Erta etringitning morfologiyasi bo'yicha tsellyuloza efiri

Gidroksietilmetiltsellyuloza efiri va metiltsellyuloza efirining erta tsement shlamida etringit morfologiyasiga ta'siri skanerlash elektron mikroskopiya (SEM) yordamida o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, gidroksietil metiltsellyuloza efiri bilan o'zgartirilgan ataladagi etringit kristallarining uzunligi-diametri nisbati oddiy ataladagiga qaraganda kichikroq va etringit kristallarining morfologiyasi qisqa tayoqchaga o'xshaydi. Metiltsellyuloza efiri bilan o'zgartirilgan ataladagi etringit kristallarining uzunligi-diametri nisbati oddiy ataladan kattaroqdir va etringit kristallarining morfologiyasi igna-tayoqchadir. Oddiy tsement shlamlaridagi etrinjit kristallari o'rtasida bir joyda nisbati bor. Yuqoridagi eksperimental tadqiqot natijasida yana aniq bo'ladiki, ikki turdagi tsellyuloza efirining molekulyar og'irligi farqi etringit morfologiyasiga ta'sir qiluvchi eng muhim omil hisoblanadi.

Kalit so'zlar:etringit; Uzunlik-diametr nisbati; metiltsellyuloza efiri; gidroksietilmetiltsellyuloza efiri; morfologiya

Ettringit, biroz kengaytirilgan hidratsiya mahsuloti sifatida, tsement betonining ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi va har doim tsement asosidagi materiallarning tadqiqot nuqtasi bo'lib kelgan. Ettringit trisulfidli turdagi kaltsiy aluminat gidratining bir turi bo'lib, uning kimyoviy formulasi [Ca3Al (OH) 6 · 12H2O] 2 · (SO4) 3 · 2H2O yoki 3CaO · Al2O3 · 3CaSO4 · 32H2O sifatida yozilishi mumkin, ko'pincha AFt sifatida qisqartiriladi. . Portlend tsement tizimida ettringit asosan gipsning aluminat yoki temir aluminat minerallari bilan reaksiyaga kirishishi natijasida hosil bo'ladi, bu sementning hidratsiyasini va erta mustahkamligini kechiktirish rolini o'ynaydi. Ettringitning shakllanishi va morfologiyasiga harorat, pH qiymati va ion kontsentratsiyasi kabi ko'plab omillar ta'sir qiladi. 1976 yildayoq Metha va boshqalar. AFt ning morfologik xususiyatlarini o'rganish uchun skanerlash elektron mikroskopidan foydalangan va o'sish maydoni etarlicha katta bo'lganda va bo'shliq cheklangan bo'lsa, bunday bir oz kengaytirilgan hidratsiya mahsulotlarining morfologiyasi biroz farq qilishini aniqladi. Birinchisi, asosan, ingichka igna tayog'i shaklidagi sharchalar, ikkinchisi esa asosan qisqa tayoq shaklidagi prizma edi. Yang Venyanning tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, AFt shakllari turli xil davolash muhitlari bilan farq qiladi. Nam muhit kengaytiruvchi qo'shimchali betonda AFt hosil bo'lishini kechiktiradi va betonning shishishi va yorilishi ehtimolini oshiradi. Turli muhitlar nafaqat AFt ning shakllanishi va mikro tuzilishiga, balki uning hajmi barqarorligiga ham ta'sir qiladi. Chen Huxing va boshqalar. AFt ning uzoq muddatli barqarorligi C3A tarkibining ortishi bilan kamayganligini aniqladi. Klark va Monteiro va boshqalar. atrof-muhit bosimining oshishi bilan AFt kristall strukturasi tartibdan tartibsizlikka o'zgarganligini aniqladi. Balonis va Glasser AFm va AFt ning zichlik o'zgarishlarini ko'rib chiqdilar. Renaudin va boshqalar. eritmaga botirishdan oldin va keyin AFt ning strukturaviy oʻzgarishlarini hamda Raman spektridagi AFt ning strukturaviy parametrlarini oʻrgandi. Kunther va boshqalar. NMR orqali CSH gel kaltsiy-kremniy nisbati va sulfat ioni o'rtasidagi o'zaro ta'sirning AFt kristallanish bosimiga ta'sirini o'rganib chiqdi. Shu bilan birga, tsement asosidagi materiallarda AFtni qo'llash asosida Wenk va boshqalar. qattiq sinxrotronli nurlanish rentgen nurlari diffraksion pardozlash texnologiyasi orqali beton uchastkaning AFt kristall yo'nalishini o'rgangan. Aralash sementda AFt ning hosil bo'lishi va etringitning tadqiqot nuqtasi o'rganildi. Kechiktirilgan etringit reaktsiyasiga asoslanib, ba'zi olimlar AFt fazasining sabablari bo'yicha ko'plab tadqiqotlar o'tkazdilar.

Ettringit hosil bo'lishidan kelib chiqadigan hajmning kengayishi ba'zan qulaydir va u tsement asosidagi materiallarning hajm barqarorligini saqlab qolish uchun magniy oksidi kengaytiruvchi agentiga o'xshash "kengaytirish" vazifasini bajarishi mumkin. Polimer emulsiyasi va qayta tarqaladigan emulsiya kukuni qo'shilishi tsement asosidagi materiallarning mikro tuzilishiga sezilarli ta'siri tufayli tsement asosidagi materiallarning makroskopik xususiyatlarini o'zgartiradi. Biroq, asosan qotib qolgan ohakning bog'lanish xususiyatini yaxshilaydigan qayta tarqaladigan emulsiya kukunidan farqli o'laroq, suvda eruvchan polimer tsellyuloza efiri (CE) yangi aralashtirilgan ohakga yaxshi suvni ushlab turish va qalinlashtiruvchi ta'sir ko'rsatadi, shu bilan ish faoliyatini yaxshilaydi. Ion bo'lmagan Idoralar odatda qo'llaniladi, jumladan metil tsellyuloza (MC), gidroksietil tsellyuloza (HEC), gidroksipropil metil tsellyuloza (HPMC),gidroksietil metil tsellyuloza (HEMC)va boshqalar, va Idoralar yangi aralashtirilgan ohakda rol o'ynaydi, lekin tsement shlamining hidratsiya jarayoniga ham ta'sir qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, HEMC hidratsiya mahsuloti sifatida ishlab chiqarilgan AFt miqdorini o'zgartiradi. Biroq, hech qanday tadqiqotlar CE ning AFt mikroskopik morfologiyasiga ta'sirini tizimli ravishda taqqoslamagan, shuning uchun ushbu maqola HEMC va MC ning erta (1 kunlik) tsement shlamida etringhamning mikroskopik morfologiyasiga ta'sirining farqini tasvirni tahlil qilish va tahlil qilish orqali o'rganadi. solishtirish.

1. Tajriba

1.1 Xom ashyo

Tajribada tsement sifatida Anhui Conch Cement Co., LTD tomonidan ishlab chiqarilgan P·II 52,5R portlend tsementi tanlandi. Ikki tsellyuloza efiri navbati bilan gidroksietil metiltsellyuloza (HEMC) va metiltsellyuloza (metiltsellyuloza, Shanxay Sinopath guruhi). MC); Aralash suvi musluk suvidir.

1.2 Eksperimental usullar

Tsement pastasi namunasining suv-tsement nisbati 0,4 (suvning tsementning massa nisbati), tsellyuloza efirining miqdori esa tsement massasining 1% ni tashkil etdi. Namuna tayyorlash GB1346-2011 "Suv ​​iste'moli, sozlash vaqti va tsement standart konsistensiyasining barqarorligi uchun sinov usuli" ga muvofiq amalga oshirildi. Namuna hosil bo'lgandan so'ng, er usti suvining bug'lanishi va karbonlanishining oldini olish uchun qolip yuzasiga plastik plyonka o'ralgan va namuna (20 ± 2) ℃ harorat va nisbiy namlik (60 ± 5) bo'lgan ishlov berish xonasiga joylashtirilgan. ) %. 1 kundan so'ng, mog'or olib tashlandi va namuna sindirildi, so'ngra o'rtadan kichik namuna olindi va hidratsiyani tugatish uchun suvsiz etanolga namlangan va sinovdan oldin namuna olingan va quritilgan. Quritilgan namunalar o'tkazgichli ikki tomonlama yopishtiruvchi bilan namuna stoliga yopishtirilgan va Cressington 108auto avtomatik ion püskürtme moslamasi bilan yuzaga oltin plyonka qatlami püskürtülmüş. Cho'kish oqimi 20 mA, püskürtme vaqti esa 60 s edi. FEI QUANTAFEG 650 atrof-muhitni skanerlash elektron mikroskopi (ESEM) namuna bo'limida AFt ning morfologik xususiyatlarini kuzatish uchun ishlatilgan. AFTni kuzatish uchun yuqori vakuumli ikkilamchi elektron rejimi ishlatilgan. Tezlashtirish kuchlanishi 15 kV, nurli nuqta diametri 3,0 nm va ish masofasi taxminan 10 mm da nazorat qilingan.

2. Natijalar va muhokama

Qattiqlashtirilgan HEMC-modifikatsiyalangan tsement shlamida etringitning SEM tasvirlari qatlamli Ca (OH) 2 (CH) ning orientatsiya o'sishi aniq ekanligini ko'rsatdi va AFt qisqa tayoqchaga o'xshash AFt ning tartibsiz to'planishini ko'rsatdi va ba'zi qisqa tayoqchaga o'xshash AFT qoplangan. HEMC membrana tuzilishi bilan. Chjan Dongfang va boshqalar. ESEM orqali HEMC modifikatsiyalangan tsement shlamining mikro tuzilmasi o'zgarishlarini kuzatishda qisqa tayoqchaga o'xshash AFt ham topildi. Ular oddiy tsement shlamining suvga duch kelganidan keyin tezda reaksiyaga kirishishiga ishonishdi, shuning uchun AFt kristalli nozik bo'lib, hidratsiya yoshining kengayishi uzunlik-diametr nisbatining doimiy o'sishiga olib keldi. Biroq, HEMC eritmaning viskozitesini oshirdi, eritmadagi ionlarning bog'lanish tezligini pasaytirdi va suvning klinker zarralari yuzasiga kelishini kechiktirdi, shuning uchun AFt ning uzunlik-diametr nisbati zaif tendentsiyada oshdi va uning morfologik xususiyatlarini ko'rsatdi. qisqa tayoqcha shakli. Xuddi shu yoshdagi oddiy tsement shlamida AFt bilan solishtirganda, bu nazariya qisman tasdiqlangan, ammo MC modifikatsiyalangan tsement shlamida AFt ning morfologik o'zgarishlarini tushuntirish uchun qo'llanilmaydi. 1 kunlik qattiqlashtirilgan MC modifikatsiyalangan tsement shlamida ettriditning SEM tasvirlari ham qatlamli Ca (OH) 2 ning yo'naltirilgan o'sishini ko'rsatdi, ba'zi AFt sirtlari ham MC plyonka tuzilishi bilan qoplangan va AFt klaster o'sishining morfologik xususiyatlarini ko'rsatdi. Biroq, taqqoslash uchun, MC modifikatsiyalangan tsement shlamidagi AFt kristalli kattaroq uzunlik-diametr nisbati va yanada nozik morfologiyaga ega bo'lib, odatiy acikulyar morfologiyani ko'rsatadi.

HEMC ham, MC ham tsementning erta hidratsiya jarayonini kechiktirdi va eritmaning yopishqoqligini oshirdi, ammo ular tomonidan yuzaga kelgan AFt morfologik xususiyatlaridagi farqlar hali ham muhim edi. Yuqoridagi hodisalarni tsellyuloza efirining molekulyar tuzilishi va AFt kristalli strukturasi nuqtai nazaridan yanada takomillashtirish mumkin. Renaudin va boshqalar. sintezlangan AFt ni tayyorlangan ishqor eritmasiga solib, “ho’l AFt” oladi va uni qisman olib tashlab, “quruq AFt” olish uchun to’yingan CaCl2 eritmasi (35% nisbiy namlik) yuzasida quritiladi. Raman spektroskopiyasi va rentgen kukunlari diffraktsiyasi yordamida strukturani takomillashtirishni o'rganishdan so'ng, ikkita tuzilma o'rtasida farq yo'qligi aniqlandi, faqat quritish jarayonida hujayralarning kristallanish yo'nalishi o'zgargan, ya'ni atrof-muhitni muhofaza qilish jarayonida. "ho'l" dan "quruq" ga o'zgarishi, AFt kristallari asta-sekin o'sib boruvchi normal yo'nalish bo'ylab hujayralarni hosil qiladi. c normal yo'nalishi bo'ylab AFt kristallari tobora kamayib bordi. Uch o'lchovli fazoning eng asosiy birligi bir-biriga perpendikulyar bo'lgan normal chiziq, b normal chiziq va c normal chiziqdan iborat. Agar b normallar o'rnatilgan bo'lsa, AFt kristallari normallar bo'ylab to'planib, ab normallar tekisligida hujayra kesimining kattalashishiga olib keladi. Shunday qilib, agar HEMC MC dan ko'ra ko'proq suvni "saqlasa", mahalliylashtirilgan hududda "quruq" muhit paydo bo'lishi mumkin, bu esa lateral agregatsiyani va AFt kristallarining o'sishini rag'batlantiradi. Patural va boshqalar. Idoraning o'zi uchun polimerizatsiya darajasi qanchalik yuqori bo'lsa (yoki molekulyar og'irlik qanchalik katta bo'lsa), Idoraning yopishqoqligi shunchalik yuqori bo'ladi va suvni saqlash ko'rsatkichi shunchalik yaxshi bo'ladi. HEMC va MCS ning molekulyar tuzilishi bu gipotezani qo'llab-quvvatlaydi, gidroksietil guruhi vodorod guruhiga qaraganda ancha katta molekulyar og'irlikka ega.

Odatda, AFt kristallari faqat tegishli ionlar eritma tizimida ma'lum to'yinganlikka erishganda hosil bo'ladi va cho'kadi. Shuning uchun reaksiya eritmasidagi ion konsentratsiyasi, harorat, pH qiymati va hosil bo'lish maydoni kabi omillar AFt kristallarining morfologiyasiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin va sun'iy sintez sharoitlarining o'zgarishi AFt kristallarining morfologiyasini o'zgartirishi mumkin. Shuning uchun oddiy tsement shlamida AFt kristallarining nisbati tsementning erta hidratsiyasida suv sarfining yagona omili bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Biroq, HEMC va MC tomonidan kelib chiqqan AFt kristal morfologiyasidagi farq, asosan, ularning maxsus suvni ushlab turish mexanizmiga bog'liq bo'lishi kerak. Hemcs va MCS yangi tsement shlamining mikrozonasi ichida suv tashishning "yopiq halqasini" yaratadi, bu esa suvning "kirish oson va chiqishi qiyin" bo'lgan "qisqa davr" imkonini beradi. Biroq, bu davrda mikrozonadagi va uning yaqinidagi suyuqlik fazasi muhiti ham o'zgaradi. Ion kontsentratsiyasi, pH va boshqalar kabi omillar, o'sish muhitining o'zgarishi AFt kristallarining morfologik xususiyatlarida yanada namoyon bo'ladi. Suv transportining bu "yopiq halqasi" Pourchez va boshqalar tomonidan tasvirlangan ta'sir mexanizmiga o'xshaydi. HPMC suvni ushlab turishda rol o'ynaydi.

3. Xulosa

(1) Gidroksietil metil tsellyuloza efiri (HEMC) va metil tsellyuloza efiri (MC) qo'shilishi erta (1 kun) oddiy tsement shlamida etringitning morfologiyasini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.

(2) HEMC modifikatsiyalangan tsement shlamida etringit kristalining uzunligi va diametri kichik va qisqa novda shaklidir; MC modifikatsiyalangan tsement shlamida ettringit kristallarining uzunligi va diametri nisbati katta bo'lib, bu igna novda shaklidir. Oddiy tsement shlamlaridagi etringit kristallari bu ikkisi o'rtasida nisbatga ega.

(3) Ikki tsellyuloza efirining etringit morfologiyasiga turli ta'siri, asosan, molekulyar og'irlikdagi farq bilan bog'liq.