Etha ya selulosi kwenye mofolojia ya ettringite ya mapema

Athari za etha ya hydroxyethyl methyl selulosi na etha ya methyl selulosi kwenye mofolojia ya ettringite katika tope la saruji la mapema zilisomwa kwa kutumia hadubini ya elektroni (SEM). Matokeo yanaonyesha kuwa uwiano wa kipenyo cha urefu wa fuwele za ettringite katika tope lililobadilishwa la etha ya hydroxyethyl methyl selulosi ni mdogo kuliko ule wa tope la kawaida, na mofolojia ya fuwele za ettringite ni fupi kama fimbo. Uwiano wa kipenyo cha urefu wa fuwele za ettringite katika tope lililobadilishwa la etha ya methyl selulosi ni mkubwa kuliko ule wa tope la kawaida, na mofolojia ya fuwele za ettringite ni fimbo ya sindano. Fuwele za ettringite katika tope la kawaida la saruji zina uwiano wa kipengele mahali fulani kati. Kupitia utafiti wa majaribio hapo juu, ni wazi zaidi kwamba tofauti ya uzito wa molekuli wa aina mbili za etha ya selulosi ndiyo jambo muhimu zaidi linaloathiri mofolojia ya ettringite.

Maneno Muhimu:ettringite; Uwiano wa kipenyo cha urefu; etha ya selulosi ya Methili; etha ya selulosi ya Hidroksiethili ya methyl; mofolojia

Ettringite, kama bidhaa ya uhamishaji iliyopanuliwa kidogo, ina athari kubwa kwenye utendaji wa zege ya saruji, na imekuwa kitovu cha utafiti wa vifaa vinavyotegemea saruji. Ettringite ni aina ya hidrati ya alumini ya kalsiamu aina ya trisulfidi, fomula yake ya kemikali ni [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, au inaweza kuandikwa kama 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, ambayo mara nyingi hufupishwa kama AFt. Katika mfumo wa saruji ya Portland, ettringite huundwa zaidi na mmenyuko wa jasi na madini ya alumini au alumini ya feri, ambayo huchukua jukumu la kuchelewesha uhamishaji na nguvu ya awali ya saruji. Uundaji na mofolojia ya ettringite huathiriwa na mambo mengi kama vile halijoto, thamani ya pH na mkusanyiko wa ioni. Mapema kama 1976, Metha et al. alitumia hadubini ya elektroni ya kuchanganua ili kusoma sifa za kimofolojia za AFt, na akagundua kuwa kimofolojia cha bidhaa hizo za unyevu zilizopanuliwa kidogo kilikuwa tofauti kidogo wakati nafasi ya ukuaji ilikuwa kubwa ya kutosha na wakati nafasi ilikuwa ndogo. Ya kwanza ilikuwa zaidi ya spheruli nyembamba zenye umbo la sindano, huku ya pili ikiwa zaidi ya prismu fupi yenye umbo la fimbo. Utafiti wa Yang Wenyan uligundua kuwa maumbo ya AFt yalikuwa tofauti na mazingira tofauti ya kupoza. Mazingira yenye unyevunyevu yangechelewesha uzalishaji wa AFt katika zege iliyopanuliwa na kuongeza uwezekano wa uvimbe na kupasuka kwa zege. Mazingira tofauti huathiri sio tu uundaji na muundo mdogo wa AFt, lakini pia utulivu wake wa ujazo. Chen Huxing et al. waligundua kuwa utulivu wa muda mrefu wa AFt ulipungua kadri kiwango cha C3A kinavyoongezeka. Clark na Monteiro et al. waligundua kuwa kadri shinikizo la mazingira linavyoongezeka, muundo wa fuwele wa AFt ulibadilika kutoka mpangilio hadi mvurugo. Balonis na Glasser walipitia mabadiliko ya msongamano wa AFm na AFt. Renaudin et al. Alisoma mabadiliko ya kimuundo ya AFt kabla na baada ya kuzamishwa kwenye myeyusho na vigezo vya kimuundo vya AFt katika wigo wa Raman. Kunther et al. alisoma athari ya mwingiliano kati ya uwiano wa kalsiamu-silicon ya jeli ya CSH na ioni ya sulfate kwenye shinikizo la fuwele la AFt na NMR. Wakati huo huo, kulingana na matumizi ya AFt katika vifaa vinavyotegemea saruji, Wenk et al. walisoma mwelekeo wa fuwele wa AFt wa sehemu ya zege kupitia teknolojia ya kumaliza mtawanyiko wa mionzi ya synchrotron ngumu. Uundaji wa AFt katika saruji mchanganyiko na sehemu kuu ya utafiti ya ettringite ulichunguzwa. Kulingana na mmenyuko wa ettringite uliochelewa, baadhi ya wasomi wamefanya utafiti mwingi kuhusu chanzo cha awamu ya AFt.

Upanuzi wa ujazo unaosababishwa na uundaji wa ettringite wakati mwingine ni mzuri, na unaweza kufanya kazi kama "upanuzi" sawa na wakala wa upanuzi wa oksidi ya magnesiamu ili kudumisha uthabiti wa ujazo wa vifaa vinavyotokana na saruji. Kuongezwa kwa emulsion ya polima na poda ya emulsion inayoweza kutawanyika hubadilisha sifa kuu za vifaa vinavyotokana na saruji kutokana na athari zake muhimu kwenye muundo mdogo wa vifaa vinavyotokana na saruji. Hata hivyo, tofauti na poda ya emulsion inayoweza kutawanyika ambayo huongeza sifa ya kuunganisha ya chokaa kilicho ngumu, etha ya selulosi ya polima inayoyeyuka katika maji (CE) huipa chokaa kilichochanganywa kipya uhifadhi mzuri wa maji na athari ya unene, hivyo kuboresha utendaji kazi. CE isiyo ya ioni hutumika sana, ikiwa ni pamoja na selulosi ya methili (MC), selulosi ya hydroxyethyl (HEC), selulosi ya hydroxypropyl methyl (HPMC),selulosi ya hidroksiethili methili (HEMC), n.k., na CE ina jukumu katika chokaa kipya kilichochanganywa lakini pia huathiri mchakato wa uhamishaji wa tope la saruji. Uchunguzi umeonyesha kuwa HEMC hubadilisha kiasi cha AFt kinachozalishwa kama bidhaa ya uhamishaji. Hata hivyo, hakuna tafiti zilizolinganisha kimfumo athari ya CE kwenye mofolojia ya darubini ya AFt, kwa hivyo karatasi hii inachunguza tofauti ya athari ya HEMC na MC kwenye mofolojia ya darubini ya Ettringham katika tope la saruji la mapema (siku 1) kupitia uchambuzi na ulinganisho wa picha.

1. Jaribio

1.1 Malighafi

Saruji ya P·II 52.5R Portland iliyotengenezwa na Anhui Conch Cement Co., LTD ilichaguliwa kama saruji katika jaribio hilo. Etha mbili za selulosi ni hydroxyethyl methylcellulose (HEMC) na methylcellulose (methylcellulose, Shanghai Sinopath Group) mtawalia. MC); Maji yanayochanganya ni maji ya bomba.

1.2 Mbinu za majaribio

Uwiano wa maji-saruji wa sampuli ya kuweka saruji ulikuwa 0.4 (uwiano wa wingi wa maji kwa saruji), na kiwango cha etha ya selulosi kilikuwa 1% ya uzito wa saruji. Maandalizi ya sampuli yalifanywa kulingana na GB1346-2011 "Njia ya Upimaji wa Matumizi ya Maji, Kuweka Muda na Uthabiti wa Uthabiti wa Saruji". Baada ya kuunda sampuli, filamu ya plastiki ilifunikwa kwenye uso wa ukungu ili kuzuia uvukizi wa maji ya juu na uwekaji wa kaboni, na sampuli iliwekwa kwenye chumba cha kupoeza chenye halijoto ya (20±2)℃ na unyevunyevu wa (60±5)%. Baada ya siku 1, ukungu uliondolewa, na sampuli ilivunjwa, kisha sampuli ndogo ilichukuliwa kutoka katikati na kulowekwa kwenye ethanol isiyo na maji ili kukomesha unyevu, na sampuli ilitolewa na kukaushwa kabla ya kupimwa. Sampuli zilizokaushwa zilibandikwa kwenye meza ya sampuli kwa gundi yenye pande mbili inayopitisha hewa, na safu ya filamu ya dhahabu ilinyunyiziwa kwenye uso na kifaa cha kunyunyizia ioni kiotomatiki cha Cressington 108auto. Mkondo wa kunyunyizia ulikuwa 20 mA na muda wa kunyunyizia ulikuwa s 60. FEI QUANTAFEG 650 Darubini ya elektroni ya Kuchanganua kimazingira (ESEM) ilitumika kuchunguza sifa za kimofolojia za AFt kwenye sehemu ya sampuli. Hali ya juu ya elektroni ya pili ya utupu ilitumika kuchunguza AFT. Volti ya kuongeza kasi ilikuwa 15 kV, kipenyo cha doa la boriti kilikuwa 3.0 nm, na umbali wa kufanya kazi ulidhibitiwa kwa takriban 10 mm.

2. Matokeo na majadiliano

Picha za SEM za ettringite katika tope la saruji lililobadilishwa HEMC lililoimarishwa zilionyesha kuwa ukuaji wa mwelekeo wa Ca (OH)2(CH) yenye tabaka ulikuwa dhahiri, na AFt ilionyesha mkusanyiko usio wa kawaida wa AFt fupi kama fimbo, na baadhi ya AFT fupi kama fimbo ilifunikwa na muundo wa utando wa HEMC. Zhang Dongfang na wenzake pia walipata AFt fupi kama fimbo walipoona mabadiliko ya muundo mdogo wa tope la saruji lililobadilishwa HEMC kupitia ESEM. Waliamini kwamba tope la kawaida la saruji liliitikia haraka baada ya kukutana na maji, kwa hivyo fuwele ya AFt ilikuwa nyembamba, na upanuzi wa umri wa unyevu ulisababisha ongezeko endelevu la uwiano wa urefu na kipenyo. Hata hivyo, HEMC iliongeza mnato wa suluhisho, ilipunguza kiwango cha kufungamana kwa ioni kwenye suluhisho na kuchelewesha kuwasili kwa maji kwenye uso wa chembe za klinka, kwa hivyo uwiano wa urefu na kipenyo cha AFt uliongezeka kwa mwelekeo dhaifu na sifa zake za kimofolojia zilionyesha umbo fupi kama fimbo. Ikilinganishwa na AFt katika tope la kawaida la saruji la umri huo huo, nadharia hii imethibitishwa kwa kiasi, lakini haitumiki kuelezea mabadiliko ya kimofolojia ya AFt katika tope la saruji lililobadilishwa MC. Picha za SEM za ettridite katika tope la saruji lililobadilishwa MC lililoimarishwa kwa siku 1 pia zilionyesha ukuaji ulioelekezwa wa Ca(OH)2 yenye tabaka, baadhi ya nyuso za AFt pia zilifunikwa na muundo wa filamu wa MC, na AFt ilionyesha sifa za kimofolojia za ukuaji wa nguzo. Hata hivyo, kwa kulinganisha, fuwele ya AFt katika tope la saruji lililobadilishwa MC ina uwiano mkubwa wa kipenyo cha urefu na mofolojia nyembamba zaidi, inayoonyesha mofolojia ya kawaida ya acicular.

HEMC na MC zote zilichelewesha mchakato wa awali wa uhamishaji wa saruji na kuongeza mnato wa myeyusho, lakini tofauti katika sifa za kimofolojia za AFt zilizosababishwa nazo bado zilikuwa muhimu. Matukio yaliyo hapo juu yanaweza kuelezewa zaidi kutoka kwa mtazamo wa muundo wa molekuli wa etha ya selulosi na muundo wa fuwele wa AFt. Renaudin et al. walilowesha AFt iliyosanisishwa katika myeyusho wa alkali ulioandaliwa ili kupata "AFt yenye unyevunyevu", na wakaiondoa kwa sehemu na kuikausha juu ya uso wa myeyusho uliojaa wa CaCl2 (unyevu 35%) ili kupata "AFt kavu". Baada ya utafiti wa uboreshaji wa muundo na spektroskopia ya Raman na utengamano wa unga wa X-ray, iligundulika kuwa hakukuwa na tofauti kati ya miundo hiyo miwili, ni mwelekeo tu wa uundaji wa fuwele wa seli uliobadilika katika mchakato wa kukausha, yaani, katika mchakato wa mabadiliko ya mazingira kutoka "mvua" hadi "kavu", fuwele za AFt ziliunda seli katika mwelekeo wa kawaida wa ongezeko polepole. Fuwele za AFt katika mwelekeo wa kawaida wa c zilipungua na kupungua. Kitengo cha msingi zaidi cha nafasi ya pande tatu kinaundwa na mstari wa kawaida, mstari wa kawaida wa b na mstari wa kawaida wa c ambao ni sawa kwa kila mmoja. Katika hali ambayo kawaida za b ziliwekwa, fuwele za AFt zilikusanyika pamoja na kawaida, na kusababisha sehemu kubwa ya msalaba wa seli katika ndege ya kawaida za ab. Kwa hivyo, ikiwa HEMC "inahifadhi" maji zaidi kuliko MC, mazingira "kavu" yanaweza kutokea katika eneo lililowekwa, na kuhimiza mkusanyiko wa pembeni na ukuaji wa fuwele za AFt. Patural et al. waligundua kuwa kwa CE yenyewe, kiwango cha upolimishaji kikiwa juu zaidi (au uzito wa molekuli ukiwa mkubwa), mnato wa CE unakuwa mkubwa zaidi na utendaji bora wa uhifadhi wa maji. Muundo wa molekuli wa HEMC na MCS unaunga mkono dhana hii, huku kundi la hydroxyethyl likiwa na uzito mkubwa zaidi wa molekuli kuliko kundi la hidrojeni.

Kwa ujumla, fuwele za AFt huundwa na kuganda tu wakati ioni husika zinapofikia kiwango fulani cha kueneza katika mfumo wa myeyusho. Kwa hivyo, mambo kama vile mkusanyiko wa ioni, halijoto, thamani ya pH na nafasi ya uundaji katika myeyusho wa mmenyuko yanaweza kuathiri pakubwa mofolojia ya fuwele za AFt, na mabadiliko katika hali ya usanisi bandia yanaweza kubadilisha mofolojia ya fuwele za AFt. Kwa hivyo, uwiano wa fuwele za AFt katika tope la kawaida la saruji kati ya hizo mbili unaweza kusababishwa na sababu moja ya matumizi ya maji katika unywaji wa mapema wa saruji. Hata hivyo, tofauti katika mofolojia ya fuwele za AFt inayosababishwa na HEMC na MC inapaswa kuwa hasa kutokana na utaratibu wao maalum wa kuhifadhi maji. Hemcs na MCS huunda "kitanzi kilichofungwa" cha usafirishaji wa maji ndani ya ukanda mdogo wa tope safi la saruji, na kuruhusu "kipindi kifupi" ambapo maji ni "rahisi kuingia na ni vigumu kutoka." Hata hivyo, katika kipindi hiki, mazingira ya awamu ya kioevu ndani na karibu na ukanda mdogo pia hubadilika. Mambo kama vile mkusanyiko wa ioni, pH, n.k., Mabadiliko ya mazingira ya ukuaji yanaonyeshwa zaidi katika sifa za mofolojia za fuwele za AFt. "Kitanzi hiki kilichofungwa" cha usafiri wa majini ni sawa na utaratibu wa utekelezaji ulioelezwa na Pourchez et al. HPMC inayohusika katika uhifadhi wa maji.

3. Hitimisho

(1) Kuongezwa kwa etha ya hydroxyethyl methyl selulosi (HEMC) na etha ya methyl selulosi (MC) kunaweza kubadilisha kwa kiasi kikubwa umbo la ettringite katika tope la kawaida la saruji la mapema (siku 1).

(2) Urefu na kipenyo cha fuwele ya ettringite katika tope la saruji lililobadilishwa HEMC ni ndogo na fupi kwa umbo la fimbo; Uwiano wa urefu na kipenyo cha fuwele za ettringite katika tope la saruji lililobadilishwa MC ni kubwa, ambalo ni umbo la fimbo ya sindano. Fuwele za ettringite katika tope la kawaida la saruji zina uwiano wa kipengele kati ya hizi mbili.

(3) Athari tofauti za etha mbili za selulosi kwenye mofolojia ya ettringite kimsingi ni kutokana na tofauti katika uzito wa molekuli.