Cellulose-ether oer de morfology fan iere ettringiet

De effekten fan hydroxyethylmethylcellulose-ether en methylcellulose-ether op 'e morfology fan ettringite yn iere semintslurry waarden bestudearre troch skennende elektronenmikroskopie (SEM). De resultaten litte sjen dat de lingte-diameterferhâlding fan ettringitekristallen yn hydroxyethylmethylcellulose-ether-modifisearre slurry lytser is as dy yn gewoane slurry, en de morfology fan ettringitekristallen is koart stêffoarmich. De lingte-diameterferhâlding fan ettringitekristallen yn methylcellulose-ether-modifisearre slurry is grutter as dy yn gewoane slurry, en de morfology fan ettringitekristallen is naaldstêffoarmich. De ettringitekristallen yn gewoane semintslurry's hawwe in aspektferhâlding earne tuskenyn. Troch de boppesteande eksperimintele stúdzje wurdt fierder dúdlik dat it ferskil yn molekulêr gewicht fan twa soarten cellulose-ether de wichtichste faktor is dy't de morfology fan ettringite beynfloedet.

Kaaiwurden:ettringiet; Lingte-diameterferhâlding; Methylcellulose-ether; Hydroxyethylmethylcellulose-ether; morfology

Ettringite, as in wat útwreide hydrataasjeprodukt, hat in wichtige ynfloed op 'e prestaasjes fan semintbeton, en is altyd it ûndersykspunt west fan semint-basearre materialen. Ettringite is in soarte trisulfide-type kalsiumaluminaathydraat, de gemyske formule is [Ca3Al(OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, of kin skreaun wurde as 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, faak ôfkoarte as AFt. Yn it Portland-sementsysteem wurdt ettringite benammen foarme troch de reaksje fan gips mei aluminaat- of ferri-aluminaatmineralen, dy't de rol spilet fan it fertragen fan hydrataasje en de iere sterkte fan semint. De foarming en morfology fan ettringite wurde beynfloede troch in protte faktoaren lykas temperatuer, pH-wearde en ionkonsintraasje. Al yn 1976 brûkten Metha et al. skennende elektronenmikroskopie om de morfologyske skaaimerken fan AFt te bestudearjen, en fûnen dat de morfology fan sokke wat útwreide hydrataasjeprodukten wat oars wie as de groeiromte grut genôch wie en as de romte beheind wie. De earste wie meast slanke nulle-stôkfoarmige sfearulen, wylst de lêste meast in koart stôkfoarmich prisma wie. It ûndersyk fan Yang Wenyan fûn dat AFt-foarmen oars wiene mei ferskillende úthardingsomjouwings. Wiete omjouwings soene de AFt-generaasje yn útwreidingsdopearre beton fertrage en de mooglikheid fan swelling en barsten fan beton ferheegje. Ferskillende omjouwings beynfloedzje net allinich de foarming en mikrostruktuer fan AFt, mar ek syn folumestabiliteit. Chen Huxing et al. fûnen dat de lange-termyn stabiliteit fan AFt ôfnaam mei de tanimming fan C3A-ynhâld. Clark en Monteiro et al. fûnen dat mei de tanimming fan miljeudruk, de AFt-kristalstruktuer feroare fan oarder nei wanorde. Balonis en Glasser hawwe de tichtheidsferoarings fan AFm en AFt beoardiele. Renaudin et al. bestudearren de strukturele feroarings fan AFt foar en nei ûnderdompeling yn oplossing en de strukturele parameters fan AFt yn it Raman-spektrum. Kunther et al. bestudearren it effekt fan 'e ynteraksje tusken de CSH-gel kalsium-siliciumferhâlding en sulfaation op AFt-kristallisaasjedruk troch NMR. Tagelyk, basearre op 'e tapassing fan AFt yn semint-basearre materialen, bestudearren Wenk et al. de AFt-kristaloriïntaasje fan betonprofilen troch hurde synchrotronstrieling röntgendiffraksje-ôfwurktechnology. De foarming fan AFt yn mingd semint en de ûndersykshotspot fan ettringite waarden ûndersocht. Op basis fan fertrage ettringite-reaksje hawwe guon wittenskippers in soad ûndersyk dien nei de oarsaak fan 'e AFt-faze.

De folume-útwreiding feroarsake troch de foarming fan ettringiet is soms geunstich, en it kin fungearje as in "útwreiding" fergelykber mei magnesiumokside-útwreidingsmiddel om de folumestabiliteit fan semint-basearre materialen te behâlden. De tafoeging fan polymearemulsie en werferspriedbere emulsiepoeier feroaret de makroskopyske eigenskippen fan semint-basearre materialen fanwegen har wichtige effekten op 'e mikrostruktuer fan semint-basearre materialen. Yn tsjinstelling ta it werferspriedbere emulsiepoeier dat benammen de bonding-eigenskippen fan ferhurde mortier ferbetteret, jout de wetteroplosbere polymeare cellulose-ether (CE) de nij mingde mortier in goede wetterbehâld en verdikkingseffekt, wêrtroch't de wurkprestaasjes ferbettere wurde. Net-ionogene CE wurdt faak brûkt, ynklusyf methylcellulose (MC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC),hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), ensfh., en CE spilet in rol yn nij mingde mortel, mar beynfloedet ek it hydrataasjeproses fan semintslurry. Undersyk hat oantoand dat HEMC de hoemannichte AFt feroaret dy't produsearre wurdt as in hydrataasjeprodukt. Gjin ûndersiken hawwe lykwols systematysk it effekt fan CE op 'e mikroskopyske morfology fan AFt fergelike, dus dit artikel ûndersiket it ferskil yn it effekt fan HEMC en MC op 'e mikroskopyske morfology fan ettringham yn iere (1-dei) semintslurry troch ôfbyldingsanalyze en fergeliking.

1. Eksperimint

1.1 Grûnstoffen

P·II 52.5R Portlandsement produsearre troch Anhui Conch Cement Co., LTD waard selektearre as it semint yn it eksperimint. De twa cellulose-eters binne respektivelik hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) en methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group). MC); It mingwetter is kraanwetter.

1.2 Eksperimintele metoaden

De wetter-sementferhâlding fan it semintpasta-monster wie 0.4 (de massaferhâlding fan wetter ta semint), en it gehalte oan cellulose-ether wie 1% fan 'e massa fan semint. De tarieding fan it monster waard útfierd neffens GB1346-2011 "Testmetoade foar wetterferbrûk, úthardingstiid en stabiliteit fan semintstandertkonsistinsje". Nei it foarmjen fan it monster waard plestikfilm op it oerflak fan 'e mal ynkapsulearre om ferdamping en karbonisaasje fan oerflaktewetter te foarkommen, en it monster waard pleatst yn in úthardingskeamer mei in temperatuer fan (20±2) ℃ en relative fochtigens fan (60±5)%. Nei 1 dei waard de mal fuorthelle, en it monster waard brutsen, doe waard in lyts monster út 'e midden nommen en weakt yn wetterfrije ethanol om hydrataasje te beëinigjen, en it monster waard derút helle en droege foar it testen. De droege monsters waarden mei geleidende dûbelsidige lijm op 'e monstertafel lijmd, en in laach goudfilm waard op it oerflak spuite mei it Cressington 108auto automatyske ionsputterynstrumint. De sputterstroom wie 20 mA en de sputtertiid wie 60 s. De FEI QUANTAFEG 650 miljeu-scannende elektroanenmikroskoop (ESEM) waard brûkt om de morfologyske skaaimerken fan AFt op 'e stekproefseksje te observearjen. De hege fakuüm sekundêre elektronmodus waard brûkt om de AFT te observearjen. De fersnellingsspanning wie 15 kV, de diameter fan 'e strielflek wie 3,0 nm, en de wurkôfstân waard kontroleare op sawat 10 mm.

2. Resultaten en diskusje

SEM-ôfbyldings fan ettringite yn ferhurde HEMC-modifisearre semintslurry lieten sjen dat de oriïntaasjegroei fan laach Ca(OH)2(CH) dúdlik wie, en AFt liet unregelmjittige opgarjen fan koarte stêffoarmige AFt sjen, en guon koarte stêffoarmige AFT wie bedekt mei HEMC-membraanstruktuer. Zhang Dongfang et al. fûnen ek koarte stêffoarmige AFt by it observearjen fan de mikrostruktuerferoaringen fan HEMC-modifisearre semintslurry fia ESEM. Se leauden dat gewoane semintslurry fluch reagearre nei kontakt mei wetter, sadat AFt-kristal slank wie, en de ferlinging fan 'e hydrataasjetiid late ta de trochgeande tanimming fan 'e lingte-diameterferhâlding. HEMC fergrutte lykwols de viskositeit fan 'e oplossing, fermindere de bindingssnelheid fan ioanen yn 'e oplossing en fertrage de oankomst fan wetter op it oerflak fan klinkerpartikels, sadat de lingte-diameterferhâlding fan AFt yn in swakke trend tanommen en syn morfologyske skaaimerken in koarte stêffoarmige foarm lieten sjen. Yn ferliking mei AFt yn gewoane semintslurry fan deselde leeftyd is dizze teory foar in part ferifiearre, mar it is net fan tapassing om de morfologyske feroaringen fan AFt yn MC-modifisearre semintslurry te ferklearjen. SEM-ôfbyldings fan ettridite yn 1-dei ferhurde MC-modifisearre semintslurry lieten ek oriïntearre groei sjen fan laach Ca(OH)2, guon AFt-oerflakken wiene ek bedekt mei in filmstruktuer fan MC, en AFt liet morfologyske skaaimerken fan klustergroei sjen. Yn ferliking hat AFt-kristal yn MC-modifisearre semintslurry lykwols in gruttere lingte-diameterferhâlding en in slanker morfology, wat in typyske acikulêre morfology sjen lit.

Sawol HEMC as MC fertrage it iere hydrataasjeproses fan semint en ferhegen de viskositeit fan 'e oplossing, mar de ferskillen yn AFt-morfologyske skaaimerken feroarsake troch dizze wiene noch altyd signifikant. De boppesteande ferskynsels kinne fierder útwurke wurde út it perspektyf fan 'e molekulêre struktuer fan cellulose-ether en AFt-kristalstruktuer. Renaudin et al. wieten de synthetisearre AFt yn 'e taret alkali-oplossing om "wiete AFt" te krijen, en ferwideren it foar in part en droegen it op it oerflak fan verzadigde CaCl2-oplossing (35% relative fochtigens) om "droege AFt" te krijen. Nei de struktuerferfiningsstúdzje troch Raman-spektroskopie en röntgenpoeierdiffraksje, waard fûn dat der gjin ferskil wie tusken de twa struktueren, allinich de rjochting fan kristalfoarming fan sellen feroare yn it droechproses, dat is, yn it proses fan miljeuferoaring fan "wiet" nei "droech", foarmen AFt-kristallen sellen lâns de normale rjochting fan in stadichoan tanommen. De AFt-kristallen lâns de c-normale rjochting waarden hieltyd minder. De meast basale ienheid fan trijediminsjonale romte is gearstald út in normale line, b-normale line en c-normale line dy't loodrecht op elkoar steane. Yn it gefal dat b-normalen fêstlein wiene, klusteren AFt-kristallen lâns a-normalen, wat resultearre yn in fergrutte seldwersdoorsnede yn it flak fan ab-normalen. Dus, as de HEMC mear wetter "opslaat" as de MC, kin in "droege" omjouwing foarkomme yn in lokalisearre gebiet, wat laterale aggregaasje en groei fan AFt-kristallen befoarderet. Patural et al. fûnen dat foar CE sels, hoe heger de polymerisaasjegraad (of hoe grutter it molekulêre gewicht), hoe grutter de viskositeit fan CE en hoe better de wetterbehâldprestaasje. De molekulêre struktuer fan HEMC's en MCS stipet dizze hypoteze, wêrby't de hydroxyethylgroep in folle grutter molekulêr gewicht hat as de wetterstofgroep.

Yn 't algemien sille AFt-kristallen allinich foarmje en delslachje as relevante ioanen in bepaalde sêding berikke yn it oplossingssysteem. Dêrom kinne faktoaren lykas ioankonsintraasje, temperatuer, pH-wearde en foarmingsromte yn 'e reaksjeoplossing de morfology fan AFt-kristallen signifikant beynfloedzje, en feroaringen yn keunstmjittige syntezeomstannichheden kinne de morfology fan AFt-kristallen feroarje. Dêrom kin de ferhâlding fan AFt-kristallen yn gewoane semintslurry tusken de twa feroarsake wurde troch de ienige faktor fan wetterferbrûk yn 'e iere hydrataasje fan semint. It ferskil yn AFt-kristalmorfology feroarsake troch HEMC en MC moat lykwols benammen te tankjen wêze oan har spesjale wetterbehâldmeganisme. Hemcs en MCS meitsje in "sletten lus" fan wettertransport binnen de mikrosône fan 'e farske semintslurry, wêrtroch in "koarte perioade" mooglik is wêryn wetter "maklik yn en lestich út te krijen is". Yn dizze perioade feroaret lykwols ek de floeibere faze-omjouwing yn en by de mikrosône. Faktoren lykas ioankonsintraasje, pH, ensfh., De feroaring fan groeiomjouwing wurdt fierder wjerspegele yn 'e morfologyske skaaimerken fan AFt-kristallen. Dizze "sletten lus" fan wettertransport is fergelykber mei it wurkingsmeganisme beskreaun troch Pourchez et al. HPMC spilet in rol by wetterbehâld.

3. Konklúzje

(1) De tafoeging fan hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC) en methylcellulose-ether (MC) kin de morfology fan ettringiet yn iere (1 dei) gewoane semintslurry signifikant feroarje.

(2) De lingte en diameter fan ettringietkristallen yn HEMC-modifisearre semintslurry binne lyts en hawwe in koarte stêffoarm; De ferhâlding tusken de lingte en diameter fan ettringietkristallen yn MC-modifisearre semintslurry is grut, wat in naaldstêffoarm hat. De ettringietkristallen yn gewoane semintslurry's hawwe in aspektferhâlding tusken dizze twa.

(3) De ferskillende effekten fan twa cellulose-ethers op 'e morfology fan ettringiet binne yn essinsje te tankjen oan it ferskil yn molekulêr gewicht.