Pengaruh suhu sekitar ing kemampuan kerja gypsum modifikasi selulosa eter

Kinerja gypsum sing diowahi selulosa eter ing suhu sekitar sing beda beda banget, nanging mekanismee ora jelas.Efek saka selulosa eter ing paramèter rheologis lan retensi banyu saka slurry gypsum ing suhu sekitar sing beda diteliti.Dhiameter hidrodinamika eter selulosa ing fase cair diukur kanthi metode panyebaran cahya dinamis, lan mekanisme pengaruhe ditliti.Asil nuduhake yen selulosa eter nduweni efek penahan banyu lan penebalan sing apik ing gipsum.Kanthi nambah isi selulosa eter, viskositas slurry mundhak lan kapasitas nahan banyu mundhak.Nanging, kanthi kenaikan suhu, kapasitas nahan banyu saka slurry gypsum sing dimodifikasi mudhun nganti sawetara, lan paramèter rheologis uga owah.Ngelingi asosiasi koloid selulosa eter bisa entuk retensi banyu kanthi ngalangi saluran transportasi banyu, kenaikan suhu bisa nyebabake disintegrasi asosiasi volume gedhe sing diprodhuksi dening selulosa eter, saéngga nyuda retensi banyu lan kinerja kerja gipsum sing diowahi.

tembung kunci:gipsum;selulosa eter;Suhu;penylametan banyu;rheologi

0. Pambuka

Gypsum, minangka bahan sing ramah lingkungan kanthi konstruksi lan sifat fisik sing apik, akeh digunakake ing proyek dekorasi.Ing aplikasi saka bahan adhedhasar gypsum, agen penahan banyu biasane ditambahake kanggo ngowahi slurry kanggo nyegah mundhut banyu ing proses hidrasi lan hardening.Eter selulosa minangka agen penahan banyu sing paling umum saiki.Amarga CE ionik bakal bereaksi karo Ca2+, asring nggunakake CE non-ionik, kayata: hidroksipropil metil selulosa eter, hidroksietil metil selulosa eter lan metil selulosa eter.Penting kanggo nyinaoni sifat gypsum sing dimodifikasi selulosa eter kanggo aplikasi gypsum sing luwih apik ing teknik dekorasi.

Eter selulosa minangka senyawa molekul dhuwur sing diprodhuksi dening reaksi selulosa alkali lan agen etherifying ing kahanan tartamtu.Eter selulosa nonionik sing digunakake ing teknik konstruksi nduweni dispersi sing apik, penylametan banyu, ikatan lan efek penebalan.Penambahan eter selulosa duweni efek sing jelas banget ing penylametan banyu gypsum, nanging kekuatan lentur lan tekan saka awak gypsum hardened uga rada nyuda kanthi nambah jumlah tambahan.Iki amarga selulosa eter nduweni efek entraining udara tartamtu, sing bakal ngenalake gelembung ing proses pencampuran slurry, saéngga nyuda sifat mekanik awak sing atos.Ing wektu sing padha, kakehan selulosa eter bakal nggawe campuran gypsum banget lengket, asil ing kinerja construction sawijining.

Proses hidrasi gipsum bisa dipérang dadi patang langkah: pembubaran kalsium sulfat hemihidrat, nukleasi kristalisasi kalsium sulfat dihidrat, pertumbuhan inti kristal lan pembentukan struktur kristal.Ing proses hidrasi gypsum, gugus fungsi hidrofilik selulosa eter adsorbing ing permukaan partikel gypsum bakal ndandani bagean saka molekul banyu, saéngga tundha proses nukleasi hidrasi gipsum lan ndawakake wektu setelan gypsum.Liwat pengamatan SEM, Mroz nemokake manawa anane selulosa eter nundha pertumbuhan kristal, nanging nambah tumpang tindih lan agregasi kristal.

Eter selulosa ngandhut gugus hidrofilik saengga nduweni hidrofilik tartamtu, polimer rantai dawa sing saling nyambungake supaya nduweni viskositas dhuwur, interaksi loro kasebut ndadekake selulosa nduweni efek penebalan penahan banyu sing apik ing campuran gipsum.Bulichen nerangake mekanisme penylametan banyu saka selulosa eter ing semen.Ing campuran kurang, selulosa eter adsorb ing semen kanggo panyerepan banyu intramolecular lan diiringi dadi gedhe kanggo entuk penylametan banyu.Ing wektu iki, penylametan banyu kurang.Dosis dhuwur, eter selulosa bakal mbentuk atusan nanometer nganti sawetara mikron polimer koloid, kanthi efektif ngalangi sistem gel ing bolongan kasebut, kanggo entuk retensi banyu sing efisien.Mekanisme aksi eter selulosa ing gipsum padha karo semen, nanging konsentrasi SO42- sing luwih dhuwur ing fase cairan slurry gipsum bakal ngurangi efek nahan banyu saka selulosa.

Adhedhasar isi ing ndhuwur, bisa ditemokake yen riset saiki babagan selulosa eter sing dimodifikasi gypsum biasane fokus ing proses hidrasi eter selulosa ing campuran gipsum, sifat retensi banyu, sifat mekanik lan struktur mikro awak hardened, lan mekanisme selulosa eter. penylametan banyu.Nanging, panaliten babagan interaksi antara selulosa eter lan slurry gipsum ing suhu dhuwur isih ora cukup.Solusi banyu selulosa eter bakal gelatinize ing suhu tartamtu.Nalika suhu mundhak, viskositas larutan eter selulosa bakal suda.Nalika suhu gelatinisasi wis tekan, eter selulosa bakal diencerake dadi gel putih.Contone, ing konstruksi musim panas, suhu sekitar dhuwur, sifat gel termal saka selulosa eter bound kanggo mimpin kanggo owah-owahan ing workability saka slurry gypsum dipunéwahi.Karya iki nylidiki efek saka mundhak suhu ing workability saka selulosa eter dipunéwahi materi gypsum liwat nyobi sistematis, lan menehi panuntun dhumateng kanggo aplikasi praktis saka selulosa eter dipunéwahi gypsum.

1. Eksperimen

1.1 Bahan Baku

Gypsum punika β-jinis bangunan alam gipsum diwenehake dening Beijing Ecological Home Group.

Eter selulosa dipilih saka Shandong Yiteng Group hydroxypropyl methyl cellulose ether, spesifikasi produk kanggo 75.000 mPa·s, 100.000 mPa·s lan 200000mPa·s, suhu gelation ndhuwur 60 ℃.Asam sitrat dipilih minangka retarder gipsum.

1.2 Tes Rheologi

Instrumen uji rheologi sing digunakake yaiku rheometer RST⁃CC sing diprodhuksi dening BROOKFIELD USA.Parameter rheologis kayata viskositas plastik lan tegangan geser asil saka slurry gipsum ditemtokake dening wadhah sampel MBT⁃40F⁃0046 lan rotor CC3⁃40, lan data kasebut diproses dening piranti lunak RHE3000.

Karakteristik campuran gipsum cocog karo prilaku rheologi cairan Bingham, sing biasane ditliti nggunakake model Bingham.Nanging, amarga pseudoplastisitas eter selulosa sing ditambahake ing gipsum sing diowahi polimer, campuran slurry biasane menehi sifat tipis geser tartamtu.Ing kasus iki, model Bingham (M⁃B) sing diowahi bisa luwih nggambarake kurva rheologis gipsum.Kanggo nyinaoni deformasi geser gipsum, karya iki uga nggunakake model Herschel⁃Bulkley (H⁃B).

1.3 Tes penylametan banyu

Prosedur tes deleng GB/T28627⁃2012 Plester Plaster.Sajrone eksperimen kanthi suhu minangka variabel, gypsum dipanasake 1 jam sadurunge ing suhu sing cocog ing oven, lan banyu campuran sing digunakake ing eksperimen kasebut dipanasake 1h ing suhu sing cocog ing adus banyu suhu konstan, lan instrumen sing digunakake. wis digawe panas.

1.4 Tes diameter hidrodinamika

Dhiameter hidrodinamik (D50) saka asosiasi polimer HPMC ing fase cair diukur nggunakake penganalisa ukuran partikel panyebaran cahya dinamis (Malvern Zetasizer NanoZS90).

2. Asil lan diskusi

2.1 Sifat rheologi saka gipsum sing diowahi HPMC

Viskositas semu yaiku rasio tegangan geser kanggo tingkat geser sing tumindak ing cairan lan minangka parameter kanggo nemtokake aliran cairan non-Newtonian.Viskositas katon saka slurry gypsum dipunéwahi diganti karo isi eter selulosa ing telung specifications beda (75000mPa · s, 100.000mpa · s lan 200000mPa · s).Suhu tes yaiku 20 ℃.Nalika tingkat nyukur rheometer 14min-1, bisa ditemokake yen viskositas slurry gipsum mundhak kanthi nambah penggabungan HPMC, lan sing luwih dhuwur viskositas HPMC, sing luwih dhuwur viskositas slurry gipsum sing diowahi.Iki nuduhake yen HPMC nduweni efek penebalan lan viskosifikasi sing jelas ing slurry gipsum.Gypsum slurry lan selulosa eter minangka zat kanthi viskositas tartamtu.Ing campuran gypsum sing diowahi, eter selulosa diserap ing permukaan produk hidrasi gipsum, lan jaringan sing dibentuk dening eter selulosa lan jaringan sing dibentuk saka campuran gipsum digandhengake, nyebabake "efek superposisi", sing ningkatake viskositas sakabèhé. bahan gypsum sing diowahi.

Kurva tegangan geser ⁃ saka gipsum murni (G⁃H) lan tempel gipsum (G⁃H) sing diowahi kanthi doped karo 75000mPa· s-HPMC, kaya sing disimpulake saka model Bingham (M⁃B) sing wis direvisi.Bisa ditemokake yen kanthi paningkatan tingkat geser, tegangan geser saka campuran uga mundhak.Nilai viskositas plastik (ηp) lan tegangan geser hasil (τ0) saka gipsum murni lan gipsum modifikasi HPMC ing suhu sing beda-beda dipikolehi.

Saka nilai viskositas plastik (ηp) lan tegangan geser hasil (τ0) gipsum murni lan gipsum modifikasi HPMC ing temperatur sing beda-beda, bisa dideleng yen tegangan leleh saka gipsum modifikasi HPMC bakal mudhun terus-terusan kanthi mundhake suhu, lan ngasilake. kaku bakal ngurangi 33% ing 60 ℃ dibandhingake karo 20 ℃.Kanthi mirsani kurva viskositas plastik, bisa ditemokake yen viskositas plastik saka slurry gipsum sing dimodifikasi uga mudhun kanthi kenaikan suhu.Nanging, kaku ngasilaken lan viskositas plastik slurry gypsum murni mundhak rada karo Tambah saka suhu, kang nuduhake yen owah-owahan saka paramèter rheological saka slurry gypsum diowahi HPMC ing proses Tambah suhu disebabake owah-owahan saka sifat HPMC.

Nilai tegangan ngasilake slurry gipsum nggambarake nilai tegangan geser maksimum nalika slurry nolak deformasi geser.Sing luwih gedhe nilai tegangan ngasilake, luwih stabil slurry gipsum.Viskositas plastik nggambarake tingkat deformasi slurry gipsum.Sing luwih gedhe viskositas plastik, luwih suwe wektu deformasi geser saka slurry.Ing kesimpulan, loro paramèter rheological saka HPMC dipunéwahi slurry gypsum nyuda temenan karo Tambah saka suhu, lan efek thickening saka HPMC ing slurry gypsum weakened.

Deformasi geser slurry nuduhake efek penebalan geser utawa efek penipisan geser sing dibayangke dening slurry nalika kena gaya geser.Efek deformasi geser saka slurry bisa ditemtokake kanthi indeks pseudoplastik n sing dipikolehi saka kurva pas.Nalika n < 1, slurry gipsum nuduhake thinning geser, lan tingkat thinning geser saka slurry gipsum dadi luwih dhuwur karo nyuda saka n.Nalika n> 1, slurry gipsum nuduhake thickening geser, lan tingkat thickening geser saka slurry gypsum tambah karo nambah saka n.Kurva rheologi saka slurry gipsum sing diowahi HPMC ing suhu sing beda-beda adhedhasar model fitting Herschel⁃Bulkley (H⁃B), saengga entuk indeks pseudoplastik n saka slurry gipsum sing diowahi HPMC.

Miturut indeks pseudoplastic n saka slurry gipsum sing diowahi HPMC, deformasi geser saka slurry gipsum sing dicampur karo HPMC yaiku penipisan geser, lan nilai n mundhak kanthi kenaikan suhu, sing nuduhake yen prilaku geser gypsum sing diowahi HPMC bakal. dadi weakened kanggo ombone tartamtu nalika kena pengaruh suhu.

Adhedhasar owah-owahan viskositas sing katon saka slurry gipsum sing diowahi kanthi tingkat geser sing diitung saka data tegangan geser 75000 mPa · HPMC ing suhu sing beda-beda, bisa ditemokake yen viskositas plastik saka slurry gipsum sing diowahi mudhun kanthi cepet kanthi nambah tingkat geser, sing verifikasi asil pas model H⁃B.Slurry gipsum sing diowahi nuduhake karakteristik penipisan geser.Kanthi kenaikan suhu, viskositas campuran sing katon mudhun nganti tingkat geser sing sithik, sing nuduhake yen efek penipisan geser saka slurry gypsum sing diowahi dadi lemah.

Ing nggunakake nyata gypsum putty, gypsum slurry dibutuhake kanggo gampang deform ing proses rubbing lan tetep stabil ing liyane, kang mbutuhake gypsum slurry duwe apik nyukur karakteristik thinning, lan owah-owahan nyukur saka HPMC dipunéwahi gypsum langka kanggo ombone tartamtu, kang ora kondusif kanggo construction saka bahan gypsum.Viskositas HPMC iku salah siji saka paramèter penting, lan uga alesan utama sing muter peran thickening kanggo nambah karakteristik variabel aliran nyawiji.Eter selulosa dhewe nduweni sifat gel panas, viskositas larutan banyu suda kanthi bertahap nalika suhu mundhak, lan gel putih precipitates nalika tekan suhu gelasi.Owah-owahan paramèter rheologis saka gypsum selulosa eter sing diowahi kanthi suhu raket banget karo owah-owahan viskositas, amarga efek penebalan minangka asil saka superposisi eter selulosa lan slurry campuran.Ing teknik praktis, pengaruh suhu lingkungan ing kinerja HPMC kudu dianggep.Contone, suhu bahan mentah kudu dikontrol ing suhu dhuwur ing mangsa panas kanggo ngindhari kinerja kerja gypsum sing dimodifikasi sing disebabake dening suhu dhuwur.

2.2 Penylametan banyu sakaHPMC dimodifikasi gipsum

Penylametan banyu slurry gipsum sing diowahi kanthi telung spesifikasi eter selulosa sing beda diganti karo kurva dosis.Kanthi nambah dosis HPMC, tingkat penylametan banyu saka slurry gypsum wis Ngartekno apik, lan gaya Tambah dadi stabil nalika dosis HPMC tekan 0,3%.Pungkasan, tingkat retensi banyu saka slurry gipsum stabil ing 90% ~ 95%.Iki nuduhake yen HPMC duwe efek nahan banyu sing jelas ing tempel tempel watu, nanging efek nahan banyu ora saya apik amarga dosis terus saya tambah.Telung specifications saka HPMC beda tingkat penylametan banyu ora gedhe, contone, nalika isi 0,3%, sawetara tingkat penylametan banyu 5%, standar deviasi 2,2.HPMC kanthi viskositas paling dhuwur dudu tingkat retensi banyu sing paling dhuwur, lan HPMC kanthi viskositas paling murah dudu tingkat retensi banyu sing paling murah.Nanging, dibandhingake karo gypsum murni, tingkat penylametan banyu saka telung HPMC kanggo slurry gypsum wis Ngartekno apik, lan tingkat penylametan banyu saka gypsum dipunéwahi ing isi 0,3% tambah dening 95%, 106%, 97% dibandhingake karo klompok kontrol kosong.Selulosa eter temenan bisa nambah penylametan banyu saka slurry gypsum.Kanthi nambah isi HPMC, tingkat penylametan banyu saka HPMC diowahi gypsum slurry karo viskositas beda mboko sithik tekan titik jenuh.10000mPa · sHPMC tekan titik jenuh ing 0,3%, 75000mPa · s lan 20000mPa · s HPMC tekan titik jenuh ing 0,2%.Asil nuduhake yen penylametan banyu saka 75000mPa · s HPMC dipunéwahi gypsum owah-owahan karo suhu ing dosis beda.Kanthi sudo saka suhu, tingkat penylametan banyu saka HPMC dipunéwahi gypsum mboko sithik sudo, nalika tingkat penylametan banyu saka gypsum murni Sejatine tetep panggah, nuduhake yen Tambah saka suhu weakens efek penylametan banyu saka HPMC ing gypsum.Tingkat penylametan banyu HPMC suda dening 31,5% nalika suhu tambah saka 20 ℃ kanggo 40 ℃.Nalika suhu mundhak saka 40 ℃ kanggo 60 ℃, tingkat penylametan banyu saka HPMC dipunéwahi gypsum Sejatine padha saka gypsum murni, nuduhake yen HPMC wis ilang efek Ngapikake penylametan banyu saka gypsum ing wektu iki.Jian Jian lan Wang Peiming ngajokaken sing selulosa eter dhewe wis kedadean gel termal, owah-owahan suhu bakal mimpin kanggo owah-owahan ing viskositas, morfologi lan adsorption saka selulosa eter, kang bound kanggo mimpin kanggo owah-owahan ing kinerja campuran slurry.Bulichen uga nemokake yen viskositas dinamis saka solusi semen sing ngemot HPMC mudhun kanthi suhu sing tambah.

Owah-owahan retensi banyu saka campuran sing disebabake kenaikan suhu kudu digabungake karo mekanisme selulosa eter.Bulichen nerangake mekanisme eter selulosa bisa nahan banyu ing semen.Ing sistem basis semen, HPMC mbenakake tingkat penylametan banyu saka slurry dening ngurangi permeabilitas saka "kue Filter" kawangun dening sistem cementing.A konsentrasi tartamtu saka HPMC ing phase Cairan bakal mbentuk sawetara atus nanometer kanggo sawetara microns saka asosiasi colloidal, iki wis volume tartamtu saka struktur polimer bisa èfèktif plug saluran transmisi banyu ing campuran, nyuda permeabilitas "filter cake", kanggo entuk penylametan banyu efisien.Bulichen uga nuduhake yen HPMCS ing gipsum nuduhake mekanisme sing padha.Mulane, sinau babagan diameter hidromekanis saka asosiasi sing dibentuk dening HPMC ing fase cair bisa nerangake efek HPMC ing retensi banyu gypsum.

2.3 Dhiameter hidrodinamika asosiasi koloid HPMC

kurva distribusi partikel saka konsentrasi beda 75000mPa · s HPMC ing phase Cairan, lan kurva distribusi partikel saka telung specifications HPMC ing phase Cairan ing konsentrasi 0,6%.Bisa dideleng saka kurva distribusi partikel HPMC saka telung spesifikasi ing fase cair nalika konsentrasi 0,6%, kanthi paningkatan konsentrasi HPMC, ukuran partikel saka senyawa sing ana gandhengane sing dibentuk ing fase cair uga mundhak.Nalika konsentrasi kurang, partikel sing dibentuk dening agregasi HPMC cilik, lan mung bagean cilik saka agregat HPMC dadi partikel udakara 100nm.Nalika konsentrasi HPMC 1%, ana akeh asosiasi koloid kanthi diameter hidrodinamik kira-kira 300nm, sing minangka tandha penting saka tumpang tindih molekul.Struktur polimerisasi "volume gedhe" iki bisa kanthi efektif mblokir saluran transmisi banyu ing campuran kasebut, nyuda "permeabilitas kue", lan penylametan banyu sing cocog karo campuran gipsum ing konsentrasi iki uga luwih saka 90%.Dhiameter hidromekanik HPMC kanthi viskositas beda ing fase cair padha, sing nerangake tingkat penylametan banyu sing padha karo slurry gipsum sing diowahi HPMC kanthi viskositas sing beda.

Kurva distribusi ukuran partikel saka 75000mPa·s HPMC kanthi konsentrasi 1% ing suhu sing beda.Kanthi paningkatan suhu, dekomposisi asosiasi koloid HPMC bisa ditemokake kanthi jelas.Ing 40 ℃, volume gedhe saka asosiasi 300nm rampung ilang lan decomposed menyang partikel volume cilik saka 15nm.Kanthi tambah suhu luwih, HPMC dadi partikel cilik, lan penylametan banyu saka slurry gypsum wis rampung ilang.

Fenomena sifat HPMC ganti karo munggah saka suhu uga dikenal minangka sifat gel panas, tampilan umum ana sing ing suhu kurang, HPMC makromolekul pisanan buyar ing banyu kanggo dissolve solusi, molekul HPMC ing konsentrasi dhuwur bakal mbentuk asosiasi partikel gedhe. .Nalika suhu mundhak, hidrasi HPMC wis weakened, banyu ing antarane rentengan mboko sithik kosong, senyawa asosiasi gedhe mboko sithik buyar menyang partikel cilik, viskositas solusi sudo, lan struktur jaringan telung dimensi kawangun nalika gelation. suhu wis tekan, lan gel putih wis precipitated.

Bodvik nemokake yen struktur mikro lan sifat adsorpsi HPMC ing fase cair diganti.Digabungake karo teori Bulichen saka HPMC colloidal asosiasi Watesan slurry saluran transportasi banyu, iku iki rampung sing Tambah saka suhu mimpin kanggo disintegration saka HPMC colloidal association, asil ing nyuda saka penylametan banyu saka gypsum dipunéwahi.

3. Kesimpulan

(1) Selulosa eter dhewe nduweni viskositas dhuwur lan efek "superimposed" karo slurry gypsum, muter efek thickening ketok.Ing suhu kamar, efek thickening dadi luwih ketok kanthi nambah viskositas lan dosis eter selulosa.Nanging, kanthi kenaikan suhu, viskositas eter selulosa mudhun, efek penebalane dadi lemah, tegangan geser asil lan viskositas plastik campuran gypsum nyuda, pseudoplastik dadi lemah, lan properti konstruksi dadi luwih elek.

(2) Selulosa eter apik penylametan banyu saka gypsum, nanging karo Tambah saka suhu, penylametan banyu saka gypsum dipunéwahi uga Ngartekno melorot, malah ing 60 ℃ rampung bakal kelangan efek penylametan banyu.Tingkat penylametan banyu saka slurry gypsum iki Ngartekno apik dening selulosa eter, lan tingkat penylametan banyu saka HPMC dipunéwahi slurry gypsum karo viskositas beda mboko sithik tekan titik jenuh karo Tambah saka dosis.Penylametan banyu gypsum umume proporsi karo viskositas eter selulosa, ing viskositas dhuwur duweni efek cilik.

(3) Faktor internal sing ngganti retensi banyu selulosa eter kanthi suhu ana hubungane karo morfologi mikroskopis eter selulosa ing fase cair.Ing konsentrasi tartamtu, selulosa eter cenderung agregat kanggo mbentuk asosiasi koloid sing gedhe, ngalangi saluran transportasi banyu saka campuran gipsum kanggo entuk retensi banyu sing dhuwur.Nanging, kanthi kenaikan suhu, amarga sifat gelilasi termal saka selulosa eter dhewe, asosiasi koloid gedhe sing dibentuk sadurunge redisperses, nyebabake penurunan kinerja retensi banyu.