Зміна в'язкості ефіру целюлози на цементній штукатурці

Згущення є важливим ефектом модифікації ефіру целюлози на матеріали на основі цементу. Вплив вмісту ефіру целюлози, швидкості обертання віскозиметра та температури на зміну в’язкості цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки були вивчені. Результати показують, що в'язкість цементуна основі штукатурки безперервно зростає зі збільшенням вмісту ефіру целюлози, а в’язкість розчину ефіру целюлози та цементуна основі штукатурки має «композитний ефект суперпозиції»; псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки нижче, ніж у чистого цементуна основі штукатурки, і в'язкість. Чим нижча швидкість обертання інструменту, або чим нижча в'язкість цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатуркиабо чим нижчий вміст ефіру целюлози, тим очевидніша псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки; З комбінованим ефектом гідратації, в'язкості целюлозного ефіру модифікованого цементуна основі штукатурки збільшиться або зменшиться. Різні типи ефіру целюлози мають різні зміни в'язкості модифікованого цементуна основі штукатурки.

Ключові слова: ефір целюлози; цементна основі штукатурки; в'язкість

0、Передмова

Прості ефіри целюлози часто використовуються як водоутримувачі та загусники для матеріалів на основі цементу. Відповідно до різних заступників, ефіри целюлози, що використовуються в матеріалах на основі цементу, зазвичай включають метилцелюлозу (MC), гідроксиетилцелюлозу (HEC), ефір гідроксиетилметилцелюлози (Hydroxyethyl methyl cellulose, HEMC) і гідроксипропілметилцелюлозу (Hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), серед яких найчастіше використовуються HPMC і HEMC.

Згущення є важливим ефектом модифікації ефіру целюлози на матеріали на основі цементу. Ефір целюлози може надати вологому розчину відмінну в’язкість, значно підвищити здатність зв’язування між вологим розчином і основним шаром і покращити властивості розчину проти провисання. Він також може підвищити однорідність і антидисперсійну здатність свіжозмішаних матеріалів на основі цементу, а також запобігти розшаруванню, сегрегації та кровотечі розчину та бетону.

Ефект згущення ефіру целюлози на матеріали на основі цементу можна кількісно оцінити за допомогою реологічної моделі матеріалів на основі цементу. Матеріали на основі цементу зазвичай розглядаються як рідина Бінгема, тобто коли прикладена напруга зсуву r менша за межу текучості r0, матеріал залишається у своїй початковій формі та не тече; коли напруга зсуву r перевищує межу текучості r0, об’єкт зазнає деформації потоку, а напруга зсуву r має лінійну залежність від швидкості деформації y, тобто r=r0+f·y, де f – пластична в’язкість. Прості ефіри целюлози зазвичай підвищують межу текучості та пластичну в'язкість матеріалів на основі цементу, однак менші дози призводять до зниження межі текучості та пластичної в'язкості, головним чином через повітротягуючий ефект ефірів целюлози. Дослідження Патурала показують, що молекулярна маса ефіру целюлози збільшується, межа текучості цементуна основі штукатурки зменшується, а консистенція збільшується.

В'язкість цементуна основі штукатурки є важливим показником для оцінки ефекту згущення ефіру целюлози на матеріали на основі цементу. Деякі літературні джерела досліджували закон зміни в’язкості розчину ефіру целюлози, але досі немає відповідних досліджень щодо впливу ефіру целюлози на зміну в’язкості цементу.на основі штукатурки. У той же час, відповідно до різних типів заступників, існує багато типів ефірів целюлози. Вплив різних видів і в'язкості ефірів целюлози на зміну цементуна основі штукатурки в'язкість також є дуже серйозним питанням при використанні ефірів целюлози. У цій роботі використовується ротаційний віскозиметр для вивчення змін в’язкості цементних суспензій, модифікованих ефіром целюлози, різних типів і в’язкості при різних співвідношеннях полізолу, швидкостях обертання та температурах.

1. Експеримент

1.1 Сировина

(1) Ефір целюлози. Було вибрано шість типів ефірів целюлози, які зазвичай використовуються в моїй країні, включаючи 1 тип MC, 1 вид HEC, 2 види HPMC і 2 види HEMC, серед яких в’язкість 2 видів HPMC і 2 видів HEMC була очевидною. різні. В'язкість ефіру целюлози перевіряли за допомогою ротаційного віскозиметра NDJ-1B (Shanghai Changji Company), концентрація досліджуваного розчину становила 1,0% або 2,0%, температура 20°С.°С, а швидкість обертання становила 12 об/хв.

(2) Цемент. Звичайний портландцемент виробництва Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. має специфікацію P·О 42.5 (ГБ 175-2007).

1.2 Метод вимірювання в'язкості розчину ефіру целюлози

Візьміть зразок ефіру целюлози заданої якості та додайте його в скляний стакан об’ємом 250 мл, потім додайте 250 г гарячої води приблизно 90°C; повністю перемішайте скляною паличкою, щоб ефір целюлози утворив однорідну дисперсійну систему в гарячій воді, і в той же час охолодіть склянку на повітрі. Коли розчин починає генерувати в’язкість і більше не буде випадати в осад, негайно припиніть перемішування; коли розчин охолоджується на повітрі до рівномірного забарвлення, помістіть склянку у водяну баню постійної температури та підтримуйте температуру до зазначеної температури. Помилка є± 0,1°C; через 2 години (розраховується за часом контакту ефіру целюлози з гарячою водою) виміряйте температуру в центрі розчину термометром. Виробництво) ротор вводять у розчин на задану глибину, після витримки 5 хв вимірюють його в'язкість.

1.3 Вимірювання в'язкості цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки

Перед початком досліду всю сировину витримати при заданій температурі, зважити задану масу ефіру целюлози та цементу, ретельно перемішати і в скляний стакан об’ємом 250 мл з водоцементним співвідношенням 0,65 долити водопровідну воду заданої температури; потім додайте сухий порошок у склянку та зачекайте 3 хвилини. Ретельно перемішайте скляною паличкою 300 разів, вставте ротор ротаційного віскозиметра (типу NDJ-1B, виробництва Shanghai Changji Geological Instrument Co., Ltd.) у розчину до заданої глибини та виміряйте його в’язкість після відстоювання протягом 2 хвилин. Щоб уникнути впливу тепла гідратації цементу на тест на в'язкість цементуна основі штукатурки наскільки це можливо, в'язкість цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки необхідно перевірити, коли цемент контактує з водою протягом 5 хвилин.

2. Результати та аналіз

2.1 Вплив вмісту ефіру целюлози

Кількість ефіру целюлози тут відноситься до масового відношення ефіру целюлози до цементу, тобто співвідношення полізолу. Від впливу P2, E2 і H1 трьох видів ефірів целюлози на зміну в'язкості цементуна основі штукатурки при різних дозах (0,1%, 0,3%, 0,6% і 0,9%) можна побачити, що після додавання ефіру целюлози в’язкість цементу знижується.на основі штукатурки Підвищується в'язкість; зі збільшенням кількості ефіру целюлози в'язкість цементуна основі штукатурки безперервно зростає, а діапазон збільшення в'язкості цементуна основі штукатурки також стає більшим.

Коли водоцементне відношення дорівнює 0,65 і вміст ефіру целюлози становить 0,6%, враховуючи воду, витрачену на початкову гідратацію цементу, концентрація ефіру целюлози по відношенню до води становить приблизно 1%. Коли концентрація становить 1%, в’язкість водних розчинів P2, E2 і H1 становить 4990 мПа.·S, 5070 мПа·S і 5250 мПа·s відповідно; при водоцементному відношенні 0,65 в'язкість чистого цементуна основі штукатурки становить 836 мПа·S. Однак в’язкість P2, E2 і H1 трьох цементних розчинів, модифікованих ефіром целюлози, становить 13800 мПа·S, 12900 мПа·S і 12700мПа·s відповідно. Очевидно, що в'язкість ефіру целюлози модифікується цементомна основі штукатурки це не в'язкість розчину ефіру целюлози, а просте додавання в'язкості чистого цементуна основі штукатурки значно більша за суму двох в’язкостей, тобто в’язкість розчину ефіру целюлози та в’язкість цементуна основі штукатурки мають «композитний ефект суперпозиції». В’язкість розчину ефіру целюлози пояснюється сильною гідрофільністю гідроксильних груп і ефірних зв’язків у молекулах ефіру целюлози та тривимірною мережевою структурою, утвореною молекулами ефіру целюлози в розчині; в'язкість чистого цементуна основі штукатурки походить від мережі, що утворюється між структурою продуктів гідратації цементу. Оскільки полімерні та цементні продукти гідратації часто утворюють взаємопроникну сітчасту структуру, у модифікованому ефірі целюлози цементіна основі штукатурки, тривимірна сіткова структура ефіру целюлози та мережева структура продуктів гідратації цементу переплітаються, а молекули ефіру целюлози Адсорбція разом із продуктами гідратації цементу створює «композитний ефект суперпозиції», що значно підвищує загальну в’язкість цементу.на основі штукатурки; оскільки одна молекула ефіру целюлози може переплітатися з декількома молекулами ефіру целюлози та продуктами гідратації цементу, тому зі збільшенням вмісту ефіру целюлози щільність мережевої структури збільшується більше, ніж збільшення молекул ефіру целюлози, а в’язкість цементуна основі штукатурки постійно зростає; крім того, для швидкої гідратації цементу необхідна реакція частини води. , що еквівалентно збільшенню концентрації ефіру целюлози, що також є причиною значного підвищення в’язкості цементу.на основі штукатурки.

З ефіру целюлози і цементуна основі штукатурки мають «композитний ефект суперпозиції» щодо в’язкості, за однакових умов вмісту ефіру целюлози та водно-цементного співвідношення, в’язкість цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки з очевидною різницею, коли концентрація становить 2% Різниця в'язкості невелика, наприклад, в'язкість P2 і E2 становить 48000 мПа·с і 36700 мПа·s відповідно у водному розчині з концентрацією 2%. S, різниця неочевидна; в'язкість Е1 і Е2 у 2% водному розчині становить 12300 мПа·S і 36700мПа·відповідно, різниця дуже велика, але в'язкість їх модифікованого цементного тіста становить 9800 мПа·S і 12900мПа відповідно·S, різниця була значно зменшена, тому, вибираючи ефір целюлози в техніці, не потрібно прагнути до надмірно високої в’язкості ефіру целюлози. Крім того, у практичних інженерних застосуваннях концентрація ефіру целюлози відносно води зазвичай відносно низька. Наприклад, у звичайному штукатурному розчині водоцементне відношення зазвичай становить близько 0,65, а вміст ефіру целюлози становить від 0,2% до 0,6%. Концентрація води становить від 0,3% до 1%.

З результатів випробувань також видно, що різні типи ефірів целюлози по-різному впливають на в’язкість цементу.на основі штукатурки. Коли концентрація становить 1%, в'язкість трьох видів водних розчинів ефіру целюлози P2, E2 і H1 становить 4990 мПа·с, 5070 мПа·S і 5250 мПа·S відповідно, в'язкість розчину H1 найвища, але в'язкість P2, E2 і H1 трьох видів целюлозного ефіру. В'язкість цементних розчинів, модифікованих ефіром, становила 13800 мПа.·S, 12900 мПа·S і 12700мПа·S відповідно, а в'язкість цементних розчинів, модифікованих H1, була найменшою. Це пояснюється тим, що прості ефіри целюлози зазвичай сповільнюють гідратацію цементу. Серед трьох типів ефірів целюлози, HEC, HPMC і HEMC, HEC має найсильнішу здатність затримувати гідратацію цементу. Тому в Н1 модифікований цементна основі штукатурки, через повільнішу гідратацію цементу сітчаста структура продуктів гідратації цементу розвивається повільніше, а в'язкість є найнижчою.

2.2 Вплив швидкості обертання

Від впливу швидкості обертання віскозиметра на в'язкість чистого цементуна основі штукатурки і цемент, модифікований ефіром целюлозина основі штукатурки, можна побачити, що зі збільшенням швидкості обертання в’язкість модифікованого ефіру целюлози цементуна основі штукатурки і чистий цементна основі штукатурки різною мірою зменшується, тобто всі вони мають властивість зсувного стоншення і належать до псевдопластичної рідини. Чим менша швидкість обертання, тим більше зменшується в'язкість усього цементуна основі штукатурки зі швидкістю обертання, тобто тим очевидніша псевдопластичність цементуна основі штукатурки. Зі збільшенням швидкості обертання крива в'язкості цементу знижуєтьсяна основі штукатурки поступово стає більш плоскою, а псевдопластичність слабшає. У порівнянні з чистим цементомна основі штукатурки, псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки слабший, тобто включення ефіру целюлози знижує псевдопластичність цементуна основі штукатурки.

Від впливу швидкості обертання на в'язкість цементуна основі штукатурки за різних типів ефіру целюлози та в’язкості можна знати, що цементна основі штукатурки модифікований різними ефірами целюлози має різну псевдопластичну міцність, і чим менша в'язкість ефіру целюлози, тим вище в'язкість модифікованого цементуна основі штукатурки. Тим очевидніша псевдопластичність цементуна основі штукатурки є; псевдопластичність модифікованого цементуна основі штукатурки не має очевидної різниці з різними типами ефірів целюлози з подібною в'язкістю. З P2, E2 і H1 три види модифікованого ефіру целюлозина основі штукатурки у різних дозах (0,1%, 0,3%, 0,6% і 0,9%), вплив швидкості обертання на в'язкість може бути відомий, P2, E2 і H1 три види волокна. Цементні розчини, модифіковані простим ефіром, мають однакові результати тестування : коли кількість ефіру целюлози різна, їх псевдопластичність різна. Чим менша кількість ефіру целюлози, тим сильніша псевдопластичність модифікованого цементуна основі штукатурки.

Після контакту цементу з водою частинки цементу на поверхні швидко гідратуються, а продукти гідратації (особливо гель CSH) утворюють структуру агломерації. Коли в розчині діє спрямована зсувна сила, структура агломерації розкриється, так що вздовж напрямку зсувної сили опір спрямованого потоку зменшується, таким чином виявляючи властивість розрідження зсуву. Ефір целюлози є своєрідною макромолекулою з асиметричною структурою. Коли розчин нерухомий, молекули ефіру целюлози можуть мати різну орієнтацію. Коли в розчині діє спрямована сила зсуву, довгий ланцюжок молекули повертатиметься й рухатиметься. Напрямок сили зсуву зменшується, що призводить до зменшення опору потоку, а також проявляє властивість стоншення при зсуві. Порівняно з продуктами гідратації цементу, молекули ефіру целюлози є більш гнучкими та мають певну буферну здатність для сили зсуву. Тому в порівнянні з чистим цементомна основі штукатурки, псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки є слабшим, і зі збільшенням в’язкості або вмісту ефіру целюлози буферний ефект молекул ефіру целюлози на силу зсуву стає більш очевидним. Пластичність стає слабкою.

2.3 Вплив температури

Від впливу перепадів температури (20°C, 27°C і 35°в) на в'язкість цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки, можна побачити, що коли вміст ефіру целюлози становить 0,6%, із підвищенням температури чистий цементна основі штукатурки і M1 В'язкість модифікованого цементуна основі штукатурки збільшується, а також в'язкість інших цементів, модифікованих ефіром целюлозина основі штукатурки зменшилася, але зменшення не було великим, і в’язкість модифікованого цементу Н1на основі штукатурки найбільше зменшилася. Що стосується модифікованого цементу Е2на основі штукатурки стосується в'язкості цементу, коли коефіцієнт полізолу становить 0,6%.на основі штукатурки зменшується з підвищенням температури, а при полізольному відношенні 0,3% в'язкість цементуна основі штукатурки збільшується з підвищенням температури.

Взагалі кажучи, через зменшення сили міжмолекулярної взаємодії в’язкість рідини зменшуватиметься з підвищенням температури, що стосується розчину ефіру целюлози. Однак із підвищенням температури та збільшенням часу контакту між цементом і водою швидкість гідратації цементу значно прискориться, а ступінь гідратації збільшиться, тому в’язкість чистого цементуна основі штукатурки натомість збільшиться.

Цемент модифікований ефіром целюлозина основі штукатурки, ефір целюлози буде адсорбуватися на поверхні продуктів гідратації цементу, тим самим пригнічуючи гідратацію цементу, але різні типи та кількості ефірів целюлози мають різну здатність інгібувати гідратацію цементу, MC (такий як M1) має слабку здатність інгібувати гідратацію цементу, а зі збільшенням температури швидкість гідратації цементуна основі штукатурки все ще швидше, тому, коли температура підвищується, в'язкість загалом збільшується; HEC, HPMC і HEMC можуть значно пригнічувати гідратацію цементу, оскільки температура підвищується, швидкість гідратації цементуна основі штукатурки повільніше, тому в міру підвищення температури модифікований цемент HEC, HPMC і HEMC В'язкістьна основі штукатурки (0,6% співвідношення полізолу), як правило, знижується, і оскільки здатність ГЕЦ затримувати гідратацію цементу є більшою, ніж здатність ГПМЦ і ГЕМЦ, зміна ефіру целюлози в змінах температури (20°C, 27°C і 35°В) В'язкість модифікованого цементу Н1на основі штукатурки найбільше зменшується з підвищенням температури. Однак гідратація цементу все ще існує, коли температура вища, тому ступінь відновлення модифікованого ефіру целюлози цементуна основі штукатурки при підвищенні температури не виявляється. Що стосується модифікованого цементу Е2на основі штукатурки стосується того, що коли дозування високе (зольний коефіцієнт становить 0,6%), ефект інгібування гідратації цементу очевидний, а в’язкість зменшується з підвищенням температури; коли дозування низьке (зольний відношення становить 0,3%), ефект інгібування гідратації цементу неочевидний, а в’язкість збільшується з підвищенням температури.

3. Висновок

(1) З безперервним збільшенням вмісту ефіру целюлози швидкість збільшення в’язкості та в’язкості цементуна основі штукатурки продовжують збільшуватися. Структура молекулярної мережі ефіру целюлози та структура мережі продуктів гідратації цементу переплітаються, і початкова гідратація цементу опосередковано збільшує концентрацію ефіру целюлози, так що в’язкість розчину ефіру целюлози та цементуна основі штукатурки має «композитний ефект суперпозиції», тобто ефір целюлози. В’язкість модифікованого цементуна основі штукатурки набагато більше, ніж сума їхніх відповідних в'язкостей. У порівнянні з модифікованими цементними розчинами HPMC і HEMC, цементні розчини, модифіковані HEC, мають нижчі значення в’язкості через повільніший розвиток гідратації.

(2) Цемент, модифікований ефіром целюлозина основі штукатурки і чистий цементна основі штукатурки мають властивість стоншення при зсуві або псевдопластичності; псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки нижче, ніж у чистого цементуна основі штукатурки; нижча швидкість обертання або целюлоза Нижча в'язкість цементу, модифікованого ефіромна основі штукатуркиабо чим нижчий вміст ефіру целюлози, тим очевидніша псевдопластичність цементу, модифікованого ефіром целюлозина основі штукатурки.

(3) Оскільки температура продовжує зростати, швидкість і ступінь гідратації цементу збільшуються, так що в'язкість чистого цементуна основі штукатурки поступово збільшується. Через те, що ефіри целюлози різного типу та кількості мають різну здатність перешкоджати гідратації цементу, в’язкість модифікованого цементного тіста змінюється залежно від температури.