Влияние молекулярных параметров эфира целлюлозы на механические характеристики цементного раствора

Аннотация: В этой статье сравнивается влияние молекулярных параметров эфира целлюлозы и измерения на механические свойства цементного раствора. Результаты показывают, что эфир фибрина увеличивает пористость цементного раствора, снижает устойчивость цементного раствора к давлению и сопротивление прочности на изгиб, а также давление на сжатие. Снижение интенсивности больше, чем сопротивление прочности против складывания; чем выше вязкость или молекулярная масса фибринового эфира, тем больше поверхностная активность, тем ниже прочность модифицированной цементной пульпы; Интенсивность выше, чем прочность эфира целлюлозы, содержащего метиловый эфир. По мере увеличения количества эфира целлюлозы устойчивость цементного раствора к давлению постепенно снижается и стабилизируется, а прочность против складывания увеличивается, уменьшается, становится стабильной и стабильной, стабильной и стабильной. Процесс незначительного увеличения.

Ключевые слова: эфир целлюлозы; молекулярные параметры; коэффициент кластеризации; цементный раствор; механические характеристики

1. Введение

Эфир фибрина представляет собой полимерное соединение, получаемое из натуральной целлюлозы в процессе этеризации, то есть гидроксильные группы С-2, С-3 и С-6 в молекулах целлюлозы полностью или даже замещаются эфирной группой. -Oor представляет собой эфирные группы, такие как -OH, -Och3, -O(CH2CH2O)NH или -O[CH2CH(CH3)O]NH. Гидроксиилэтиловый эфир целлюлозы (HEMC) и гидроксидальметиловый эфир целлюлозы (HPMC), из которых HPMC и HEMC являются наиболее распространенными.

Эфир целлюлозы обладает превосходным водоудерживающим и загущающим действием на новые смешанные материалы на основе цемента, поэтому он широко используется в новых материалах на основе цемента, таких как сухие строительные смеси и плотный бетон. Эфир целлюлозы также влияет на прочность затвердевающего цементного базового материала, что обычно снижает сопротивление давлению и отражательную способность цементного базового материала. Однако, когда количество эфира целлюлозы увеличивается до определенной степени, очевидно. Эфир целлюлозы оказывает индуцированное воздухом воздействие на новый смешанный цементный базовый материал, что увеличит пористость цементного базового материала и снизит плотность, что приведет к снижению прочности цементного базового материала. Существует также определенная зависимость между прочностью на сжатие цементного раствора, модифицированного эфиром целлюлозы, и содержанием газа в новой целлюлозной массе. Однако очень малый объем эфира целлюлозы может повысить прочность материала цементной основы, а эфир фибрина может также снизить водо-уксусное отношение из-за увеличения его пластичности, тем самым повышая прочность материала цементной основы. Это повысит сопротивление склеиванию цементной основы и сопротивление растяжению.

Очевидно, что в литературе уже имеется больше исследований о влиянии эфира целлюлозы на прочность материалов на основе цемента. Однако в приведенных выше исследованиях часто используется только один эфир целлюлозы, а содержание заместителя указывается редко. Типы сменных оснований различны, и результаты механических характеристик относительно разные, что не способствует инженерным применениям. Как упоминалось ранее, с различными типами и содержанием заместителя существует множество разновидностей эфира фибрина. Молекулярные параметры эфира целлюлозы (вместо типа, содержания и молекулярной массы) модифицированного цементного раствора неизбежно будут отличаться. В этой статье исследуется влияние молекулярных параметров и измерений эфира целлюлозы на сопротивление давлению цементного раствора и отражательную способность, чтобы еще больше углубить внутренний механизм воздействия эфира целлюлозы на механические свойства цементного раствора. Научная основа.

2. Тест

2.1 сырье

(1) Цемент. Обычный силикатный цемент, производимый Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., имеет номер P. O 42.5 (GB 175-2007).

(2) эфир целлюлозы. Для этого испытания были выбраны восемь типов эфира целлюлозы, включая 5 ГПМЦ, 1 ГЭМС, 1 МС и 1 ГЭЦ. Замена эфира целлюлозы по Муру относится к количеству веществ реагента эфирного агента в среднем при добавлении на каждую единицу глюкозы. Замена эфира целлюлозы по Муру предоставляется изготовителем, а вязкость и поверхностное натяжение определяются тестовым испытанием. Для измерения поверхностного натяжения используется кольцевой метод, а концентрация раствора во время испытаний составляет 0,01 %; вязкость использует тест измерителя вращательной вязкости. Концентрация раствора при испытании 2 %, температура 20°С, скорость вращения 12 об/мин.

(3) Вода. Используйте водопроводную воду.

2.2 Метод испытаний

(1) Измерение интенсивности твердения цементной пульпы. Сначала эфир фибрина и цемент сначала смешивают в мешке для образцов в соответствии с заданным коэффициентом полизольности (качественным соотношением эфира фибрина и цемента). После добавления в растворосмеситель воды указанного качества медленно перемешайте 60 с, затем остановите 15 с для очистки и, наконец, перемешайте 60 с. Поместите перемешанное цементное пюре в бордюрную тестовую модель размером 40 мм x 40 мм x 160 мм, провибрируйте 60 раз на вибростоле, поместите в среду с температурой 20 ° C и более 95 %, после формы, затем запечатайте это под 20 ° C, чтобы быть запечатанным до указанного возраста. Испытайте прочность на изгиб и прочность на сжатие в соответствии с методом, указанным в методе «Испытание на прочность цементного клея (метод ISO)» (GB/T 17671.1999). Помимо влияния интенсивности полиидного отношения на интенсивность цементного раствора, водозольность всех цементных растворов составляет 0,35, а полизольность составляет 0,6 %.

(2) Измерение кажущейся плотности твердеющей цементной пульпы. Выньте пробные блоки склеенных тел через 28 дней и высушите их. Возьмите качество с Tianping. Помимо объема испытательного блока (256 см³) получают кажущуюся плотность затвердевшего цементного раствора.

(3) Просканируйте электронный микроскоп. Выньте пробный блок из склеиваемых тел после 28Д, извлеките образец из середины цементного раствора и разбейте его молоточком до 2,5-50 мм. Перед испытанием блок цементного раствора вынуть из безводного этанола, высушить в вакууме до постоянного тяжелого веса при 40°С и наклеить образец на медный образец токопроводящим клеем. Обратите внимание на микро-внешний вид секции образца.

3. Экспериментальные результаты

3.1 Влияние вязкости/молекулярной массы эфира целлюлозы на прочность цементного раствора

HPMC1, HPMC2 и HPMC3 три типа цементной пасты, модифицированной эфиром целлюлозы, и чистая цементная масса в возрасте 3, 7 и 28 дней. Параметры точно такие же, поверхностное натяжение водного раствора очень близкое) и производится одним и тем же производителем. Это только другое. Вязкость HPMC3 выше, чем у HPMC2, а вязкость HPMC3 и HPMC2 намного выше, чем у HPMC1. Поскольку чем больше эфира фибрина, тем больше молекулярная масса High, следовательно, влияние вязкости эфира целлюлозы на прочность цементного раствора фактически отражает влияние молекулы эфира целлюлозы на прочность цементного раствора. Можно заметить, что интенсивность цементной пульпы, модифицированной тремя эфирами целлюлозы, значительно меньше, чем интенсивность чистого цементного теста. Прочность на сжатие 28 D цементной пульпы, модифицированной ГПМЦ1, ГПМЦ2 и ГПМЦ3, составляет всего 58,8 % чистой цементной пульпы, соответственно. , 50,6 % и 44,3 %, прочность против складывания 28 D составляет 74,3 %, 70,0 % и 60,9 % чистой цементной массы. Кроме того, наблюдается снижение прочности на сжатие эфира фибрина на прочность на сжатие цементного раствора. Оно должно быть больше, чем сопротивление прочности против складывания; Что касается трех эфиров фибрина, то чем выше вязкость/молекулярная масса эфира фибрина, тем ниже прочность на сжатие и прочность на сгибание модифицированной цементной массы.

3.2 Влияние замещающей основы эфира целлюлозы на интенсивность цементного раствора

Из шести типов модифицированного эфиром целлюлозы цементного теста и чистого цементного теста с сопротивлением давлению 3D, 7D и 28D из HPMC3, HPMC4,HPMC5, HEMC1, HEC1 и MC1, сопротивлением давлению 3D, 7D и 28D и складыванием видно прочность чистой цементной пульпы. Интенсивность половой цементной пульпы меньше, чем прочность чистой цементной пульпы. Прочность на сжатие 28 D составляет всего от 44,3 % (HPMC3) до 71,5 % (HEC1) чистой цементной массы. 60,9% (ГПМЦ3) 92,2% (ГЭЦ1). Точно так же уменьшение прочности на сжатие эфира фибрина до прочности на сжатие цементного раствора больше, чем прочность на отражение; с точки зрения шести типов эфира фибрина, гидроксиэтоинового эфира целлюлозы HECL HECL HECL HECL Модифицированный цементный раствор в каждом периоде старения прочности на сжатие и отражательной способности значительно выше, чем у других трех типов эфира целлюлозы того же возраста. Давление и прочность против складывания близки. Прочность на сжатие 28D составляет от 24,73 до 28,32 МПа, а прочность на изгиб 28D составляет от 6,75 до 7,76 МПа. По сравнению с Hemcl и HPMC5, плотность двух типов цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, выше, а прочность цементного раствора, модифицированного HPMC3, ниже.

3.3 Влияние смешения эфиров целлюлозы (коэффициент кластеризации)

В условиях различного соотношения полиалей, сопротивления давлению 3D, 7D и 28D цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, можно видеть, что по мере увеличения отношения полиладома сопротивление давлению цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, продолжает снижаться. редукции продолжает снижаться и постепенно стабилизируется. Когда прочность на сжатие 3D становится стабильной, когда коэффициент кластеризации составляет 0,6 %, коэффициент давления 7 d и 28 d составляет 0,8 %. Время имеет тенденцию к стабилизации. В условиях различных полиэтов можно увидеть 3D, 7D и 28D прочность цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, против складывания. По мере увеличения соотношения полилахенов прочность на сгибание цементного теста, модифицированного эфиром целлюлозы, увеличивается, и четыре процесса восстановления, стабильности и микроувеличения: увеличение коэффициента зольности от 0 до 0. повышается прочность цементной массы на изгиб; когда отношение toh к золе увеличивается с 0,1 % до 0,4 %, снижается прочность цементной массы против складывания; При этом прочность цементного раствора против складывания остается стабильной; когда соотношение полиалей увеличивается с 0,8 % до 1 %, прочность цементной массы против складывания немного увеличивается.

3.4 Интенсивность цементной пульпы, модифицированной эфиром целлюлозы, и взаимосвязь между кажущейся плотностью

Из приведенных выше 8 типов цементного теста, модифицированного эфиром целлюлозы, кривая соотношения прочности на сжатие 28 D, прочности на изгиб и кажущейся плотности золы 28 D, коэффициент полиальности составляет 0,6%. Это можно наблюдать. Существует четкая корреляция с кажущейся плотностью. Чем меньше кажущаяся плотность цементного раствора, тем ниже его прочность на сжатие и прочность на изгиб. Исходя из условий различного коэффициента зольности при кластеризации, можно наблюдать кривую отношения интенсивности 28D и кажущейся плотности эфира целлюлозы (HPMC2), что по мере увеличения коэффициента кластеризации кажущаяся плотность цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, может увеличиваться. Непрерывное уменьшение, снижение прочности на сжатие и снижение сопротивления изгибу в целом, но в интервале от 0 до 0,1 % и от 0,8 % до 1 % в коэффициенте агломерации. Снижение плотности плотности несколько увеличилось.

3.5 Микроструктура цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы

Из микроструктур, наблюдаемых с помощью вторичного электронного изображения сканирующей электронной микроскопии. Эти четыре цементных раствора включают чистый цементный раствор и модифицированный цементный раствор HPMC1, HPMC4 и HEC1. Соотношение 0,6 % означает, что количество крупных пор в трех типах цементного теста, модифицированного эфиром целлюлозы, значительно выше, чем в чистом цементном растворе; три типа цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, гидроксикопицидные с более низкой вязкостью. Количество пор в цементном тесте, изменяющем центрированный эфир целлюлозы (HPMCL) и гидроксиэтиловый эфир (HECL), меньше, чем у гидроксилэтилового эфира целлюлозы (HPMC4) с более высокой вязкостью. . В сочетании с предыдущими экспериментами можно обнаружить, что чем больше пор в больших порах цементного теста, модифицированного эфиром целлюлозы, тем ниже интенсивность.

4. Анализ и обсуждение

Поскольку интенсивность цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, имеет значительную корреляцию между ее кажущейся плотностью и количеством крупных пор, влияние эфира фибротина на механические свойства цементной массы в основном связано со значительным влиянием на эфир целлюлозы, который влияет на цементный раствор. Скорость пористости также соответствует общему закону прочности материала. Влияние эфира целлюлозы на структуру затвердевающего цементного теста Lhn в основном связано с тем, что эфир фибрина влияет на образование и устойчивость пузырьков в новом замесе цементного раствора: эфир фибрина увеличивает вязкость цементного раствора, поэтому вероятность образования пузырьков выше. захваченный цементной пульпой захваченный цементной пульпой захваченный цементной пульпой захваченный цементной пульпой захваченный цементной пульпой захваченный цементной пульпой. И стабильность; в качестве поверхностно-активного вещества эфир целлюлозы может снижать поверхностное натяжение жидкой фазы в цементном растворе. Таким образом, в цементном растворе легко образуются пузырьки воздуха, поэтому эфир целлюлозы будет богат на границе раздела ци-жидкость и стабильных пузырьков воздуха. Следовательно, определенное количество эфира целлюлозы увеличит объем пор цементного раствора, уменьшит поверхностную плотность и тем самым уменьшит прочность цементного раствора. Чем выше вязкость фибрина, тем выше поверхностная активность (чем ниже поверхностное натяжение раствора), тем ниже прочность модифицированной цементной пульпы.

Различные эфиры целлюлозы, из-за различной поверхностной активности и вязкости, пористость и прочность модифицированного цементного раствора велики. Что касается ГПМЦ1, ГПМЦ2 и ГПМЦ3, поскольку вязкость ГПМЦ1 очень низкая, интенсивность модифицированной цементной пульпы выше, чем ГПМЦ2 и ГПМЦ3; С точки зрения видов фибрина, HEC1 представляет собой эфир гидроксиэтилцеллюлозы. Молекула не содержит высокогидратированного метила на основе метила, а поверхностная активность низкая. Следовательно, прочность модифицированной цементной массы относительно высока. Оба они содержат метил с высоким содержанием воды, а поверхностная активность высока, поэтому прочность цементного раствора низкая. Среди пяти типов эфира волокна Hemc1 имеет наименьшую поверхностную активность, поэтому прочность модифицированной цементной массы высока, а вязкость HPMC5 значительно низка, поэтому прочность модифицированной цементной массы высока, но из-за этого , это связано с его В молекуле самым высоким содержанием метила и наибольшей поверхностной активностью. Следовательно, прочность модифицированного тампонажного раствора незначительно выше, чем у других четырех видов эфира фибрина. Вязкость ГПМЦ3 самая высокая, поэтому прочность модифицированной цементной массы низкая.

Поры являются слабым местом цементного раствора. Повысить пористость эфира целлюлозы, что неизбежно приведет к снижению прочности на сжатие и прочности на смятие тампонажного раствора. Когда испытательный блок цементного раствора, модифицированного эфиром целлюлозы, испытывает нагрузку, испытательный блок находится почти везде под одинаковым давлением, которое будет разрушено из самой слабой части; когда цементный раствор сложен, нижняя поверхность испытательного блока будет подвергаться наибольшему напряжению. Тестовый блок Сначала он уничтожит его рядом с этим. Самая тонкая часть тестового блока с меньшей вероятностью будет распределена на этой меньшей площади. Следовательно, степень восстановления эфира фибрина на цементном растворе больше, чем сила отражения.

Концентрация раствора эфира целлюлозы увеличивается, а поверхностное натяжение раствора уменьшается, но когда концентрация раствора эфира целлюлозы превышает 0,01 %, поверхностное натяжение раствора стабильно и больше не будет уменьшаться с увеличением концентрация эфира целлюлозы. Этого опыта не будет. Среди них наименьшее количество эфира фибрина (отношение к массе цемента) составляет 0,05 %, а соотношение воды и золы - 0,35, а концентрация эфира фибрина - 0,14 % в водном растворе. Расходуется часть воды, а концентрация эфира целлюлозы в водном растворе выше. Следовательно, по мере увеличения количества эфира целлюлозы поверхностное натяжение жидкой фазы в цементном растворе значительно не уменьшится, но вязкость значительно возрастет, тем самым значительно увеличится, тем самым значительно увеличится, тем самым значительно увеличится, тем самым значительно увеличится, тем самым значительно увеличился, следовательно, значительно увеличился. В результате пористость цементного раствора увеличивается, а сопротивление давлению и отражательная способность снижаются.

Эфир целлюлозы представляет собой органический полимерный полимер. После того, как вода участвует в химических реакциях и испаряется в цементной массе, эфир целлюлозы образует высокопрочное и прочное полимерное микроволокно или даже полимерную пленку внутри цементного раствора. Микротрещины в цементном растворе имеют эффект «моста», тем самым повышая прочность цементного раствора, особенно прочность на изгиб. Кнапн и др. Наслаивают пленку эфира целлюлозы, распределенную по ламинарному зазору между слоями кристаллов Са(ОН) 2 , под сканирующим электронным микроскопом. Кристаллический слой соединен вместе через «мост» для увеличения прочности кристалла CA(OH) 2 . Следовательно, когда полизольность цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, составляет менее 0,1 %, из-за низкого количества эфира целлюлозы снижение прочности цементного раствора незначительно, а усиленное действие полимера объясняется ведущий эффект. Эфир целлора и эфир целлюлозы. Таким образом, сопротивление модифицированной цементной пульпы выше, чем у чистого цементного раствора. Однако из-за снижения давления эфира фибрина по сравнению с сопротивлением более жесткое действие полимера не улучшает прочность цементного раствора на сжатие. При увеличении полизольности ведущую роль в снижении прочности цементной массы играет эфир фибрина. Следовательно, несмотря на ударную вязкость полимера, прочность на изгиб и прочность на сжатие цементной массы, модифицированной эфиром целлюлозы, обычно будет ниже. Однако при полизольности выше 0,8 % повышенное влияние эфира фибрина на вязкость цементной массы имеет тенденцию к стабилизации, поэтому снижение прочности цементного раствора стабилизировалось, но влияние тогиона полимера сохраняется. увеличиваться, а сопротивление складыванию устойчиво. Интенсивность немного увеличится.

5. Вывод

(1) Когда коэффициент кластеризации составляет 0,6 %, восемь типов эфира целлюлозы, использованные для испытания, будут снижать прочность на сжатие и отражательную способность цементного раствора. Прочность на сжатие модифицированного эфиром целлюлозы цементного раствора 28D составляет всего от 44,3 % до 71,5 % от чистого цементного раствора, а прочность на изгиб 28D составляет всего от 60,9 % до 92,2 % от чистого цементного раствора. Приведение эфира фибрина к прочности на сжатие цементного раствора больше, чем сопротивление прочности против складывания;

(2) Чем выше вязкость фибринового эфира, тем выше поверхностная активность (чем ниже поверхностное натяжение раствора), тем ниже прочность модифицированной цементной пульпы. Прочность молекулярных модификаторов ГЭЦ значительно выше прочности цементного раствора, модифицированного эфиром целлюлозы, трех типов МС, ГПМЦ и ГЭМС. MC, HPMC и HEMC три типа модифицированной эфиром целлюлозы цементной массы ближе;

(3) С увеличением отношения полиаля прочность на сжатие цементного теста, модифицированного эфиром целлюлозы, продолжает снижаться, но уменьшение снижения продолжает уменьшаться и стабилизируется. И процесс микро-увеличения.