Ipa ti cellulose ether lori ooru ti hydration ti o yatọ si simenti ati nikan irin

awọn ipa ti cellulose ether lori hydration ooru ti Portland simenti, sulfoaluminate cement, tricalcium silicate ati tricalcium aluminate ni 72h ni a ṣe afiwe nipasẹ idanwo isothermal calorimetry. Awọn abajade fihan pe ether cellulose le dinku hydration ati oṣuwọn itusilẹ ooru ti simenti Portland ati silicate tricalcium, ati ipa idinku lori hydration ati iwọn itusilẹ ooru ti silicate tricalcium jẹ pataki diẹ sii. Ipa ti cellulose ether lori idinku oṣuwọn itusilẹ ooru ti hydration ti simenti sulfoaluminate jẹ alailagbara pupọ, ṣugbọn o ni ipa ti ko lagbara lori imudarasi oṣuwọn itusilẹ ooru ti hydration ti tricalcium aluminate. Cellulose ether yoo jẹ adsorbed nipasẹ diẹ ninu awọn ọja hydration, nitorinaa idaduro crystallization ti awọn ọja hydration, ati lẹhinna ni ipa lori iwọn itusilẹ ooru hydration ti simenti ati irin ẹyọkan.

Awọn ọrọ pataki:ether cellulose; Simẹnti; Ọrẹ ẹyọkan; Ooru ti hydration; adsorption

1. Ifihan

Cellulose ether jẹ oluranlowo ti o nipọn pataki ati oluranlowo idaduro omi ni amọ-lile gbigbẹ ti o gbẹ, kọngi ti ara ẹni ati awọn ohun elo miiran ti o da lori simenti. Sibẹsibẹ, ether cellulose yoo tun ṣe idaduro hydration simenti, eyiti o ṣe iranlọwọ lati mu akoko iṣiṣẹ ti awọn ohun elo ti o da lori simenti ṣe, mu ilọsiwaju amọ-lile ati pipadanu akoko slump nja, ṣugbọn tun le ṣe idaduro ilọsiwaju ilọsiwaju. Ni pataki, yoo ni awọn ipa buburu lori amọ-lile ati kọnja ti a lo ni awọn ipo agbegbe iwọn otutu kekere. Nitorina, o ṣe pataki pupọ lati ni oye ofin ti cellulose ether lori simenti hydration kinetics.

OU ati Pourchez ṣe iwadi ni ọna kika awọn ipa ti awọn paramita molikula gẹgẹbi iwuwo molikula ti ether cellulose, iru aropo tabi iwọn aropo lori awọn kainetik hydration cement, ati pe o ṣe ọpọlọpọ awọn ipinnu pataki: Agbara hydroxyethyl cellulose ether (HEC) lati ṣe idaduro hydration ti simenti maa n lagbara ju ti methyl cellulose ether (HPMC), hydroxymethyl ethyl cellulose ether (HEMC) ati methyl cellulose ether (MC). Ninu ether cellulose ti o ni methyl, isalẹ akoonu methyl, agbara ti o lagbara lati ṣe idaduro hydration ti simenti; Isalẹ iwuwo molikula ti ether cellulose, agbara ti o lagbara lati ṣe idaduro hydration ti simenti. Awọn ipinnu wọnyi pese ipilẹ ijinle sayensi fun yiyan cellulose ether ni deede.

Fun awọn ẹya oriṣiriṣi ti simenti, ipa ti ether cellulose lori awọn kinetics hydration cementi tun jẹ iṣoro ti o ni ifiyesi pupọ ninu awọn ohun elo ẹrọ. Sibẹsibẹ, ko si iwadi lori abala yii. Ninu iwe yii, ipa ti ether cellulose lori awọn kinetics hydration ti simenti Portland lasan, C3S (tricalcium silicate), C3A (tricalcium aluminate) ati simenti sulfoaluminate (SAC) ni a ṣe iwadi nipasẹ idanwo isothermal calorimetry, lati le ni oye ibaraenisepo ati siwaju sii. ti abẹnu siseto laarin cellulose ether ati simenti hydration awọn ọja. O pese ipilẹ ijinle sayensi siwaju fun lilo onipin ti cellulose ether ni awọn ohun elo ti o da lori simenti ati tun pese ipilẹ iwadi fun ibaraenisepo laarin awọn admixtures miiran ati awọn ọja hydration simenti.

2. Idanwo

2.1 aise Awọn ohun elo

(1) simenti Portland lasan (P·0). Ti ṣelọpọ nipasẹ Wuhan Huaxin Cement Co., LTD., Sipesifikesonu jẹ P · 042.5 (GB 175-2007), ti a pinnu nipasẹ pipinka gigun gigun-iru X-ray fluorescence spectrometer (AXIOS to ti ni ilọsiwaju, PANalytical Co., LTD.). Gẹgẹbi itupalẹ ti sọfitiwia JADE 5.0, ni afikun si awọn ohun alumọni clinker C3S, C2s, C3A, C4AF ati gypsum, awọn ohun elo aise simenti tun pẹlu kaboneti kalisiomu.

(2) simenti sulfoaluminate (SAC). Simenti sulfoaluminate lile lile ti a ṣe nipasẹ Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. jẹ R.Star 42.5 (GB 20472-2006). Awọn ẹgbẹ akọkọ rẹ jẹ kalisiomu sulfoaluminate ati dicalcium silicate.

(3) silicate tricalcium (C3S). Tẹ Ca (OH) 2, SiO2, Co2O3 ati H2O ni 3: 1: 0.08: Ibi-ipin ti 10 ti dapọ ni deede ati tẹ labẹ titẹ nigbagbogbo ti 60MPa lati ṣe billet alawọ ewe iyipo. Billet ti wa ni calcined ni 1400 ℃ fun 1.5 ~ 2 wakati ni ohun alumọni-molybdenum ọpá giga ina ileru, ati ki o gbe sinu makirowefu adiro fun siwaju makirowefu alapapo fun 40min. Lẹhin ti o mu billet naa jade, o ti tutu lairotẹlẹ ati fifọ leralera ati pe a sọ di mimọ titi akoonu CaO ọfẹ ninu ọja ti pari ko kere ju 1.0%

(4) tricalcium aluminate (c3A). CaO ati A12O3 ni a dapọ ni deede, ti a ṣe ni 1450 ℃ fun 4 h ni ileru ina eletiriki silikoni-molybdenum, ilẹ sinu lulú, ati ki o ṣe iṣiro leralera titi akoonu CaO ọfẹ jẹ kere ju 1.0%, ati pe awọn oke ti C12A7 ati CA jẹ bikita.

(5) ether cellulose. Išaaju iṣẹ akawe awọn ipa ti 16 iru cellulose ethers lori hydration ati ooru Tu oṣuwọn ti arinrin Portland simenti, ati ki o ri wipe o yatọ si iru ti cellulose ethers ni significant iyato lori awọn hydration ati ooru Tu ofin ti simenti, ati atupale awọn ti abẹnu siseto. iyatọ nla yii. Gẹgẹbi awọn abajade iwadi iṣaaju, awọn iru mẹta ti cellulose ether eyiti o ni ipa idaduro ti o han gbangba lori simenti Portland lasan ni a yan. Iwọnyi pẹlu hydroxyethyl cellulose ether (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), ati hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). A ṣe iwọn viscosity ti ether cellulose nipasẹ viscometer rotari pẹlu ifọkansi idanwo ti 2%, iwọn otutu ti 20℃ ati iyara yiyi ti 12 r/min. A ṣe iwọn viscosity ti ether cellulose nipasẹ viscometer rotari pẹlu ifọkansi idanwo ti 2%, iwọn otutu ti 20℃ ati iyara yiyi ti 12 r/min. Iwọn aropo molar ti ether cellulose ti pese nipasẹ olupese.

(6) Omi. Lo omi distilled keji.

2.2 igbeyewo ọna

Ooru ti hydration. TAM Air 8-ikanni isothermal calorimeter ti a ṣe nipasẹ TA Instrument Company ni a gba. Gbogbo awọn ohun elo aise ni a tọju iwọn otutu igbagbogbo lati ṣe idanwo iwọn otutu (bii (20± 0.5)℃) ṣaaju idanwo naa. Ni akọkọ, 3 g simenti ati 18 mg cellulose ether lulú ni a fi kun sinu calorimeter (ipin titobi ti ether cellulose si ohun elo cemellative jẹ 0.6%). Lẹhin ti o dapọ ni kikun, omi ti a dapọ (omi distilled keji) ni a fi kun ni ibamu si ipin omi-simenti ti a ti sọ tẹlẹ ati ki o ru ni deede. Lẹhinna, a yara fi sinu calorimeter fun idanwo. Iwọn binder-omi ti c3A jẹ 1.1, ati ipin-omi-omi ti awọn ohun elo cementious mẹta miiran jẹ 0.45.

3. Awọn esi ati ijiroro

3.1 igbeyewo esi

Awọn ipa ti HEC, HPMC ati HEMC lori oṣuwọn itusilẹ ooru hydration ati iwọn itusilẹ ooru ikojọpọ ti simenti Portland lasan, C3S ati C3A laarin awọn wakati 72, ati awọn ipa ti HEC lori oṣuwọn itusilẹ ooru hydration ati oṣuwọn itusilẹ ooru ti akopọ ti simenti sulfoaluminate laarin 72 h, HEC jẹ ether cellulose pẹlu ipa idaduro ti o lagbara julọ lori hydration ti simenti miiran ati irin kan. Apapọ awọn ipa meji, o le rii pe pẹlu iyipada ti akopọ ohun elo cementitious, ether cellulose ni awọn ipa oriṣiriṣi lori oṣuwọn itusilẹ ooru hydration ati itusilẹ ooru akopọ. Ti a ti yan cellulose ether le significantly din hydration ati ooru Tu oṣuwọn ti arinrin Portland simenti ati C, S, o kun prolongs awọn fifa irọbi akoko akoko, idaduro hihan hydration ati ooru Tu tente, laarin eyi ti awọn cellulose ether to C, S hydration. Oṣuwọn idaduro ooru jẹ kedere diẹ sii ju hydration simenti Portland lasan ati idaduro oṣuwọn itusilẹ ooru; Cellulose ether tun le ṣe idaduro oṣuwọn itusilẹ ooru ti hydration cement sulfoaluminate, ṣugbọn agbara idaduro jẹ alailagbara pupọ, ati ni pataki ṣe idaduro hydration lẹhin awọn wakati 2; Fun oṣuwọn itusilẹ ooru ti hydration C3A, ether cellulose ni agbara isare alailagbara.

3.2 Onínọmbà ati fanfa

Ilana ti cellulosic ether idaduro simenti hydration. Silva et al. ni idaniloju pe ether cellulosic pọ si iki ti ojutu pore ati idilọwọ awọn oṣuwọn ti ionic ronu, nitorina idaduro simenti hydration. Sibẹsibẹ, ọpọlọpọ awọn iwe ti ṣiyemeji ero yii, bi awọn idanwo wọn ti ri pe awọn ethers cellulose pẹlu iki kekere ni agbara ti o lagbara lati ṣe idaduro hydration cementi. Ni otitọ, akoko gbigbe ion tabi iṣilọ jẹ kukuru ti o han gbangba pe ko ṣe afiwe si akoko idaduro hydration cementi. Adsorption laarin cellulose ether ati awọn ọja hydration simenti ni a kà si idi gidi fun idaduro hydration cementi nipasẹ ether cellulose. Cellulose ether ti wa ni irọrun adsorbed si awọn dada ti hydration awọn ọja bi calcium hydroxide, CSH gel ati calcium aluminate hydrate, sugbon o jẹ ko rorun lati wa ni adsorbed nipa ettringite ati unhydrated alakoso, ati awọn adsorption agbara ti cellulose ether lori calcium hydroxide jẹ ti o ga ju. ti CSH gel. Nitorina, fun awọn ọja hydration simenti Portland lasan, cellulose ether ni idaduro ti o lagbara julọ lori calcium hydroxide, idaduro ti o lagbara julọ lori kalisiomu, idaduro keji lori gel CSH, ati idaduro alailagbara lori ettringite.

Awọn ijinlẹ iṣaaju ti fihan pe adsorption laarin polysaccharide ti kii-ionic ati nkan ti o wa ni erupe ile ni akọkọ pẹlu isunmọ hydrogen ati eka kemikali, ati pe awọn ipa meji wọnyi waye laarin ẹgbẹ hydroxyl ti polysaccharide ati hydroxide irin lori ilẹ ti o wa ni erupe ile. Liu et al. siwaju sii classified awọn adsorption laarin polysaccharides ati irin hydroxides bi acid-base ibaraenisepo, pẹlu polysaccharides bi acids ati irin hydroxides bi awọn ipilẹ. Fun polysaccharide ti a fun, ipilẹ ti ipilẹ ti o wa ni erupe ile pinnu agbara ti ibaraenisepo laarin awọn polysaccharides ati awọn ohun alumọni. Lara awọn paati gelling mẹrin ti a ṣe iwadi ninu iwe yii, irin akọkọ tabi awọn eroja ti kii ṣe irin pẹlu Ca, Al ati Si. Ni ibamu si ilana iṣẹ irin, alkalinity ti hydroxides wọn jẹ Ca (OH) 2> Al (OH3> Si (OH) 4. Ni otitọ, ojutu Si (OH) 4 jẹ ekikan ati pe ko ni adsorb cellulose ether. akoonu ti Ca (OH) 2 lori oju awọn ọja hydration simenti pinnu agbara adsorption ti awọn ọja hydration ati cellulose ether Nitori calcium hydroxide, CSH gel (3CaO · 2SiO2 · 3H20), ettringite (3CaO · Al2O3 · 3CaSO4 · 32H2O). ati kalisiomu aluminate hydrate (3CaO · Al2O3 · 6H2O) ninu akoonu ti awọn oxides inorganic ti CaO jẹ 100%, 58.33%, 49.56% ati 62 .2% Nitorina, aṣẹ ti agbara adsorption wọn pẹlu cellulose ether jẹ calcium hydroxide> kalisiomu aluminate> CSH gel> ettringite, eyi ti o jẹ ibamu pẹlu awọn esi ninu awọn litireso.

Awọn ọja hydration ti c3S ni akọkọ pẹlu Ca (OH) ati gel csH, ati ether cellulose ni ipa idaduro to dara lori wọn. Nitorinaa, ether cellulose ni idaduro ti o han gedegbe lori hydration C3s. Yato si c3S, simenti Portland lasan tun pẹlu C2s hydration eyiti o lọra, eyiti o jẹ ki ipa idaduro ti ether cellulose ko han gbangba ni ipele ibẹrẹ. Awọn ọja hydration ti silicate arinrin tun pẹlu etringite, ati ipa idaduro ti ether cellulose ko dara. Nitorina, agbara idaduro ti cellulose ether si c3s ni okun sii ju ti simenti Portland lasan ti a ṣe akiyesi ni idanwo naa.

C3A yoo tu ati hydrate ni kiakia nigbati o ba pade omi, ati awọn ọja hydration nigbagbogbo jẹ C2AH8 ati c4AH13, ati pe ooru ti hydration yoo tu silẹ. Nigbati ojutu ti C2AH8 ati c4AH13 ba de itẹlọrun, crystallization ti C2AH8 ati C4AH13 hexagonal hydrate hydrate yoo ṣẹda, ati oṣuwọn ifaseyin ati ooru ti hydration yoo dinku ni akoko kanna. Nitori awọn adsorption ti cellulose ether si awọn dada ti kalisiomu aluminate hydrate (CxAHy), niwaju cellulose ether yoo se idaduro crystallization ti C2AH8 ati C4AH13 hexagonal-plate hydrate, Abajade ni idinku ti lenu oṣuwọn ati hydration ooru Tu oṣuwọn ju ti. ti C3A mimọ, eyiti o fihan pe ether cellulose ni agbara isare ti ko lagbara si hydration C3A. O tọ lati ṣe akiyesi pe ninu idanwo yii, ether cellulose ni agbara isare ti ko lagbara si hydration ti c3A mimọ. Sibẹsibẹ, ni arinrin Portland simenti, nitori c3A yoo fesi pẹlu gypsum lati dagba ettringite, nitori awọn ipa ti ca2 + iwontunwonsi ni slurry ojutu, cellulose ether yoo se idaduro awọn Ibiyi ti ettringite, bayi idaduro hydration ti c3A.

Lati awọn ipa ti HEC, HPMC ati HEMC lori hydration ati iwọn itusilẹ ooru ati itusilẹ ooru ikojọpọ ti simenti Portland lasan, C3S ati C3A laarin awọn wakati 72, ati awọn ipa ti HEC lori hydration ati iwọn itusilẹ ooru ati itusilẹ ooru akopọ ti sulfoaluminate simenti laarin 72 h, o le ri pe laarin awọn mẹta cellulose ethers ti a ti yan, Agbara ti idaduro hydration ti c3s ati Portland simenti jẹ alagbara julọ ni HEC, ti o tẹle HEMC, ati alailagbara ni HPMC. Niwọn igba ti C3A ṣe pataki, agbara awọn ethers cellulose mẹta lati yara hydration tun wa ni aṣẹ kanna, iyẹn ni, HEC ti o lagbara julọ, HEMC jẹ keji, HPMC jẹ alailagbara ati agbara julọ. Eyi ni ifarakanra jẹrisi pe ether cellulose ti ṣe idaduro dida awọn ọja hydration ti awọn ohun elo gelling.

Awọn ọja hydration akọkọ ti simenti sulfoaluminate jẹ ettringite ati Al (OH) 3 gel. C2S ni sulfoaluminate simenti yoo tun hydrate lọtọ lati dagba Ca (OH) 2 ati cSH gel. Nitori awọn adsorption ti cellulose ether ati ettringite le wa ni bikita, ati awọn hydration ti sulfoaluminate jẹ ju sare, nitorina, ni ibẹrẹ ipele ti hydration, cellulose ether ni o ni kekere ipa lori hydration ooru Tu oṣuwọn ti sulfoaluminate simenti. Ṣugbọn si akoko kan ti hydration, nitori awọn c2s yoo hydrate lọtọ lati ṣe ina Ca (OH) 2 ati gel CSH, awọn ọja hydration meji wọnyi yoo ni idaduro nipasẹ ether cellulose. Nitorina, a ṣe akiyesi pe ether cellulose ṣe idaduro hydration ti simenti sulfoaluminate lẹhin awọn wakati 2.

4. Ipari

Ninu iwe yii, nipasẹ idanwo calorimetry isothermal, ofin ipa ati siseto iṣelọpọ ti ether cellulose lori ooru hydration ti simenti Portland lasan, c3s, c3A, simenti sulfoaluminate ati awọn oriṣiriṣi awọn paati miiran ati irin kan ni 72 h ni akawe. Awọn ipinnu akọkọ jẹ bi atẹle:

(1) Cellulose ether le ṣe pataki dinku oṣuwọn itusilẹ ooru hydration ti simenti Portland lasan ati silicate tricalcium, ati ipa ti idinku oṣuwọn itusilẹ ooru hydration ti silicate tricalcium jẹ pataki diẹ sii; Ipa ti ether cellulose lori idinku oṣuwọn itusilẹ ooru ti simenti sulfoaluminate jẹ alailagbara pupọ, ṣugbọn o ni ipa ti ko lagbara lori imudarasi oṣuwọn itusilẹ ooru ti tricalcium aluminate.

(2) ether cellulose yoo jẹ adsorbed nipasẹ diẹ ninu awọn ọja hydration, nitorina ni idaduro crystallization ti awọn ọja hydration, ti o ni ipa lori oṣuwọn itusilẹ ooru ti hydration cementi. Iru ati opoiye ti awọn ọja hydration yatọ fun awọn oriṣiriṣi awọn ẹya ara ẹrọ ti awọn ohun elo simenti, nitorina ipa ti cellulose ether lori ooru hydration wọn kii ṣe kanna.