Slyri sment wedi'i addasu ag ether cellwlos

Astudiwyd effaith strwythur moleciwlaidd gwahanol ether cellwlos nad yw'n ïonig ar strwythur mandwll slyri sment trwy brawf dwysedd perfformiad ac arsylwi strwythur mandwll macrosgopig a microsgopig.Mae'r canlyniadau'n dangos y gall ether cellwlos nonionig gynyddu mandylledd slyri sment.Pan fo gludedd slyri cellwlos ether wedi'i addasu nad yw'n ïonig yn debyg, mae mandylleddether cellwlos hydroxyethyl(HEC) slyri wedi'i addasu yn llai na slyri hydroxypropyl methyl cellwlos (HPMC) ac ether methyl cellwlos (MC) slyri wedi'i addasu.Po isaf yw gludedd/pwysau moleciwlaidd cymharol ether cellwlos HPMC sydd â chynnwys grŵp tebyg, y lleiaf yw mandylledd ei slyri sment wedi'i addasu.Gall ether seliwlos nad yw'n ïonig leihau tensiwn wyneb cyfnod hylif a gwneud y slyri sment yn hawdd i ffurfio swigod.Mae moleciwlau ether cellwlos nad yw'n ïonig yn cael eu harsugno'n gyfeiriadol ar ryngwyneb nwy-hylif y swigod, sydd hefyd yn cynyddu gludedd y cyfnod slyri sment ac yn gwella gallu'r slyri sment i sefydlogi'r swigod.

Geiriau allweddol:ether cellwlos nonionic;slyri sment;Strwythur mandwll;Strwythur moleciwlaidd;Tyndra arwyneb;gludedd

Mae gan ether seliwlos nonionig (y cyfeirir ati yma wedi hyn fel ether seliwlos) dewychu rhagorol a chadw dŵr, ac fe'i defnyddir yn eang mewn morter cymysg sych, concrit hunan-gywasgu a deunyddiau newydd eraill sy'n seiliedig ar sment.Mae etherau cellwlos a ddefnyddir mewn deunyddiau sy'n seiliedig ar sment fel arfer yn cynnwys ether cellwlos methyl (MC), ether cellwlos hydroxypropyl methyl (HPMC), ether cellwlos hydroxyethyl methyl (HEMC) ac ether cellwlos hydroxyethyl (HEC), ymhlith y rhain HPMC a HEMC yw'r cymwysiadau mwyaf cyffredin. .

Gall ether cellwlos effeithio'n sylweddol ar strwythur mandwll slyri sment.Daeth Pourchez et al., trwy brawf dwysedd ymddangosiadol, prawf maint mandwll (dull chwistrellu mercwri) a dadansoddiad delwedd SEM, i'r casgliad y gall ether seliwlos gynyddu nifer y mandyllau â diamedr o tua 500nm a mandyllau â diamedr o tua 50-250μm yn slyri sment.Ar ben hynny, ar gyfer slyri sment caledu, Mae dosbarthiad maint mandwll o slyri sment HEC pwysau moleciwlaidd isel yn debyg i slyri sment pur.Mae cyfanswm cyfaint mandwll pwysau moleciwlaidd uchel slyri sment wedi'i addasu HEC yn uwch na slyri sment pur, ond yn is na slyri sment wedi'i addasu gan HPMC gyda thua'r un cysondeb.Trwy arsylwi SEM, mae Zhang et al.Canfuwyd y gallai HEMC gynyddu'n sylweddol nifer y mandyllau â diamedr o tua 0.1mm mewn morter sment.Canfuwyd hefyd trwy brawf pigiad mercwri y gallai HEMC gynyddu'n sylweddol gyfanswm cyfaint mandwll a diamedr mandwll cyfartalog slyri sment, gan arwain at gynnydd sylweddol yn nifer y mandyllau mawr â diamedr o 50nm ~ 1μm a mandyllau mawr gyda diamedr o fwy nag 1μm.Fodd bynnag, gostyngwyd nifer y mandyllau â diamedr llai na 50nm yn sylweddol.Mae Saric-Coric et al.yn credu y byddai ether seliwlos yn gwneud slyri sment yn fwy mandyllog ac yn arwain at gynnydd mewn macropores.Mae Jenni et al.profi'r dwysedd perfformiad a phenderfynu bod y ffracsiwn cyfaint mandwll o forter sment wedi'i addasu HEMC oddeutu 20%, tra bod morter sment pur yn cynnwys ychydig bach o aer yn unig.Mae Silva et al.canfuwyd, yn ychwanegol at y ddau gopa ar 3.9 nm a 40 ~ 75nm fel slyri sment pur, roedd dau frig hefyd yn 100 ~ 500nm ac yn fwy na 100μm trwy brawf pigiad mercwri.Ma Baoguo et al.canfuwyd bod ether cellwlos yn cynyddu nifer y mandyllau mân â diamedrau llai na 1μm a mandyllau mawr â diamedrau mwy na 2μm mewn morter sment trwy brawf pigiad mercwri.O ran y rheswm bod ether seliwlos yn cynyddu mandylledd slyri sment, fel arfer credir bod gan ether seliwlos weithgaredd arwyneb, bydd yn cyfoethogi'r rhyngwyneb aer a dŵr, gan ffurfio ffilm, er mwyn sefydlogi'r swigod mewn slyri sment.

Trwy'r dadansoddiad llenyddiaeth uchod, gellir gweld bod effaith ether cellwlos ar strwythur pore deunyddiau sy'n seiliedig ar sment wedi cael sylw mawr.Fodd bynnag, mae yna lawer o fathau o ether seliwlos, yr un math o ether seliwlos, mae ei bwysau moleciwlaidd cymharol, cynnwys grŵp a pharamedrau strwythur moleciwlaidd eraill hefyd yn wahanol iawn, ac mae ymchwilwyr domestig a thramor ar ddethol ether cellwlos yn gyfyngedig i'w cais priodol yn unig. maes, diffyg cynrychiolaeth, mae'r casgliad yn anochel "overgeneralization", fel nad yw'r esboniad o fecanwaith ether cellwlos yn ddigon dwfn.Yn y papur hwn, astudiwyd effaith ether cellwlos â strwythur moleciwlaidd gwahanol ar strwythur pore slyri sment trwy brawf dwysedd ymddangosiadol ac arsylwi strwythur mandwll macrosgopig a microsgopig.

1. prawf

1.1 Deunyddiau Crai

Roedd y sment yn sment Portland cyffredin P·O 42.5 a weithgynhyrchwyd gan Huaxin Cement Co., LTD., lle mesurwyd y cyfansoddiad cemegol gan sbectromedr fflworoleuedd pelydr-X math gwasgariad tonfedd Ad-Vanced AXIOS (PANa - lytical, yr Iseldiroedd), ac amcangyfrifwyd cyfansoddiad y cyfnod trwy ddull Bogue.

Dewisodd ether cellwlos bedwar math o ether cellwlos masnachol, yn y drefn honno ether cellwlos methyl (MC), ether cellwlos hydroxypropyl methyl (HPMC1, HPMC2) ac ether cellwlos hydroxyethyl (HEC), strwythur moleciwlaidd HPMC1 a HPMC2 tebyg, ond mae'r gludedd yn llawer llai na HPMC2 , Hynny yw, mae màs moleciwlaidd cymharol HPMC1 yn llawer llai na HPMC2.Oherwydd priodweddau tebyg ether cellwlos hydroxyethyl methyl (HEMc) a HPMC, ni ddewiswyd HEMCs yn yr astudiaeth hon.Er mwyn osgoi dylanwad cynnwys lleithder ar ganlyniadau profion, cafodd pob ether seliwlos ei bobi ar 98 ℃ am 2 awr cyn ei ddefnyddio.

Profwyd gludedd ether seliwlos gan viscosimeter cylchdro NDJ-1B (Cwmni Shanghai Changji).Crynodiad yr ateb prawf (cymhareb màs ether seliwlos i ddŵr) oedd 2.0%, y tymheredd oedd 20 ℃, a'r gyfradd gylchdroi oedd 12r/munud.Profwyd tensiwn wyneb ether cellwlos gan y dull cylch.Yr offeryn prawf oedd tensiometer awtomatig JK99A (Cwmni Shanghai Zhongchen).Crynodiad yr ateb prawf oedd 0.01% a'r tymheredd oedd 20 ℃.Darperir cynnwys grŵp ether cellwlos gan y gwneuthurwr.

Yn ôl gludedd, tensiwn wyneb a chynnwys grŵp ether seliwlos, pan fo'r crynodiad datrysiad yn 2.0%, cymhareb gludedd hydoddiant HEC a HPMC2 yw 1:1.6, a chymhareb gludedd hydoddiant HEC a MC yw 1:0.4, ond yn y prawf hwn, y gymhareb dŵr-sment yw 0.35, y gymhareb sment uchaf yw 0.6%, mae cymhareb màs ether seliwlos i ddŵr tua 1.7%, llai na 2.0%, ac effaith synergaidd slyri sment ar gludedd, felly mae'r gwahaniaeth gludedd o HEC, HPMC2 neu MC slyri sment addasedig yn fach.

Yn ôl gludedd, tensiwn wyneb a chynnwys grŵp ether seliwlos, mae tensiwn wyneb pob ether seliwlos yn wahanol.Mae gan ether cellwlos grwpiau hydroffilig (grwpiau hydrocsyl ac ether) a grwpiau hydroffobig (cylch carbon methyl a glwcos), yn syrffactydd.Mae ether cellwlos yn wahanol, mae math a chynnwys grwpiau hydroffilig a hydroffobig yn wahanol, gan arwain at densiwn arwyneb gwahanol.

1.2 Dulliau prawf

Paratowyd chwe math o slyri sment, gan gynnwys slyri sment pur, pedwar ether seliwlos (MC, HPMCl, HPMC2 a HEC) slyri sment wedi'i addasu gyda chymhareb sment o 0.60% a slyri sment wedi'i addasu gan HPMC2 gyda chymhareb sment o 0.05%.Cyf, MC—0.60, HPMCl—0.60, Hpmc2-0.60.Mae HEC 1-0.60 a hpMC2-0.05 yn nodi bod y gymhareb dŵr-sment yn 0.35.

Slyri sment yn gyntaf yn unol â GB/T 17671 1999 “dull prawf cryfder morter sment (dull ISO)” wedi'i wneud yn floc prawf prismau 40mm × 40mm × 160mm, o dan yr amod halltu 20 ℃ wedi'i selio 28d.Ar ôl pwyso a chyfrifo ei ddwysedd ymddangosiadol, cafodd ei gracio'n agored gyda morthwyl bach, a gwelwyd cyflwr twll macro rhan ganolog y bloc prawf a thynnwyd llun ohono gyda chamera digidol.Ar yr un pryd, cymerwyd darnau bach o 2.5 ~ 5.0mm i'w harsylwi gan ficrosgop optegol (microsgop fideo tri dimensiwn HIROX) a microsgop electron sganio (JSM-5610LV).

2. Canlyniadau prawf

2.1 Dwysedd ymddangosiadol

Yn ôl dwysedd ymddangosiadol slyri sment a addaswyd gan wahanol etherau seliwlos, (1) dwysedd ymddangosiadol slyri sment pur yw'r uchaf, sef 2044 kg/m³;Dwysedd ymddangosiadol y pedwar math o slyri ether seliwlos wedi'i addasu gyda'r gymhareb sment o 0.60% oedd 74% ~ 88% o slyri sment pur, sy'n dangos bod ether seliwlos wedi achosi'r cynnydd yn mandylledd slyri sment.(2) Pan fo'r gymhareb sment i sment yn 0.60%, mae effaith gwahanol etherau seliwlos ar fandylledd slyri sment yn wahanol iawn.Mae gludedd slyri sment wedi'i addasu HEC, HPMC2 a MC yn debyg, ond dwysedd ymddangosiadol slyri sment wedi'i addasu HEC yw'r uchaf, sy'n dangos bod mandylledd slyri sment wedi'i addasu HEC yn llai na slyri sment wedi'i addasu gan HEC2 a Mc gyda gludedd tebyg. .Mae gan HPMc1 a HPMC2 gynnwys grŵp tebyg, ond mae gludedd HPMCl yn llawer is na HPMC2, ac mae dwysedd ymddangosiadol slyri sment wedi'i addasu gan HPMCl yn sylweddol uwch na dwysedd slyri sment wedi'i addasu gan HPMCl, sy'n dangos pan fo cynnwys y grŵp yn debyg. , po isaf yw gludedd ether seliwlos, yr isaf yw mandylledd y slyri sment wedi'i addasu.(3) Pan fo'r gymhareb sment-i-sment yn fach iawn (0.05%), mae dwysedd ymddangosiadol slyri sment wedi'i addasu gan HPMC2 yn y bôn yn agos at slyri sment pur, sy'n dangos bod effaith ether seliwlos ar fandylledd sment mae slyri yn fach iawn.

2.2 Mandwll macrosgopig

Yn ôl yr adran lluniau o slyri sment wedi'i addasu ether seliwlos a gymerwyd gan gamera digidol, mae slyri sment pur yn drwchus iawn, bron dim mandyllau gweladwy;Mae gan y pedwar math o slyri ether seliwlos wedi'i addasu gyda chymhareb sment o 0.60% i gyd fandyllau mwy macrosgopig, sy'n dangos bod ether seliwlos yn arwain at gynnydd mewn mandylledd slyri sment.Yn debyg i ganlyniadau'r prawf dwysedd ymddangosiadol, mae effaith gwahanol fathau a chynnwys ether seliwlos ar fandylledd slyri sment yn dra gwahanol.Mae gludedd slyri wedi'i addasu HEC, HPMC2 a MC yn debyg, ond mae mandylledd slyri wedi'i addasu HEC yn llai na slyri wedi'i addasu gan HPMC2 a MC.Er bod gan HPMC1 a HPMC2 gynnwys grŵp tebyg, mae gan slyri wedi'i addasu gan HPMC1 â gludedd is fandylledd llai.Pan fo'r gymhareb sment-i-sment o slyri wedi'i addasu HPMc2 yn fach iawn (0.05%), mae nifer y mandyllau macrosgopig ychydig yn uwch na'r hyn a geir mewn slyri sment pur, ond wedi'i leihau'n fawr na slyri wedi'i addasu HPMC2 gyda 0.60% o sment-i -cymhareb sment.

2.3 Mandwll microsgopig

4. Diweddglo

(1) Gall ether cellwlos gynyddu mandylledd slyri sment.

(2) Mae effaith ether seliwlos ar fandylledd slyri sment gyda pharamedrau strwythur moleciwlaidd gwahanol yn wahanol: pan fo gludedd slyri sment wedi'i addasu ether seliwlos yn debyg, mae mandylledd slyri sment wedi'i addasu gan HEC yn llai na slyri sment wedi'i addasu gan ether cellwlos yn llai na HPMC a MC wedi'i addasu. slyri sment;Po isaf yw gludedd/pwysau moleciwlaidd cymharol ether cellwlos HPMC sydd â chynnwys grŵp tebyg, yr isaf yw mandylledd ei slyri sment wedi'i addasu.

(3) Ar ôl ychwanegu ether seliwlos i slyri sment, mae tensiwn wyneb cyfnod hylif yn cael ei leihau, fel bod y slyri sment yn hawdd i ffurfio swigod i arsugniad cyfeiriadol moleciwlau ether cellwlos yn y rhyngwyneb nwy-hylif swigen, gwella cryfder a chaledwch. arsugniad ffilm hylif swigen yn y rhyngwyneb swigen nwy-hylif, gwella cryfder y ffilm hylif swigen a chryfhau gallu'r mwd caled i sefydlogi'r swigen.