 ay may magkatulad na nilalaman ng grupo, ngunit ang lagkit ng HPMCl ay mas mababa kaysa sa HPMC2, at ang maliwanag na density ng HPMCl modified cement slurry ay makabuluhang mas mataas kaysa sa HPMC2 modified cement slurry, na nagpapahiwatig na kapag ang nilalaman ng grupo ay magkapareho. , mas mababa ang lagkit ng cellulose eter, mas mababa ang porosity ng binagong slurry ng semento. (3) Kapag ang ratio ng semento-sa-semento ay napakaliit (0.05%), ang maliwanag na density ng HPMC2-modified cement slurry ay karaniwang malapit sa purong cement slurry, na nagpapahiwatig na ang epekto ng cellulose eter sa porosity ng semento napakaliit ng slurry.

2.2 Macroscopic pore

Ayon sa seksyon ng mga larawan ng selulusa eter binagong semento slurry na kinunan ng digital camera, purong semento slurry ay napaka siksik, halos walang nakikitang mga pores; Ang apat na uri ng cellulose ether modified slurry na may 0.60% cement ratio ay may higit pang macroscopic pores, na nagpapahiwatig na ang cellulose ether ay humahantong sa pagtaas ng cement slurry porosity. Katulad ng mga resulta ng maliwanag na pagsubok sa density, ang epekto ng iba't ibang uri ng cellulose eter at nilalaman sa porosity ng slurry ng semento ay medyo naiiba. Ang lagkit ng HEC, HPMC2 at MC modified slurry ay magkatulad, ngunit ang porosity ng HEC modified slurry ay mas maliit kaysa sa HPMC2 at MC modified slurry. Bagama't ang HPMC1 at HPMC2 ay may katulad na nilalaman ng pangkat, ang binagong slurry ng HPMC1 na may mas mababang lagkit ay may mas maliit na porosity. Kapag ang cement-to-cement ratio ng HPMc2 modified slurry ay napakaliit (0.05%), ang bilang ng mga macroscopic pores ay bahagyang tumaas kaysa sa purong cement slurry, ngunit lubhang nabawasan kaysa sa HPMC2 modified slurry na may 0.60% cement-to - ratio ng semento.

2.3 Microscopic pore

4. Konklusyon

(1) Maaaring mapataas ng selulusa eter ang porosity ng slurry ng semento.

(2) Ang epekto ng cellulose ether sa porosity ng cement slurry na may iba't ibang mga parameter ng molecular structure ay iba: kapag ang lagkit ng cellulose ether modified cement slurry ay magkapareho, ang porosity ng HEC modified cement slurry ay mas maliit kaysa sa HPMC at MC modified slurry ng semento; Ang mas mababa ang lagkit/relative molecular weight ng HPMC cellulose ether na may katulad na nilalaman ng grupo, mas mababa ang porosity ng binagong slurry ng semento nito.

(3) Pagkatapos magdagdag ng cellulose eter sa slurry ng semento, ang tensyon sa ibabaw ng likidong bahagi ay nabawasan, upang ang slurry ng semento ay madaling bumuo ng mga bula. ang bubble liquid film adsorption sa bubble gas-liquid interface, mapabuti ang lakas ng bubble liquid film at palakasin ang kakayahan ng matigas na putik na patatagin ang bubble.