Tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan tsement shlami

Ion bo'lmagan tsellyuloza efirining turli molekulyar strukturasining tsement shlamining g'ovak tuzilishiga ta'siri ishlash zichligi testi va makroskopik va mikroskopik gözenek tuzilishini kuzatish orqali o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, nonionik tsellyuloza efiri tsement shlamining porozligini oshirishi mumkin. Ion bo'lmagan tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan atalaning yopishqoqligi o'xshash bo'lsa, g'ovakligigidroksietiltsellyuloza efiri(HEC) o'zgartirilgan atala gidroksipropil metil tsellyuloza efiri (HPMC) va metil tsellyuloza efiri (MC) bilan o'zgartirilgan ataladan kichikroqdir. Shunga o'xshash guruh tarkibiga ega HPMC tsellyuloza efirining yopishqoqligi / nisbiy molekulyar og'irligi qanchalik past bo'lsa, uning o'zgartirilgan tsement atalasining porozligi shunchalik kichik bo'ladi. Ion bo'lmagan tsellyuloza efiri suyuq fazaning sirt tarangligini pasaytiradi va tsement shlamini pufakchalar hosil qilishni osonlashtiradi. Ion bo'lmagan tsellyuloza efir molekulalari pufakchalarning gaz-suyuqlik interfeysida yo'nalishda adsorbsiyalanadi, bu ham tsement shlami fazasining viskozitesini oshiradi va tsement shlamining pufakchalarni barqarorlashtirish qobiliyatini oshiradi.

Kalit so'zlar:nonionik tsellyuloza efiri; Tsement eritmasi; Teshik tuzilishi; Molekulyar tuzilish; Yuzaki taranglik; yopishqoqlik

Noionik tsellyuloza efiri (keyingi o'rinlarda tsellyuloza efiri) mukammal qalinlashuv va suvni ushlab turish xususiyatiga ega va quruq aralash ohak, o'z-o'zidan siqilgan beton va boshqa yangi tsement asosidagi materiallarda keng qo'llaniladi. Tsement asosidagi materiallarda ishlatiladigan tsellyuloza efirlari odatda metil tsellyuloza efiri (MC), gidroksipropil metil tsellyuloza efiri (HPMC), gidroksietil metil tsellyuloza efiri (HEMC) va gidroksietil tsellyuloza efirini (HEC) o'z ichiga oladi, ular orasida HPMC va HEMC eng keng tarqalgan ilovalar hisoblanadi. .

Tsellyuloza efiri tsement shlamining gözenek tuzilishiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Pourchez va boshqalar, aniq zichlik testi, gözenek hajmi testi (simob in'ektsiya usuli) va sEM tasvir tahlili orqali tsellyuloza efiri diametri taxminan 500 nm bo'lgan teshiklar sonini va diametri taxminan 50-250 mkm bo'lgan teshiklarni ko'paytirishi mumkin degan xulosaga keldi. tsement shlami. Bundan tashqari, qotib qolgan tsement atala uchun, past molekulyar og'irlikdagi HEC modifikatsiyalangan tsement atalasining g'ovak o'lchamlari taqsimoti sof tsement shlamiga o'xshaydi. Yuqori molekulyar og'irlikdagi HEC modifikatsiyalangan tsement shlamining umumiy g'ovak hajmi sof tsement shlamiga qaraganda yuqori, ammo taxminan bir xil mustahkamlikdagi HPMC modifikatsiyalangan tsement atalasidan past. SEM kuzatuvi orqali Zhang va boshqalar. HEMC tsement ohaklarida diametri taxminan 0,1 mm bo'lgan teshiklar sonini sezilarli darajada oshirishi mumkinligini aniqladi. Shuningdek, ular simob in'ektsiyasi sinovi orqali HEMC tsement shlamining umumiy gözenek hajmini va o'rtacha teshik diametrini sezilarli darajada oshirishi mumkinligini aniqladilar, buning natijasida diametri 50 nm ~ 1 mkm bo'lgan katta teshiklar va diametri undan katta bo'lgan katta teshiklar soni sezilarli darajada oshadi. 1 mikrondan ortiq. Biroq, diametri 50 nm dan kam bo'lgan teshiklar soni sezilarli darajada kamaydi. Saric-Coric va boshqalar. tsellyuloza efiri tsement shlamini ko'proq g'ovak qiladi va makroporlarning ko'payishiga olib keladi, deb ishongan. Jenni va boshqalar. ishlash zichligini sinovdan o'tkazdi va HEMC modifikatsiyalangan tsement ohakning gözenek hajmi ulushi taxminan 20% ekanligini aniqladi, sof tsement ohak esa faqat oz miqdordagi havoni o'z ichiga oladi. Silva va boshqalar. 3,9 nm va 40 ~ 75 nm bo'lgan ikkita cho'qqiga qo'shimcha ravishda, sof tsement shlami sifatida, simob in'ektsiya sinovi orqali 100 ~ 500 nm va 100 mkm dan ortiq ikkita cho'qqi ham borligini aniqladi. Ma Baoguo va boshqalar. tsellyuloza efiri simob in'ektsiya sinovi orqali tsement ohaklarida diametri 1 mkm dan kam bo'lgan mayda gözenekler va diametri 2 mkm dan katta bo'lgan katta teshiklar sonini oshirganligini aniqladi. Tsellyuloza efiri tsement shlamining g'ovakligini oshirishi sababiga kelsak, odatda tsellyuloza efiri sirt faolligiga ega, havo va suv interfeysida boyitib, plyonka hosil qiladi, tsement shlamida pufakchalarni barqarorlashtiradi.

Yuqoridagi adabiyotlarni tahlil qilish orqali tsement asosidagi materiallarning g'ovak tuzilishiga tsellyuloza efirining ta'siri katta e'tiborga ega ekanligini ko'rish mumkin. Biroq, tsellyuloza efirining ko'p turlari mavjud, bir xil turdagi tsellyuloza efiri, uning nisbiy molekulyar og'irligi, guruh tarkibi va boshqa molekulyar tuzilish parametrlari ham juda farq qiladi va tsellyuloza efirini tanlash bo'yicha mahalliy va xorijiy tadqiqotchilar faqat ularning tegishli qo'llanilishi bilan cheklangan. maydon, vakillik etishmasligi, xulosa muqarrar "ortiqcha umumlashtirish", shuning uchun tsellyuloza efir mexanizmini tushuntirish etarli darajada chuqur emas. Ushbu maqolada turli xil molekulyar tuzilishga ega tsellyuloza efirining tsement shlamining g'ovak tuzilishiga ta'siri ko'rinadigan zichlik sinovi va makroskopik va mikroskopik gözenek tuzilishini kuzatish orqali o'rganildi.

1. Sinov

1.1 Xom ashyo

Tsement Huaxin Cement Co., LTD. tomonidan ishlab chiqarilgan P·O 42,5 oddiy portlend tsement bo'lib, uning kimyoviy tarkibi AXIOS Ad-Vanced to'lqin uzunligi dispersiyasi tipidagi rentgen-fluoresan spektrometri (PANa — litik, Niderlandiya) yordamida o'lchandi. faza tarkibi esa Bogue usuli bilan baholandi.

Tsellyuloza efiri to'rt turdagi tijorat tsellyuloza efirini tanladi, mos ravishda metil tsellyuloza efiri (MC), gidroksipropil metil tsellyuloza efiri (HPMC1, HPMC2) va gidroksietil tsellyuloza efiri (HEC), HPMC1 molekulyar tuzilishi va HPMC2 shunga o'xshash, ammo yopishqoqlik HPMC2 dan ancha past. , Ya'ni HPMC1 ning nisbiy molekulyar massasi HPMC2nikidan ancha kichik. Gidroksietil metil tsellyuloza efiri (HEMc) va HPMC ning o'xshash xususiyatlari tufayli ushbu tadqiqotda HEMClar tanlanmagan. Namlikning sinov natijalariga ta'sirini oldini olish uchun barcha tsellyuloza efirlari ishlatishdan oldin 2 soat davomida 98 ℃ da pishirilgan.

Tsellyuloza efirining viskozitesi NDJ-1B aylanma viskozimetri (Shanxay Changji kompaniyasi) tomonidan sinovdan o'tkazildi. Sinov eritmasining konsentratsiyasi (tsellyuloza efirining suvga massa nisbati) 2,0%, harorat 20 ℃ va aylanish tezligi 12 r/min edi. Sellyuloza efirining sirt tarangligi halqa usuli bilan tekshirildi. Sinov asbobi JK99A avtomatik tensiometri (Shanxay Zhongchen kompaniyasi) edi. Sinov eritmasining konsentratsiyasi 0,01% va harorat 20 ℃ edi. Tsellyuloza efir guruhi tarkibi ishlab chiqaruvchi tomonidan taqdim etiladi.

Tsellyuloza efirining yopishqoqligi, sirt tarangligi va guruh tarkibiga ko'ra, eritma konsentratsiyasi 2,0% bo'lsa, HEC va HPMC2 eritmasining yopishqoqlik nisbati 1: 1,6, HEC va MC eritmasining yopishqoqlik nisbati 1: 0,4, lekin bu testda suv-tsement nisbati 0,35, maksimal sement nisbati 0,6%, tsellyuloza efirining suvga massa nisbati taxminan 1,7%, 2,0% dan kam va tsement shlamining viskoziteye sinergik ta'siri, shuning uchun HEC, HPMC2 yoki MC modifikatsiyalangan tsement atalasining yopishqoqlik farqi kichik.

Tsellyuloza efirining viskozitesi, sirt tarangligi va guruh tarkibiga ko'ra, har bir tsellyuloza efirining sirt tarangligi har xil. Tsellyuloza efiri ikkala gidrofil guruhlarga (gidroksil va efir guruhlari) va hidrofobik guruhlarga (metil va glyukoza uglerod halqasi) ega, sirt faol moddadir. Tsellyuloza efiri har xil, gidrofil va hidrofobik guruhlarning turi va tarkibi har xil, natijada sirt tarangligi har xil bo'ladi.

1.2 Sinov usullari

Olti turdagi tsement shlamlari, shu jumladan sof tsement shlami, 0,60% tsement nisbati bilan to'rtta tsellyuloza efiri (MC, HPMCl, HPMC2 va HEC) modifikatsiyalangan tsement shlami va 0,05% tsement nisbati bilan HPMC2 modifikatsiyalangan tsement shlami tayyorlandi. Ref, MC - 0,60, HPMCl - 0,60, Hpmc2-0,60. HEC 1-0,60 va hpMC2-0,05 suv-tsement nisbati ikkalasi ham 0,35 ekanligini ko'rsatadi.

GB / T 17671 1999 ga muvofiq tsement shlamlari birinchi bo'lib 20 ℃ muhrlangan qattiqlashuv 28d sharti ostida 40 mm × 40 mm × 160 mm prizma sinov blokiga kiritilgan "tsement ohak kuchini sinash usuli (ISO usuli)". Uning ko‘rinadigan zichligini tortish va hisoblab chiqqach, kichik bolg‘acha bilan yoriladi va sinov blokining markaziy qismidagi makroteshik holati kuzatilib, raqamli kamera yordamida suratga olindi. Shu bilan birga, optik mikroskop (HIROX uch o'lchamli video mikroskop) va skanerlash elektron mikroskopi (JSM-5610LV) orqali kuzatish uchun 2,5 ~ 5,0 mm kichik bo'laklar olindi.

2. Test natijalari

2.1 Ko'rinadigan zichlik

Turli xil tsellyuloza efirlari bilan o'zgartirilgan tsement shlamining ko'rinadigan zichligiga ko'ra, (1) sof tsement shlamining ko'rinadigan zichligi eng yuqori, ya'ni 2044 kg / m³; Tsement nisbati 0,60% bo'lgan to'rt turdagi tsellyuloza efiri o'zgartirilgan atalasining ko'rinadigan zichligi sof tsement shlamiga nisbatan 74% ~ 88% ni tashkil etdi, bu tsellyuloza efiri tsement atalasining g'ovakliligini oshirishga olib kelganligini ko'rsatadi. (2) Tsement va tsement nisbati 0,60% bo'lsa, turli xil tsellyuloza efirlarining tsement shlamining porozitesiga ta'siri juda farq qiladi. HEC, HPMC2 va MC modifikatsiyalangan tsement atalasining yopishqoqligi o'xshash, ammo HEC modifikatsiyalangan tsement atalasining ko'rinadigan zichligi eng yuqori bo'lib, HEC modifikatsiyalangan tsement atalasining g'ovakliligi HPMc2 va Mc modifikatsiyalangan tsement shlamiga nisbatan kichikroq ekanligini ko'rsatadi. . HPMc1 va HPMC2 o'xshash guruh tarkibiga ega, ammo HPMCl ning yopishqoqligi HPMC2 ga qaraganda ancha past va HPMCl o'zgartirilgan tsement atalasining ko'rinadigan zichligi HPMC2 o'zgartirilgan tsement shlamiga qaraganda ancha yuqori, bu guruh tarkibi o'xshash bo'lganida ekanligini ko'rsatadi. , tsellyuloza efirining viskozitesi qanchalik past bo'lsa, o'zgartirilgan tsement shlamining g'ovakliligi shunchalik past bo'ladi. (3) Tsement-tsement nisbati juda kichik (0,05%) bo'lsa, HPMC2 bilan o'zgartirilgan tsement shlamining ko'rinadigan zichligi asosan sof tsement shlamiga yaqin bo'lib, tsellyuloza efirining tsementning g'ovakliligiga ta'sirini ko'rsatadi. atala juda kichik.

2.2 Makroskopik teshik

Raqamli kamera tomonidan olingan tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan tsement shlamining bo'lim fotosuratlariga ko'ra, sof tsement shlami juda zich, deyarli ko'rinadigan teshiklari yo'q; Tsement nisbati 0,60% bo'lgan to'rt turdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan atala ko'proq makroskopik gözeneklere ega, bu tsellyuloza efiri tsement atalasining g'ovakliligini oshirishga olib kelishini ko'rsatadi. Ko'rinib turgan zichlik sinovi natijalariga o'xshab, turli xil tsellyuloza efiri turlari va tarkibining tsement shlamining g'ovakliligiga ta'siri butunlay boshqacha. HEC, HPMC2 va MC modifikatsiyalangan atalaning yopishqoqligi o'xshash, ammo HEC o'zgartirilgan atalaning g'ovakligi HPMC2 va MC modifikatsiyalangan ataladan kichikroq. HPMC1 va HPMC2 o'xshash guruh tarkibiga ega bo'lsa-da, pastroq yopishqoqlikka ega HPMC1 modifikatsiyalangan atala kichikroq g'ovaklikka ega. HPMc2 o'zgartirilgan atalasining tsement-tsement nisbati juda kichik (0,05%) bo'lsa, makroskopik g'ovaklarning soni toza tsement shlamiga qaraganda bir oz ko'payadi, ammo 0,60% tsement-to'lovli HPMC2 modifikatsiyalangan atalaga qaraganda ancha kamayadi. -tsement nisbati.

2.3 Mikroskopik teshik

4. Xulosa

(1) Tsellyuloza efiri tsement shlamining porozligini oshirishi mumkin.

(2) Tsellyuloza efirining turli xil molekulyar tuzilish parametrlariga ega bo'lgan tsement shlamining g'ovakliligiga ta'siri boshqacha: tsellyuloza efiri o'zgartirilgan tsement atalasining yopishqoqligi o'xshash bo'lsa, HEC modifikatsiyalangan tsement atalasining porozligi HPMC va MC modifikatsiyalanganidan kichikroqdir. tsement eritmasi; Shunga o'xshash guruh tarkibiga ega HPMC tsellyuloza efirining yopishqoqligi / nisbiy molekulyar og'irligi qanchalik past bo'lsa, uning o'zgartirilgan tsement atalasining g'ovakliligi shunchalik past bo'ladi.

(3) Tsellyuloza efirini tsement shlamiga qo'shgandan so'ng, suyuq fazaning sirt tarangligi pasayadi, shuning uchun tsement shlamining pufakchalarini hosil qilish oson i tsellyuloza efir molekulalarining qabariq gaz-suyuqlik interfeysida yo'naltirilgan adsorbsiyasi, mustahkamligi va qattiqligini yaxshilaydi. qabariq gaz-suyuqlik interfeysida qabariq suyuqlik plyonkasi adsorbsiyasi, qabariq suyuq plyonkaning mustahkamligini yaxshilaydi va qattiq loyning qabariqni barqarorlashtirish qobiliyatini mustahkamlaydi.