Bandora ethera selulozê li ser germa hîdratasyona çîmentoyê ya cihêreng û yekane

bandorên etera selulozê li ser germa hîdrokirina çîmentoya Portland, çîmentoya sulfoaluminate, tricalcium silicate û tricalcium aluminate di 72h de bi ceribandina kalorimetrîya îsotermîk ve hate berhev kirin.Encam destnîşan dikin ku ethera selulozê dikare bi girîngî rêjeya hîdrasyon û berdana germê ya çîmentoya Portland û tricalcium silicate kêm bike, û bandora kêmbûnê li ser hîdratasyon û rêjeya berdana germê ya silicate tricalcium girîngtir e.Bandora ethera selulozê li ser kêmkirina rêjeya berdana germê ya hîdratasyona çîmentoya sulfoaluminate pir qels e, lê ew bandorek qels e li ser baştirkirina rêjeya berdana germê ya hîdrobûna aluminate ya tricalcium.Ethera selulozê dê ji hêla hin hilberên hîdratasyonê ve were vegirtin, bi vî rengî krîstalîzasyona hilberên hîdratasyonê dereng bike, û dûv re bandorê li rêjeya berdana germa hîdrokirinê ya çîmentoyê û yekane madenê bike.

Peyvên sereke:ether cellulose;Çîmento;Single ore;Germahiya hydration;adsorption

1. Destpêk

Ethera selulozê di mûçeya tevlihev a hişk, betona xwe-kompêkirî û materyalên din ên nû yên li ser bingeha çîmentoyê de karmendek stûrbûn û hilgirtina avê ya girîng e.Lêbelê, ethera selulozê dê hîdrobûna çîmentoyê jî dereng bike, ku ji bo baştirkirina dema xebitandinê ya materyalên çîmento-based, çêtirkirina domdariya hawanê û windabûna demê ya betonê, di heman demê de dibe ku pêşkeftina avakirinê jî dereng bike.Bi taybetî, ew ê bandorên neyînî li ser hawan û betonê ku di şert û mercên hawîrdora germahiya kêm de têne bikar anîn hebe.Ji ber vê yekê, pir girîng e ku meriv qanûna ethera selulozê ya li ser kînetîka hîdrasyona çîmentoyê fam bike.

OU û Pourchez bi rêkûpêk bandorên pîvanên molekulî yên wekî giraniya molekulî ya ethera selulozê, celebê cîgir an asta veguheztinê li ser kînetîka hîdrasyona çîmentoyê lêkolîn kirin, û gelek encamên girîng derxistin: Kapasîteya etera hîdroksîetîl selulozê (HEC) ku hîdrokirina çîmentoyê dereng bike. çîmento bi gelemperî ji ya etera methyl selulozê (HPMC), etera hîdroksîmetîl etîl selulozê (HEMC) û etera metîl selulozê (MC) bi hêztir e.Di ethera selulozê ya ku metîl dihewîne, naveroka metîlê çiqas kêm dibe, ew qas xurtir dibe ku hîdrobûna çîmentoyê dereng bike;Çi qas giraniya molekulê ya ethera selulozê kêm be, ew qas şiyana derengxistina hîdrobûna çîmentoyê xurtir dibe.Van encaman bingehek zanistî ji bo hilbijartina ethera selulozê ya rast peyda dikin.

Ji bo hêmanên cihêreng ên çîmentoyê, bandora ethera selulozê ya li ser kînetîka hîdrasyona çîmentoyê di serîlêdanên endezyariyê de jî pirsgirêkek pir bi fikar e.Lêbelê, lêkolînek li ser vê yekê tune.Di vê gotarê de, bandora ethera selulozê li ser kînetîka hîdrasyona çîmentoya Portlandê ya asayî, C3S (sîlikat trikalsiyûm), C3A (aluminate trikalsiyûm) û çîmentoyê sulfoaluminate (SAC) bi ceribandina kalorîmetrîya îsotermîk ve hate lêkolîn kirin, da ku bêtir pêwendiyê fam bikin û mekanîzmaya navxweyî ya di navbera ethera selulozê û hilberên hîdrasyona çîmentoyê de.Ew ji bo karanîna maqûl a ethera selulozê di materyalên çîmentoyê de bingehek zanistî ya din peyda dike û di heman demê de bingehek lêkolînê ji bo têkiliya di navbera pêvekên din û hilberên hîdrasyona çîmentoyê de peyda dike.

2. Ceribandin

2.1 Madeyên xav

(1) çîmentoya Portland a asayî (P·0).Ji hêla Wuhan Huaxin Cement Co., LTD. ve hatî çêkirin, taybetmendî P· 042.5 (GB 175-2007) ye, ku ji hêla spektrometera floransê ya tîrêjê ya X-tîrêjê ya belavkirina dirêjahiya pêlê ve hatî destnîşankirin (AXIOS pêşkeftî, PANalytical Co., LTD.).Li gorî analîza nermalava JADE 5.0, ji bilî mîneralên çîmentoyê C3S, C2s, C3A, C4AF û gypsum, madeyên xav ên çîmentoyê jî karbonatê kalsiyûmê jî hene.

(2) çîmentoya sulfoaluminate (SAC).Çimentoya sulfoaluminate ya hişk a bilez ku ji hêla Zhengzhou Wang Lou Cement Industry Co., Ltd. ve hatî hilberandin R.Star 42.5 e (GB 20472-2006).Komên wê yên sereke sulfoaluminate calcium û silicate dicalcium in.

(3) tricalcium silicate (C3S).Ca(OH)2, SiO2, Co2O3 û H2O di 3:1:0.08 de çap bikin: Rêjeya girseyê ya 10 yeksan hate tevlihev kirin û di bin zextek domdar a 60MPa de hate pêçan da ku bilbilek kesk a silndrîkî çêbike.Billet li 1400℃ 1,5 ~ 2 saetan di firna elektrîkê ya bi germahiya bilind de hate kelîn kirin, û dûv re ji bo 40 hûrdemî ji bo germkirina mîkropêla din hate guheztin nav tendûrek mîkro.Piştî derxistina billet, ew ji nişkê ve hate sar kirin û çend caran hate şikandin û kalsîn kirin heya ku naveroka CaO ya belaş di hilberê qedandî de ji %1.0 kêmtir bû.

(4) tricalcium aluminate (c3A).CaO û A12O3 bi ​​heman rengî hatin tevlihev kirin, di 1450 ℃ de 4 demjimêran di firna elektrîkî ya silicon-molîbdenum de hate kelîn kirin, di nav tozê de hate helandin, û çend caran hate kelîn kirin heya ku naveroka CaO ya belaş ji% 1.0 kêmtir bû û lûtkeyên C12A7 û CA bûn. paşguh kirin.

(5) ether cellulose.Xebata berê bandorên 16 celeb etherên selulozê li ser hîdrokirin û rêjeya berdana germê ya çîmentoya Portland a asayî dan ber hev, û dît ku cûreyên cûda yên etherên selulozê li ser qanûna hîdrokirin û berdana germê ya çîmentoyê de cûdahiyên girîng hene, û mekanîzmaya hundurîn analîz kir. ji vê cudahiya girîng.Li gorî encamên lêkolîna berê, sê celeb ethera selulozê ku li ser çîmentoya Portland a asayî xwedî bandorek paşverû ya eşkere ye, hatin hilbijartin.Di nav wan de etera hîdroksîetîl selulozê (HEC), hîdroksîpropîl metîl seluloz ether (HPMC), û hîdroksîetîl metîl seluloz ether (HEMC) hene.Vîskozîteya ethera selulozê ji hêla vîskometerek zivirî ve bi giraniya ceribandinê 2%, germahiya 20℃ û leza zivirînê 12 r / min hate pîvandin.Vîskozîteya ethera selulozê ji hêla vîskometerek zivirî ve bi giraniya ceribandinê 2%, germahiya 20℃ û leza zivirînê 12 r / min hate pîvandin.Asta veguheztina molarê ya ethera selulozê ji hêla çêker ve tê peyda kirin.

(6) Av.Ava distîlkirî ya duyemîn bikar bînin.

2.2 Rêbaza testê

Germahiya hydration.Kalorimeter îzotermîk a 8-kanal a TAM Air ku ji hêla TA Instrument Company ve hatî hilberandin hate pejirandin.Hemî madeyên xav beriya ceribandinê heya germahiya ceribandinê (wekî (20± 0.5)℃) germahiya domdar hatin girtin.Pêşîn, 3 g çîmento û 18 mg toza etherê ya selulozê li kalorîmeterê hatin zêdekirin (rêjeya girseya ethera selulozê bi materyalê cemelative 0,6%).Piştî tevhevkirina tam, ava têkel (ava distîlkirî ya duyemîn) li gorî rêjeya av-çîmentoyê ya diyarkirî hate zêdekirin û bi rengekî yeksan hat hejandin.Dûv re, ew zû ji bo ceribandinê hate xistin nav kalorîmeterê.Rêjeya avê-binder a c3A 1,1 e, û rêjeya avê-binder a sê materyalên din ên çîmentoyê 0,45 e.

3. Encam û nîqaş

3.1 Encamên testê

Bandorên HEC, HPMC û HEMC li ser rêjeya serbestberdana germa hîdrokirinê û rêjeya berdana germa berhevkirî ya çîmentoya Portland a normal, C3S û C3A di nav 72 demjimêran de, û bandorên HEC-ê li ser rêjeya berdana germa hîdrokirinê û rêjeya berdana germa berhevkirî ya çîmentoya sulfoaluminate. di nav 72 demjimêran de, HEC ethera selulozê ye ku bandora derengiya herî xurt li ser hîdratasyona çîmentoyê ya din û madenê yekane heye.Bi berhevkirina her du bandoran re, meriv dikare were dîtin ku bi guheztina pêkhateya materyalê ya çîmentoyê re, ethera selulozê bandorên cûda li ser rêjeya berdana germa hîdratasyonê û berdana germa kumulatîf heye.Ethera selulozê ya hilbijartî dikare bi girîngî rêjeya hîdrasyon û berdana germê ya çîmentoya Portland a normal û C, S kêm bike, bi taybetî dema serdema induksiyonê dirêj dike, xuyangkirina hîdrokirinê û lûtkeya berdana germê dereng dixe, ku di nav wan de ethera selulozê heya C, S hîdratasyon û Derengiya rêjeya berdana germê ji hîdrokirina çîmentoya Portland a normal û derengiya rêjeya berdana germê diyartir e;Ethera selulozê di heman demê de dikare rêjeya berdana germê ya hîdrasyona çîmentoyê ya sulfoaluminate jî dereng bike, lê şiyana derengbûnê pir qels e, û bi piranî hîdrokirinê piştî 2 demjimêran dereng dixe;Ji bo rêjeya berdana germê ya hîdrasyona C3A, ethera selulozê xwedan şiyana bilezkirina qels e.

3.2 Analîz û nîqaş

Mekanîzmaya ethera selulosîk hîdrokirina çîmentoyê dereng dixe.Silva et al.hîpotez kir ku ethera selulosîk vîskozîteya çareseriya porê zêde dike û rêjeya tevgera îyonî asteng dike, bi vî rengî hîdrobûna çîmentoyê dereng dixe.Lêbelê, pir edebiyat ji vê texmînê guman kiriye, ji ber ku ceribandinên wan dît ku etherên selulozê yên bi vîskozîteyek kêmtir xwedan jêhatîbûnek bihêztir e ku hîdrobûna çîmentoyê dereng bike.Di rastiyê de, dema tevgera ion an koçberiyê ew qas kurt e ku ew eşkere bi dema derengiya hîdrokirina çîmentoyê re nayê berhev kirin.Adsorbasyona di navbera ethera selulozê û hilberên hîdrasyona çîmentoyê de wekî sedemek rastîn tê hesibandin ku derengiya hîdrasyona çîmentoyê ji hêla ethera selulozê ve ye.Ethera selûlozê bi hêsanî li rûyê hilberên hîdrokirinê yên wekî hîdroksîdê kalsiyûm, gêla CSH û hîdrota aluminate kalsiyûmê tê vegirtin, lê ne hêsan e ku meriv ji hêla ettringite û qonaxa nehîdrokirî ve were vegirtin, û kapasîteya vegirtinê ya ethera selulozê ya li ser hîdroksîdê kalsiyûmê ji wê mezintir e. ya CSH gel.Ji ber vê yekê, ji bo hilberên hîdratasyona çîmentoya Portland a asayî, ethera selulozê li ser hîdroksîdê kalsiyûmê derengiya herî xurt heye, li ser kalsiyûmê derengiya herî xurt, derengiya duyemîn li ser gêla CSH, û derengiya herî qels li ser ettringite heye.

Lêkolînên berê destnîşan kirin ku adsorption di navbera polysaccharide ne-ionîk û qonaxa mîneral de bi piranî girêdana hîdrojenê û tevlihevkirina kîmyewî vedihewîne, û ev her du bandor di navbera koma hîdroksîl a polisakkarîdê û hîdroksîdê metalê de li ser rûyê mîneral pêk tê.Liu et al.bêtir adsorbasyona di navbera polîsakkarîd û hîdroksîdên metal de wekî pêwendiya asîd-bazê, bi polysaccharides wekî asîd û hîdroksîdên metal wekî baz têne dabeş kirin.Ji bo polisakkarîdek diyar, alkalîniya rûbera mîneral hêza pêwendiya di navbera polîsakkarîd û mîneralan de diyar dike.Di nav çar hêmanên gelling ên ku di vê gotarê de hatine lêkolîn kirin, hêmanên sereke yên metal an ne-metal Ca, Al û Si hene.Li gor rêza çalakiya metalê alkalîniya hîdroksîdên wan Ca(OH)2>Al(OH3>Si(OH)4 e. Bi rastî jî çareya Si(OH)4 asîdî ye û etera selulozê nagire. naveroka Ca(OH)2 ya li ser rûyê hilberên hîdratasyonê yên çîmentoyê kapasîteya adsorbasyonê ya hilberên hîdrasyonê û ethera selulozê diyar dike. Ji ber ku hîdroksîdê kalsiyûm, gêla CSH (3CaO·2SiO2·3H20), etringît (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) û hîdrata kalsiyûm aluminate (3CaO·Al2O3·6H2O) di naveroka oksîtên înorganîk ên CaO de %100%, 58.33%, 49.56% û 62.2% e.Ji ber vê yekê, rêza kapasîteya wan a vegirtinê bi etera selulozê re hîdroksîdê kalsiyûm e. aluminate > gel CSH > ettringite, ku bi encamên di wêjeyê de hevgirtî ye.

Berhemên hîdratasyonê yên c3S bi gelemperî Ca(OH) û gêlê csH vedihewîne, û ethera selulozê li ser wan bandorek derengî ya baş heye.Ji ber vê yekê, ethera selulozê li ser hîdrobûna C3 derengiyek pir eşkere heye.Ji xeynî c3S, çîmentoya Portland a asayî di heman demê de hîdrasyona C2s-ê ya ku hêdîtir e jî vedigire, ku ev dihêle ku bandora derengiya ethera selulozê di qonaxa destpêkê de ne diyar be.Berhemên hîdratasyonê yên silîkata asayî di heman demê de ettringite jî vedihewîne, û bandora dereng a ethera selulozê nebaş e.Ji ber vê yekê, şiyana derengmayîna ethera selulozê ji c3s ji ya çîmentoya Portland a asayî ya ku di ceribandinê de hatî dîtin bihêztir e.

C3A gava ku ew bi avê re bicive dê zû hilweşe û hîdrote bike, û hilberên hîdrokirinê bi gelemperî C2AH8 û c4AH13 ne, û germahiya hîdrokirinê dê were berdan.Dema ku çareseriya C2AH8 û c4AH13 digihîje têrbûnê, krîstalîzasyona C2AH8 û C4AH13 hîdrota pelê hexagonal dê çêbibe, û rêjeya reaksiyonê û germahiya hîdrokirinê dê di heman demê de kêm bibe.Ji ber vegirtina ethera selulozê ya li ser rûyê hîdrota kalsiyûm aluminate (CxAHy), hebûna ethera selulozê dê krîstalîzasyona C2AH8 û C4AH13 hîdrota hexagonal-plate dereng bihêle, di encamê de rêjeya reaksiyonê û rêjeya berdana germa hîdrokirinê ji wê kêm dibe. ji C3A safî, ku nîşan dide ku ethera selulozê xwedan şiyana lezkirinê ya qels a ji hîdrobûna C3A ye.Hêjayî gotinê ye ku di vê ceribandinê de, ethera selulozê xwedan jêhatîbûnek bilez a qels e ji bo hîdrobûna c3A ya paqij.Lêbelê, di çîmentoya Portlandê ya asayî de, ji ber ku c3A dê bi gypsum re reaksiyonê bike da ku ettringît çêbike, ji ber bandora balansa ca2+ di çareseriya slurry de, ethera selulozê dê avakirina ettringite dereng bike, bi vî rengî hîdrobûna c3A dereng bike.

Ji bandorên HEC, HPMC û HEMC li ser hîdratasyon û rêjeya berdana germê û berdana germa berhevkirî ya çîmentoya Portland a asayî, C3S û C3A di nav 72 demjimêran de, û bandorên HEC-ê li ser hîdroratasyon û rêjeya berdana germê û berdana germa komkirî ya sulfoaluminate. çîmentoyê di nav 72 demjimêran de, tê dîtin ku di nav sê etherên selulozê yên hatine hilbijartin de, şiyana hîdrobûna dereng a c3s û çîmentoya Portland li HEC, li dû HEMC, û di HPMC de herî qels bû.Bi qasî ku C3A têkildar e, şiyana sê etherên selulozê yên bilezkirina hîdrokirinê jî di heman rêzê de ye, yanî HEC ya herî bihêz e, HEMC ya duyemîn e, HPMC ya herî qels û bihêz e.Vê yekê ji hevûdu piştrast kir ku ethera selulozê çêkirina hilberên hîdratasyonê yên materyalên gêlê dereng xistiye.

Berhemên hîdrokirinê yên sereke yên çîmentoyê sulfoaluminate etringite û gêlê Al (OH) 3 ne.C2S di çîmentoya sulfoaluminate de jî dê ji hev veqetîne ku Ca(OH)2 û gêlê cSH çêbike.Ji ber ku adsorbasyona ether û ettringîtê ya selulozê dikare were paşguh kirin, û hîdrobûna sulfoaluminate pir zû ye, ji ber vê yekê, di qonaxa destpêkê ya hîdrokirinê de, ethera selulozê bandorek hindik li ser rêjeya berdana germa hîdrê ya çîmentoya sulfoaluminate dike.Lê heya demek diyarkirî ya hîdrokirinê, ji ber ku c2s dê ji hev veqetîne ku Ca(OH)2 û gêlê CSH çêbike, dê van her du hilberên hîdkirinê ji hêla ethera selulozê ve dereng bimînin.Ji ber vê yekê, hate dîtin ku ethera selulozê piştî 2 demjimêran hîdrobûna çîmentoya sulfoaluminate dereng xist.

4. Encam

Di vê gotarê de, bi ceribandina kalorimetrîya îsotermîk, qanûna bandor û mekanîzmaya damezrandina ethera selulozê li ser germa hîdkirinê ya çîmentoya Portland a asayî, c3s, c3A, çîmentoya sulfoaluminate û pêkhateyên din ên cihêreng û yekane di 72 demjimêran de hate berhev kirin.Encamên sereke wiha ne:

(1) Ethera selulozê dikare bi girîngî rêjeya berdana germa hîdrokirinê ya çîmentoya Portland a normal û silîkata trîkalsiyûmê kêm bike, û bandora kêmkirina rêjeya berdana germa hîdrê ya silîkata tricalcium girîngtir e;Bandora ethera selulozê li ser kêmkirina rêjeya berdana germê ya çîmentoya sulfoaluminate pir qels e, lê ew bandorek qels e li ser baştirkirina rêjeya berdana germê ya aluminate tricalcium.

(2) Ethera selulozê dê ji hêla hin hilberên hîdratasyonê ve were vegirtin, bi vî rengî krîstalîzasyona hilberên hîdratasyonê dereng dixe, bandorê li rêjeya berdana germê ya hîdratasyona çîmentoyê dike.Tîp û mêjera hilberên hîdrokirinê ji bo pêkhateyên cihêreng ên kanzaya çîmentoyê cûda ne, ji ber vê yekê bandora ethera selulozê li ser germahiya hîdrokirina wan ne yek e.