Awọn ipa ti awọn ethers cellulose lori itankalẹ ti awọn paati omi ati awọn ọja hydration ti lẹẹ simenti sulphoaluminate

Awọn paati omi ati itankalẹ microstructure ni cellulose ether títúnṣe sulphoaluminate simenti (CSA) slurry ni a ṣe iwadi nipasẹ isunmi oofa iparun aaye kekere ati olutupalẹ gbona. Awọn abajade fihan pe lẹhin afikun ti ether cellulose, o ṣe agbero omi laarin awọn ẹya flocculation, eyiti a ṣe afihan bi tente isinmi kẹta ni akoko isunmi ifapa (T2), ati iye omi ti a fi omi ṣan ni ibamu pẹlu iwọn lilo. Ni afikun, cellulose ether ni pataki ṣe irọrun paṣipaarọ omi laarin inu ati awọn ẹya aarin-floc ti awọn flocs CSA. Botilẹjẹpe afikun ti ether cellulose ko ni ipa lori iru awọn ọja hydration ti simenti sulphoaluminate, yoo ni ipa lori iye awọn ọja hydration ti ọjọ-ori kan pato.

Awọn ọrọ pataki:ether cellulose; sulfoaluminate simenti; omi; hydration awọn ọja

0,Àsọyé

Cellulose ether, eyi ti o ti ni ilọsiwaju lati adayeba cellulose nipasẹ kan lẹsẹsẹ ti lakọkọ, ni a sọdọtun ati awọ ewe kemikali admixture. Awọn ethers cellulose ti o wọpọ gẹgẹbi methylcellulose (MC), ethylcellulose (HEC), ati hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) jẹ lilo pupọ ni oogun, ikole ati awọn ile-iṣẹ miiran. Gbigba HEMC gẹgẹbi apẹẹrẹ, o le ṣe atunṣe idaduro omi ati aitasera ti Portland simenti, ṣugbọn idaduro iṣeto ti simenti. Ni ipele airi, HEMC tun ni ipa pataki lori microstructure ati pore be ti simenti lẹẹ. Fun apẹẹrẹ, hydration ọja ettringite (AFt) jẹ diẹ seese lati wa ni kukuru opa-sókè, ati awọn oniwe-aspect ratio ni kekere; ni akoko kanna, nọmba nla ti awọn pores ti a ti pa ni a ṣe sinu simenti simenti, dinku nọmba awọn pores ibaraẹnisọrọ.

Pupọ julọ awọn ẹkọ ti o wa lori ipa ti awọn ethers cellulose lori awọn ohun elo ti o da lori simenti fojusi simenti Portland. Simenti Sulphoaluminate (CSA) jẹ simenti erogba kekere ti o ni idagbasoke ni ominira ni orilẹ-ede mi ni ọrundun 20th, pẹlu sulphoaluminate kalisiomu anhydrous bi nkan ti o wa ni erupe ile akọkọ. Nitoripe iye nla ti AFt le ṣe ipilẹṣẹ lẹhin hydration, CSA ni awọn anfani ti agbara kutukutu, ailagbara giga, ati idena ipata, ati pe o lo pupọ ni awọn aaye ti titẹ sita 3D ti nja, ikole imọ-ẹrọ omi, ati atunṣe iyara ni awọn agbegbe iwọn otutu kekere. . Ni awọn ọdun aipẹ, Li Jian et al. ṣe atupale ipa ti HEMC lori amọ CSA lati awọn iwoye ti agbara titẹ ati iwuwo tutu; Wu Kai et al. ṣe iwadi ipa ti HEMC lori ilana hydration ni kutukutu ti simenti CSA, ṣugbọn omi ti o wa ninu simenti CSA ti a ṣe atunṣe Ofin ti itankalẹ ti awọn paati ati akopọ slurry jẹ aimọ. Da lori eyi, iṣẹ yii ṣe idojukọ lori pinpin akoko isinmi ti o kọja (T2) ni slurry cement CSA ṣaaju ati lẹhin fifi HEMC kun nipa lilo ohun elo isunmi oofa iparun kekere, ati ṣe itupalẹ siwaju iṣiwa ati iyipada ofin omi ninu slurry. Iyipada tiwqn ti simenti lẹẹ ti a iwadi.

1. Idanwo

1.1 Aise ohun elo

Awọn simenti sulphoaluminate meji ti o wa ni iṣowo ni a lo, ti tọka si bi CSA1 ati CSA2, pẹlu pipadanu lori ina (LOI) ti o kere ju 0.5% (ida pupọ).

Awọn oriṣiriṣi hydroxyethyl methylcelluloses mẹta ni a lo, eyiti o jẹ itọkasi bi MC1, MC2 ati MC3 lẹsẹsẹ. A gba MC3 nipasẹ didapọ 5% (ida pupọ) polyacrylamide (PAM) ni MC2.

1,2 Dapọ ratio

Awọn iru mẹta ti awọn ethers cellulose ni a dapọ si simenti sulphoaluminate lẹsẹsẹ, awọn iwọn lilo jẹ 0.1%, 0.2% ati 0.3% (ida ibi, kanna ni isalẹ). Iwọn omi-simenti ti o wa titi jẹ 0.6, ati ipin-simenti omi-simenti ti ipin-simenti omi-simenti ni iṣẹ ṣiṣe ti o dara ati pe ko si ẹjẹ nipasẹ idanwo agbara omi ti aitasera deede.

1.3 Ọna

Ohun elo NMR aaye kekere ti a lo ninu idanwo naa jẹ PQ⁃Oluyanju 001 NMR lati Shanghai Numei Analytical Instrument Co., Ltd. Agbara aaye oofa ti oofa ayeraye jẹ 0.49T, igbohunsafẹfẹ resonance proton jẹ 21MHz, ati pe iwọn otutu ti oofa naa jẹ igbagbogbo ni 32.0°C. Lakoko idanwo naa, igo gilasi kekere ti o ni awọn ayẹwo cylindrical ti a fi sinu okun iwadii ti ohun elo, ati pe a lo ilana CPMG lati gba ifihan isinmi isinmi ti lẹẹ simenti. Lẹhin iyipada nipasẹ sọfitiwia itupalẹ ibamu, ọna ipadasẹhin T2 ni a gba nipasẹ lilo algorithm inversion Sirt. Omi pẹlu awọn iwọn oriṣiriṣi ti ominira ni slurry yoo jẹ ifihan nipasẹ awọn oke isinmi ti o yatọ ni irisi isinmi ifapa, ati agbegbe ti tente oke isinmi ni ibamu pẹlu iye omi, da lori eyiti iru ati akoonu ti omi ninu slurry le ṣe itupalẹ. Lati ṣe agbejade resonance oofa iparun, o jẹ dandan lati rii daju pe igbohunsafẹfẹ aarin O1 (kuro: kHz) ti igbohunsafẹfẹ redio ni ibamu pẹlu igbohunsafẹfẹ oofa, ati pe O1 jẹ calibrated ni gbogbo ọjọ lakoko idanwo naa.

Awọn ayẹwo ni a ṣe atupale nipasẹ TG?DSC pẹlu STA 449C ni idapo itupale igbona lati NETZSCH, Jẹmánì. N2 ni a lo bi oju-aye aabo, oṣuwọn alapapo jẹ 10°C/min, ati iwọn otutu ibojuwo jẹ 30-800°C.

2. Awọn esi ati ijiroro

2.1 Itankalẹ ti omi irinše

2.1.1 Undoped cellulose ether

Awọn oke isinmi meji (ti a ṣalaye bi akọkọ ati awọn oke isinmi keji) ni a le ṣe akiyesi ni kedere ni akoko ifokanbalẹ transverse (T2) ti awọn slurries simenti sulphoaluminate meji. Oke isinmi akọkọ ti o wa lati inu ti eto flocculation, eyiti o ni iwọn kekere ti ominira ati akoko isinmi kukuru kukuru; tente oke isinmi keji wa lati laarin awọn ẹya flocculation, eyiti o ni alefa nla ti ominira ati akoko isinmi gigun gigun. Ni idakeji, T2 ti o baamu si tente isinmi akọkọ ti awọn cementi meji jẹ afiwera, lakoko ti isinmi keji ti CSA1 yoo han nigbamii. Yatọ si sulphoaluminate cement clinker ati simenti ti ara ẹni, awọn oke isinmi meji ti CSA1 ati CSA2 ni lqkan ni apakan lati ipo ibẹrẹ. Pẹlu ilọsiwaju ti hydration, tente isinmi akọkọ maa n duro lati wa ni ominira, agbegbe naa dinku diẹdiẹ, ati pe o parẹ patapata ni bii awọn iṣẹju 90. Eyi fihan pe iwọn kan ti paṣipaarọ omi wa laarin eto flocculation ati eto flocculation ti awọn lẹẹ simenti meji.

Iyipada ti agbegbe tente oke ti tente isinmi keji ati iyipada ti iye T2 ti o baamu si apex ti tente oke ni atele ṣe afihan iyipada ti omi ọfẹ ati akoonu omi ti ara ati iyipada iwọn ominira ti omi ni slurry . Apapo awọn mejeeji le ṣe afihan ni kikun ni kikun ilana ilana hydration ti slurry. Pẹlu ilọsiwaju ti hydration, agbegbe ti o ga julọ dinku dinku, ati iyipada ti iye T2 si apa osi maa n pọ si, ati pe ibatan kan wa laarin wọn.

2.1.2 Fikun ether cellulose

Gbigba CSA2 ti a dapọ pẹlu 0.3% MC2 gẹgẹbi apẹẹrẹ, T2 isinmi spectrum ti simenti sulphoaluminate lẹhin fifi cellulose ether kun ni a le rii. Lẹhin fifi ether cellulose kun, oke isinmi kẹta ti o nsoju adsorption ti omi nipasẹ ether cellulose han ni ipo nibiti akoko isinmi ti o kọja ti tobi ju 100ms, ati pe agbegbe tente oke pọ si ni ilọsiwaju pẹlu ilosoke ti akoonu ether cellulose.

Iwọn omi laarin awọn ẹya flocculation ni ipa nipasẹ ijira ti omi inu eto flocculation ati ipolowo omi ti ether cellulose. Nitorinaa, iye omi laarin awọn ẹya flocculation jẹ ibatan si eto pore inu ti slurry ati agbara adsorption omi ti ether cellulose. Agbegbe ti tente oke isinmi keji yatọ pẹlu akoonu ti ether cellulose yatọ pẹlu awọn oriṣiriṣi simenti. Agbegbe ti tente oke isinmi keji ti CSA1 slurry dinku nigbagbogbo pẹlu ilosoke akoonu ether cellulose, ati pe o kere julọ ni akoonu 0.3%. Ni idakeji, agbegbe isinmi isinmi keji ti CSA2 slurry n pọ si nigbagbogbo pẹlu ilosoke ti akoonu ether cellulose.

Ṣe atokọ iyipada ti agbegbe ti tente oke isinmi kẹta pẹlu ilosoke akoonu ti ether cellulose. Niwọn igba ti agbegbe ti o ga julọ ti ni ipa nipasẹ didara apẹẹrẹ, o ṣoro lati rii daju pe didara apẹẹrẹ ti a ṣafikun jẹ kanna nigbati o ba n ṣajọpọ ayẹwo naa. Nitorinaa, ipin agbegbe ni a lo lati ṣe afihan iye ifihan agbara ti tente isinmi kẹta ni awọn apẹẹrẹ oriṣiriṣi. Lati iyipada agbegbe ti tente oke isinmi kẹta pẹlu ilosoke ti akoonu ti ether cellulose, o le rii pe pẹlu ilosoke akoonu ti ether cellulose, agbegbe ti tente isinmi kẹta ti o ṣe afihan aṣa ti o pọ si (ninu. CSA1, nigbati akoonu ti MC1 jẹ 0.3%, o jẹ diẹ sii Awọn agbegbe ti isinmi isinmi kẹta ti o dinku diẹ ni 0.2%), ti o fihan pe pẹlu ilosoke akoonu ti cellulose ether, omi ti a ti npoti tun npọ sii ni ilọsiwaju. Lara CSA1 slurries, MC1 ni omi ti o dara ju MC2 ati MC3; lakoko laarin awọn slurries CSA2, MC2 ni gbigba omi ti o dara julọ.

O le rii lati iyipada ti agbegbe ti isinmi isinmi kẹta fun ibi-ẹyọkan ti CSA2 slurry pẹlu akoko ni akoonu ti 0.3% cellulose ether pe agbegbe ti isinmi isinmi kẹta fun ibi-ẹyọkan dinku nigbagbogbo pẹlu hydration, ti o nfihan pe Niwọn igba ti oṣuwọn hydration ti CSA2 ti yarayara ju ti clinker ati simenti ti ara ẹni, cellulose ether ko ni akoko fun ipolowo omi siwaju sii, o si tu omi ti a ti sọ silẹ nitori ilosoke iyara ti ifọkansi alakoso omi ni slurry. Ni afikun, iṣeduro omi ti MC2 ni okun sii ju ti MC1 ati MC3, eyiti o ni ibamu pẹlu awọn ipinnu ti tẹlẹ. O le rii lati iyipada ti agbegbe ti o ga julọ fun ibi-ẹyọkan ti isinmi isinmi kẹta ti CSA1 pẹlu akoko ni orisirisi awọn iwọn 0.3% ti cellulose ethers pe iyipada ofin ti isinmi isinmi kẹta ti CSA1 yatọ si ti CSA2, ati agbegbe CSA1 pọ si ni ṣoki ni ipele ibẹrẹ ti hydration. Lẹhin ti o pọ si ni iyara, o dinku lati parẹ, eyiti o le jẹ nitori akoko didi gigun ti CSA1. Ni afikun, CSA2 ni awọn gypsum diẹ sii, hydration jẹ rọrun lati dagba diẹ sii AFt (3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O), n gba ọpọlọpọ omi ọfẹ, ati iye agbara omi ti o pọ ju iwọn ti adsorption omi nipasẹ ether cellulose, eyiti o le ja si The The agbegbe ti isinmi isinmi kẹta ti CSA2 slurry tẹsiwaju lati dinku.

Lẹhin isọpọ ti cellulose ether, akọkọ ati isinmi isinmi keji tun yipada si iwọn diẹ. O le rii lati iwọn ti o ga julọ ti tente oke isinmi keji ti awọn iru meji ti simenti slurry ati slurry tuntun lẹhin fifi cellulose ether kun pe iwọn ipari ti tente oke isinmi keji ti slurry tuntun yatọ lẹhin fifi ether cellulose kun. alekun, apẹrẹ ti o ga julọ maa n tan kaakiri. Eyi fihan pe iṣakojọpọ ti ether cellulose ṣe idilọwọ awọn agglomeration ti awọn patikulu simenti si iye kan, jẹ ki eto flocculation jẹ alaimuṣinṣin, ṣe irẹwẹsi iwọn mimu omi, ati mu iwọn ominira omi pọ si laarin awọn ẹya flocculation. Sibẹsibẹ, pẹlu ilosoke ti iwọn lilo, ilosoke ti iwọn tente oke ko han gbangba, ati iwọn giga ti diẹ ninu awọn ayẹwo paapaa dinku. O le jẹ pe ilosoke ti iwọn lilo pọ si iki ti ipele omi ti slurry, ati ni akoko kanna, adsorption ti cellulose ether si awọn patikulu simenti ti mu dara si lati fa flocculation. Iwọn ominira ti ọrinrin laarin awọn ẹya ti dinku.

O le ṣee lo ipinnu lati ṣe apejuwe iwọn iyapa laarin awọn oke isinmi akọkọ ati keji. Iwọn iyapa le ṣe iṣiro ni ibamu si iwọn ipinnu = (Afirst paati-Asaddle)/Afirst paati, nibiti paati Afirst ati Asaddle ṣe aṣoju titobi ti o pọju ti tente isinmi akọkọ ati titobi aaye ti o kere julọ laarin awọn oke meji, lẹsẹsẹ. Iwọn iyapa le ṣee lo lati ṣe afihan iwọn ti paṣipaarọ omi laarin eto flocculation slurry ati eto flocculation, ati pe iye naa jẹ 0-1 ni gbogbogbo. Iye ti o ga julọ fun Iyapa tọkasi pe awọn ẹya meji ti omi ni o nira sii lati ṣe paṣipaarọ, ati pe iye kan ti o dọgba si 1 tọkasi pe awọn apakan meji ti omi ko le ṣe paṣipaarọ rara.

O le rii lati awọn abajade iṣiro ti iwọn iyapa pe iwọn iyapa ti awọn simenti meji laisi afikun ether cellulose jẹ deede, mejeeji jẹ nipa 0.64, ati iwọn iyapa ti dinku pupọ lẹhin fifi cellulose ether kun. Ni ọna kan, ipinnu naa dinku siwaju pẹlu ilosoke ti iwọn lilo, ati ipinnu ti awọn oke meji paapaa lọ silẹ si 0 ni CSA2 ti o dapọ pẹlu 0.3% MC3, ti o nfihan pe cellulose ether ṣe pataki fun iyipada omi inu ati laarin awọn awọn ẹya flocculation. Da lori otitọ pe isọdọkan ti ether cellulose ko ni ipa lori ipo ati agbegbe ti tente isinmi akọkọ, o le ṣe akiyesi pe idinku ninu ipinnu jẹ apakan nitori ilosoke ninu iwọn ti tente isinmi keji, ati awọn loose flocculation be mu ki awọn omi paṣipaarọ laarin awọn inu ati ita rọrun. Ni afikun, awọn agbekọja ti cellulose ether ninu awọn slurry be siwaju mu iwọn ti omi paṣipaarọ laarin awọn inu ati ita ti awọn flocculation be. Ni apa keji, ipa idinku ipinnu ti cellulose ether lori CSA2 ni okun sii ju ti CSA1 lọ, eyiti o le jẹ nitori agbegbe agbegbe ti o kere ju ati iwọn patiku nla ti CSA2, eyiti o ni itara diẹ sii si ipa pipinka ti ether cellulose lẹhin idapo.

2.2 Ayipada ninu slurry tiwqn

Lati TG-DTG spectra ti CSA1 ati CSA2 slurries fun 90 min, 150 min ati 1 ọjọ, o le rii pe awọn iru awọn ọja hydration ko yipada ṣaaju ati lẹhin fifi cellulose ether kun, ati AFt, AFm ati AH3 ni gbogbo wọn. akoso. Awọn iwe-iwe naa tọka si pe ibiti ibajẹ ti AFt jẹ 50-120°C; Iwọn ibajẹ ti AFm jẹ 160-220°C; Iwọn jijẹ ti AH3 jẹ 220-300°C. Pẹlu ilọsiwaju ti hydration, pipadanu iwuwo ti ayẹwo naa pọ si ni diėdiė, ati pe ihuwasi DTG ti o ga julọ ti AFt, AFm ati AH3 di kedere, ti o fihan pe dida awọn ọja hydration mẹta naa pọ sii.

Lati ibi-idapọ ti ọja hydration kọọkan ninu apẹẹrẹ ni awọn oriṣiriṣi awọn ọjọ-ori hydration, o le rii pe iran AFt ti apẹẹrẹ ofo ni ọjọ-ori 1d kọja ti apẹẹrẹ ti a dapọ pẹlu ether cellulose, ti o nfihan pe ether cellulose ni ipa nla lori hydration ti slurry lẹhin coagulation. Ipa idaduro kan wa. Ni awọn iṣẹju 90, iṣelọpọ AFm ti awọn ayẹwo mẹta jẹ kanna; ni awọn iṣẹju 90-150, iṣelọpọ ti AFm ni apẹẹrẹ ofo ni o lọra pupọ ju ti awọn ẹgbẹ meji miiran ti awọn apẹẹrẹ; lẹhin 1 ọjọ, awọn akoonu ti AFm ni òfo ayẹwo jẹ kanna bi ti awọn ayẹwo adalu pẹlu MC1, ati awọn AFm akoonu ti MC2 ayẹwo wà significantly kekere ninu awọn miiran awọn ayẹwo. Bi fun ọja hydration AH3, oṣuwọn iran ti CSA1 òfo ayẹwo lẹhin hydration fun awọn iṣẹju 90 ni o lọra pupọ ju ti ether cellulose, ṣugbọn oṣuwọn iran jẹ iyara pupọ lẹhin awọn iṣẹju 90, ati iye iṣelọpọ AH3 ti awọn ayẹwo mẹta. je deede ni 1 ọjọ.

Lẹhin ti CSA2 slurry ti wa ni omi fun 90min ati 150min, iye AFT ti a ṣe ninu ayẹwo ti a dapọ pẹlu ether cellulose jẹ pataki ti o kere ju ti apẹẹrẹ òfo, ti o nfihan pe ether cellulose tun ni ipa idaduro kan lori CSA2 slurry. Ninu awọn ayẹwo ni ọjọ ori 1d, a rii pe akoonu AFt ti apẹẹrẹ ofo tun ga ju ti apẹẹrẹ ti a dapọ pẹlu ether cellulose, ti o fihan pe ether cellulose tun ni ipa idaduro kan lori hydration ti CSA2 lẹhin eto ikẹhin, ati iwọn idaduro lori MC2 tobi ju ti apẹẹrẹ ti a fi kun pẹlu ether cellulose. MC1. Ni awọn iṣẹju 90, iye AH3 ti a ṣe nipasẹ apẹẹrẹ ofo jẹ die-die kere ju ti ayẹwo ti a dapọ pẹlu ether cellulose; ni awọn iṣẹju 150, AH3 ti a ṣe nipasẹ apẹẹrẹ òfo ti kọja ti ayẹwo ti a dapọ pẹlu ether cellulose; ni 1 ọjọ, AH3 ti a ṣe nipasẹ awọn ayẹwo mẹta jẹ deede.

3. Ipari

(1) Cellulose ether le ṣe igbelaruge iyipada omi ni pataki laarin eto flocculation ati ilana flocculation. Lẹhin isọpọ ti ether cellulose, ether cellulose ṣe adsorbs omi ti o wa ninu slurry, eyiti o jẹ afihan bi tente isinmi kẹta ni akoko ifokanbalẹ transverse (T2). Pẹlu ilosoke akoonu ti ether cellulose, gbigba omi ti ether cellulose pọ si, ati agbegbe ti isinmi kẹta ti o ga julọ. Omi ti o gba nipasẹ ether cellulose ni a tu silẹ diẹdiẹ sinu eto flocculation pẹlu hydration ti slurry.

(2) Isọpọ ti ether cellulose ṣe idilọwọ awọn agglomeration ti awọn patikulu simenti si iye kan, ti o jẹ ki eto flocculation jẹ alaimuṣinṣin; ati pẹlu ilosoke akoonu, iki ipele omi ti slurry pọ si, ati ether cellulose ni ipa ti o pọju lori awọn patikulu simenti. Ipa adsorption imudara dinku iwọn ominira ti omi laarin awọn ẹya flocculated.

(3) Ṣaaju ati lẹhin afikun ti ether cellulose, awọn iru awọn ọja hydration ni sulphoaluminate cement slurry ko yipada, ati AFt, AFm ati aluminiomu lẹ pọ; ṣugbọn cellulose ether die-die idaduro Ibiyi ti awọn ọja hydration ipa.