Influencia de los parámetros moleculares del éter de celulosa en las características mecánicas de la lechada de cemento

Resumen: Este artículo compara los efectos de los parámetros moleculares del éter de celulosa y la medición de las propiedades mecánicas de la lechada de cemento. Los resultados muestran que el éter de fibina aumenta la tasa de poros de la lechada de cemento, reduce la resistencia a la presión de la lechada de cemento y la resistencia de la fuerza de plegado, y la presión de compresión. La reducción de la intensidad es mayor que la resistencia de la resistencia anti-plegado; cuanto mayor sea la viscosidad o el peso molecular del éter de fibina, mayor será la actividad superficial, menor será la resistencia de la pulpa de cemento modificado; La intensidad es mayor que la fuerza del éter de celulosa que contiene éter metílico. A medida que aumenta la cantidad de éter de celulosa, la resistencia a la presión de la lechada de cemento disminuye y se estabiliza gradualmente, y la resistencia al plegado ha aumentado, disminuido, estable y estable y estable y estable. El proceso de ligero aumento.

Palabras clave: éter de celulosa; parámetros moleculares; relación de agrupamiento; lechada de cemento; rendimiento mecanico

1. Introducción

El éter de fibrina es un compuesto polimérico producido por celulosa natural a través del proceso de eterización, es decir, los grupos hidroxilo C-2, C-3 y C-6 en las moléculas de celulosa se reemplazan completamente por el grupo éter o incluso. -Oor representa grupos éter, como -OH, -Och3, -O (CH2CH2O) NH o -O [CH2CH (CH3) O] NH. Éter de hidroxieiltilcelulosa (HEMC) y éter de metilcelulosa hidroxidal (HPMC), de los cuales HPMC y HEMC son los más comunes.

El éter de celulosa tiene una excelente conservación del agua y un efecto espesante en los nuevos materiales a base de cemento mixto, por lo que se usa ampliamente en los nuevos materiales a base de cemento, como el mortero de mezcla seca y el hormigón denso. El éter de celulosa también afecta la resistencia del material base de cemento que se endurece, lo que generalmente reduce la resistencia a la presión y la resistencia reflectante del material base de cemento. Sin embargo, cuando la cantidad de éter de celulosa aumenta hasta cierto punto, obviamente. El éter de celulosa tiene un efecto inducido por el aire en el nuevo material base de cemento mezclado, lo que aumentará la tasa de poros del material base de cemento y reducirá la densidad, lo que conducirá a una disminución de la resistencia del material base de cemento. También existe una relación determinada entre la resistencia a la compresión de la lechada de cemento modificada con éter de celulosa y el contenido de gas de la nueva pasta de mezcla. Sin embargo, el éter de celulosa de muy bajo volumen puede mejorar la resistencia del material de base de cemento, y el éter de fibina también puede reducir la relación agua-asx debido a su aumento plástico, mejorando así la resistencia del material de base de cemento. Aumentará la resistencia de unión de la base de cemento y la resistencia a la tracción.

Obviamente, ya hay más investigaciones bibliográficas sobre los efectos del éter de celulosa en la resistencia de los materiales a base de cemento. Sin embargo, en los estudios anteriores, el éter de celulosa usado a menudo es solo uno, y rara vez se indica el contenido del sustituyente. Los tipos de bases de reemplazo son diferentes y los resultados de rendimiento mecánico son relativamente diferentes, lo que no favorece las aplicaciones de ingeniería. Como se mencionó anteriormente, con los diferentes tipos y contenidos del sustituyente, existen muchas variedades de éter de fibrina. Los parámetros moleculares del éter de celulosa (reemplazan el tipo, el contenido y el peso molecular) de la lechada de cemento modificada inevitablemente tendrán una diferencia. Este artículo compara la influencia de los parámetros moleculares del éter de celulosa y la medición de la resistencia a la presión de la lechada de cemento y la fuerza reflectante para profundizar aún más en el mecanismo inherente del éter de celulosa que afecta las propiedades mecánicas de la lechada de cemento. Base científica.

2. prueba

2.1 materias primas

(1) Cemento. El cemento de silicato ordinario producido por Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. es P. O 42.5 (GB 175-2007).

(2) éter de celulosa. Se seleccionaron ocho tipos de éter de celulosa para esta prueba, incluidos 5 HPMC, 1 HEMC, 1 MC y 1 HEC. El reemplazo de Moore de éter de celulosa se refiere a la cantidad de las sustancias del reactivo del agente etérico en promedio que se agregan en cada unidad de glucosa. El reemplazo de Moore del reemplazo de éter de celulosa lo proporciona el fabricante, y la viscosidad y la tensión superficial se determinan mediante la prueba de prueba. La medición de la tensión superficial adopta el método del anillo y la concentración de la solución durante la prueba es del 0,01 %; la viscosidad utiliza la prueba del medidor de viscosidad de rotación. La concentración de la solución durante la prueba es del 2 %, la temperatura es de 20 °C y la velocidad de rotación es de 12 R/min.

(3) Agua. Usa agua del grifo.

2.2 Método de prueba

(1) La medida de la intensidad del endurecimiento de la pulpa de cemento. El éter de fibrina y el cemento primero se mezclan primero en la bolsa de muestra de acuerdo con la relación de policeniza especificada (la relación de calidad del éter de fibrina y el cemento). Después de agregar la calidad de agua especificada al mezclador de mortero, revuelva lentamente 60 segundos, luego detenga 15 segundos para limpiar y finalmente mezcle 60 segundos. Coloque el puré de cemento agitado en el modelo de prueba de borde de 40 mm x 40 mm x 160 mm, vibre 60 veces en la mesa de vibración, coloque en un ambiente con una temperatura de 20 ° C y más del 95 %, Después del molde, luego selle bajo 20 ° C para ser sellado a la edad especificada. Pruebe la resistencia al plegado y la resistencia a la compresión de acuerdo con el método especificado en el método de "prueba de resistencia del pegamento del cemento (método ISO)" (GB / T 17671.1999). Además del efecto de la intensidad de la proporción de poliidos sobre la intensidad de la lechada de cemento, la proporción de agua y cenizas de toda la lechada de cemento es 0,35 y la proporción de policenizas es 0,6 %.

(2) Medición de la densidad aparente de la pulpa de cemento endurecida. Saque los bloques de prueba de los cuerpos adheridos después de 28 días y séquelos. Tome la calidad con Tianping. Además del volumen del bloque de ensayo (256 CM³), se obtiene la densidad aparente de la lechada de cemento endurecido.

(3) Explorar el microscopio electrónico. Saque el bloque de prueba de los cuerpos adheridos después de 28D, retire la muestra del medio de la lechada de cemento y rómpala con un martillo pequeño a 2,5-50 mm. Antes de la prueba, retire el bloque de lechada de cemento del etanol sin agua, seque el vacío hasta el peso pesado constante a 40 ° C y pegue la muestra sobre la muestra de cobre con pegamento conductor. Observe el microaspecto de la sección de muestra.

3. Resultados experimentales

3.1 El efecto de la viscosidad del éter de celulosa/peso molecular en la resistencia de la lechada de cemento

HPMC1, HPMC2 y HPMC3 tres tipos de pasta de cemento modificada con éter de celulosa y pulpa de cemento puro a la edad de 3 d, 7 d y 28 d. Los parámetros son exactamente los mismos, la tensión superficial de la solución acuosa es muy cercana), y es producido por el mismo fabricante. Solo es diferente. La viscosidad de HPMC3 es mayor que HPMC2, HPMC3 y la viscosidad HPMC2 es mucho mayor que HPMC1. Debido a que cuanto mayor es el éter de fibrina, mayor es el peso molecular. Alto, por lo tanto, el efecto de la viscosidad del éter de celulosa sobre la resistencia de la lechada de cemento en realidad refleja el efecto de la molécula de éter de celulosa sobre la resistencia de la lechada de cemento. Se puede observar que la intensidad de la pulpa de cemento modificada con tres éteres de celulosa es significativamente menor que la intensidad de la pasta de cemento puro. La resistencia a la presión de 28 D de la pulpa de cemento modificada HPMC1, HPMC2 y HPMC3 es solo el 58,8 % de la pulpa de cemento puro, respectivamente. , 50,6 % y 44,3 %, la resistencia anti-plegado 28 D es 74,3 %, 70,0 % y 60,9 % de pulpa de cemento puro. Además, la disminución de la resistencia a la compresión del éter de fibrina sobre la resistencia a la compresión de la lechada de cemento. Debe ser mayor que la resistencia de la fuerza anti-plegamiento; en cuanto a los tres éteres de fibrina, cuanto mayor sea la viscosidad/peso molecular del éter de fibrina, menor será la resistencia a la compresión y la resistencia al plegado de la pulpa de cemento modificada.

3.2 El efecto de la base de reemplazo de éter de celulosa en la intensidad de la lechada de cemento

De seis tipos de pasta de cemento modificada con éter de celulosa y pasta de cemento puro de resistencia a la presión 3D, 7 D y 28 D de HPMC3, HPMC4, HPMC5, HEMC1, HEC1 y MC1, resistencia a la presión y plegado 3D, 7 D y 28 D Se puede ver la resistencia de la pulpa de cemento puro. La intensidad de la pulpa de cemento sexual es menor que la fuerza de la pulpa de cemento pura. La resistencia a la presión de 28 D es solo del 44,3 % (HPMC3) al 71,5 % (HEC1) de pulpa de cemento pura. 60,9 % (HPMC3) 92,2 % (HEC1). De manera similar, la reducción de la resistencia a la compresión del éter de fibrina a la resistencia a la compresión de la lechada de cemento es mayor que la resistencia a la reflexión; En términos de seis tipos de éter de fibina, el éter de celulosa de hidroxietoína HECL HECL HECL HECL La lechada de cemento modificada en cada período de envejecimiento de la fuerza de compresión y reflexión es significativamente mayor que la de los otros tres tipos de éter de celulosa de la misma edad. La fuerza de presión y anti-doblado está cerca. La resistencia a la presión de 28 D está entre 24,73 y 28,32 mpa, y la resistencia al plegado de 28 D está entre 6,75 y 7,76 mPa. En comparación, Hemcl y HPMC5 La intensidad de los dos tipos de pulpa de cemento modificada con éter de celulosa es mayor, y la resistencia de la lechada de cemento modificada con HPMC3 es menor.

3.3 El efecto de la mezcla de éter de celulosa (proporción de agrupamiento)

Bajo las condiciones de diferentes relaciones de polial, 3 D, 7 D y 28 D, la resistencia a la presión de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa se puede ver que a medida que aumenta la relación de poliladom, la resistencia a la presión de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa continúa disminuyendo, pero la reducción de la reducción continúa disminuyendo y se estabiliza gradualmente. Cuando la fuerza de presión 3D se estabiliza cuando la relación de agrupación es 0,6 %, la relación de presión de 7 d y 28 d es 0,8 %. El tiempo tiende a estabilizarse. Bajo las condiciones de diferentes polyettes, se puede ver la resistencia anti-plegamiento 3D, 7D y 28 D de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa. A medida que aumenta la relación de polilaquen, aumenta la resistencia anti-plegamiento de la pasta de cemento modificada con éter de celulosa, y Los cuatro procesos de reducción, estabilidad y micro-aumento son: aumento de la relación de cenizas de 0 a 0. Al 1 %, la anti- aumenta la resistencia al plegado de la pulpa de cemento; cuando la relación toh -a-ceniza aumenta de 0,1 % a 0,4 %, la resistencia anti-doblamiento de la pulpa de cemento disminuye; En ese momento, la resistencia anti-plegado de la lechada de cemento se mantiene estable; cuando la proporción de polial aumenta de 0,8 % a 1 %, la resistencia anti-plegado de la pulpa de cemento aumenta ligeramente.

3.4 La intensidad de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa y la relación entre la densidad aparente

De los 8 tipos anteriores de pasta de cemento modificada con éter de celulosa, la resistencia a la presión 28 D, la resistencia al plegado y la curva de relación de densidad aparente de la ceniza 28 D, la proporción de polial es 0,6 %. Se puede observar. Existe una clara correlación con la densidad aparente. Cuanto menor sea la densidad aparente de la lechada de cemento, menor será su resistencia a la compresión y su resistencia al plegado. A partir de las condiciones de diferente relación de cenizas de agrupamiento, se puede observar la curva de relación de intensidad y densidad aparente de 28 D del éter de celulosa (HPMC2) que, a medida que aumenta la relación de agrupamiento, se puede aumentar la densidad aparente de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa. Reducción continua, disminución de la resistencia a la compresión y disminución de la resistencia de la resistencia al plegado en general, pero en el intervalo de 0 a 0,1 % y de 0,8 % a 1 % en la relación de aglomeración. La disminución de la densidad densidad ha aumentado ligeramente.

3.5 Microestructura de pulpa de cemento modificada con éter de celulosa

De las microestructuras observadas mediante imágenes electrónicas secundarias de microscopía electrónica de barrido. Estas cuatro lechadas de cemento incluyen lechada de cemento puro y lechada de cemento modificada HPMC1, HPMC4 y HEC1. La proporción de 0,6 % es que el número de poros grandes en los tres tipos de pasta de cemento modificada con éter de celulosa es significativamente mayor que el de la lechada de cemento puro; tres tipos de pulpa de cemento modificada con éter de celulosa, hidroxicopicicida con menor viscosidad . En combinación con los experimentos anteriores, se puede encontrar que cuanto más grandes son los poros en la pasta de cemento modificada con éter de celulosa, menor es la intensidad.

4. Análisis y discusión

Debido a que la intensidad de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa tiene una correlación significativa entre su densidad aparente y el número de poros grandes, el efecto del éter de fibrotina en las propiedades mecánicas de la pulpa de cemento se debe principalmente a que afecta significativamente al éter de celulosa, que afecta la lechada de cemento. La tasa de poros también está en línea con la ley general de resistencia del material. Los efectos del éter de celulosa en la estructura del endurecimiento de la pasta de cemento Lhn se deben principalmente a que el éter de fibrina afecta la formación y estabilidad de las burbujas en la nueva mezcla de lechada de cemento: el éter de fibrina aumentará la viscosidad de la lechada de cemento, por lo que es más probable que se formen burbujas. capturado por pulpa de cemento capturado por pulpa de cemento capturado por pulpa de cemento capturado por pulpa de cemento capturado por pulpa de cemento capturado por pulpa de cemento. y estabilidad; como surfactante, el éter de celulosa puede reducir la tensión superficial de la fase líquida en la lechada de cemento. Por lo tanto, la lechada de cemento es fácil de formar burbujas de aire y, por lo tanto, el éter de celulosa será rico en la interfaz qi-líquido y burbujas de aire estables. Por lo tanto, una cierta cantidad de éter de celulosa aumentará el volumen de poros de la lechada de cemento, reducirá la densidad de la superficie y, por lo tanto, reducirá la resistencia de la lechada de cemento. Cuanto mayor sea la viscosidad de la fibrina, mayor será la actividad superficial (cuanto menor sea la tensión superficial de la solución), menor será la resistencia de la pulpa de cemento modificada.

Diferente éter de celulosa, debido a la diferente actividad superficial y viscosidad, la tasa de poros y la resistencia de la lechada de cemento modificado son grandes. En lo que se refiere a HPMC1, HPMC2 y HPMC3, debido a que la viscosidad de HPMC1 es muy baja, la intensidad de la pulpa de cemento modificado es mayor que HPMC2 y HPMC3; En términos de especies de fibrina, HEC1 es un éter de hidroxietilcelulosa. La molécula no contiene un metilo altamente hidratado a base de metilo y la actividad superficial es baja. Por lo tanto, la resistencia de la pulpa de cemento modificado es relativamente alta. Ambos contienen metilo con alto contenido de agua y la actividad superficial es alta, por lo que la resistencia de la lechada de cemento es baja. Entre los cinco tipos de éter de fibra, Hemc1 tiene la actividad superficial más baja, por lo que la resistencia de la pulpa de cemento modificada es alta y la viscosidad de HPMC5 es significativamente baja, por lo que la resistencia de la pulpa de cemento modificada es alta, pero debido a esto , se debe a su En la molécula, el mayor contenido de metilo y la mayor actividad superficial. Por lo tanto, la resistencia de la lechada de cemento modificado no es significativamente mayor que la de los otros cuatro tipos de éter de fibina. La viscosidad de HPMC3 es la más alta, por lo que la resistencia de la pulpa de cemento modificada es baja.

Los poros son la parte débil de la lechada de cemento. Aumente la tasa de poros del éter de celulosa, lo que inevitablemente conducirá a una disminución de la resistencia a la compresión y la resistencia al plegado de la lechada de cemento. Cuando se estresa el bloque de prueba de lechada de cemento modificado con éter de celulosa, el bloque de prueba tiene casi la misma presión en todas partes, que se destruirá desde la parte más débil; cuando se pliega la lechada de cemento, la superficie inferior del bloque de prueba será la mayor tensión. Bloque de prueba Primero lo destruirá cerca de esto. Es exactamente menos probable que la parte más delgada del bloque de prueba se distribuya en esta área más pequeña. Por lo tanto, el grado de reducción del éter de fibrina en la lechada de cemento es mayor que la fuerza de reflexión.

La concentración de la solución de éter de celulosa aumenta y la tensión superficial de la solución disminuye, pero cuando la concentración de la solución de éter de celulosa supera el 0,01 %, la tensión superficial de la solución es estable y ya no disminuirá con el aumento de la concentración de éter de celulosa. Este experimento no será Entre ellos, la cantidad más baja de éter de fibrina (proporción a la masa de cemento) es 0,05 %, y la proporción de agua y ceniza es 0,35, y la concentración de éter de fibrina es 0,14 % en la solución acuosa. Se consume una porción de agua y la concentración de éter de celulosa en la solución acuosa es mayor. Por lo tanto, a medida que aumenta la cantidad de éter de celulosa, la tensión superficial de la fase líquida en la lechada de cemento no disminuirá significativamente, pero la viscosidad aumentará significativamente, por lo que aumentará significativamente. Como resultado, aumenta la tasa de poros de la lechada de cemento y se reducen la resistencia a la presión y la fuerza reflectante.

El éter de celulosa es un polímero polímero orgánico. Después de que el agua participe en las reacciones químicas y se evapore en la pulpa de cemento, el éter de celulosa formará una microfibra de polímero de gran dureza e intensidad o incluso una película de polímero dentro de la lechada de cemento. La microfisura de la lechada de cemento tiene un efecto de "puente", mejorando así la resistencia de la lechada de cemento, especialmente la resistencia al plegado. Knapn et al. Envíe una película de éter de celulosa distribuida en el espacio laminar entre los cristales de la capa CA (OH) 2 mediante microscopio electrónico de barrido. La capa de cristal se une a través del "puente" para aumentar la fuerza del cristal de CA (OH) 2. Por lo tanto, cuando la proporción de policeniza de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa es inferior al 0,1 %, debido a la baja cantidad de éter de celulosa, la reducción de la resistencia de la lechada de cemento es pequeña y el efecto mejorado del polímero explica la efecto líder. Cellor éter éter y celulosa éter. La resistencia de la pulpa de cemento modificada es por tanto superior a la de la lechada de cemento puro. Sin embargo, debido a la disminución de la presión del éter de fibrina que de la resistencia, el efecto más tenaz del polímero no mejora la resistencia a la compresión de la lechada de cemento. Cuando aumenta la proporción de policeniza, el éter de fibrina ocupa el papel principal en la reducción de la resistencia de la pulpa de cemento. Por lo tanto, a pesar de la tenacidad del polímero, la resistencia al plegado y la resistencia a la compresión de la pulpa de cemento modificada con éter de celulosa normalmente será la más baja. Sin embargo, cuando la proporción de policeniza es superior al 0,8 %, el mayor efecto del éter de fibrina sobre la viscosidad de la pulpa de cemento tiende a estabilizarse, por lo que la reducción de la resistencia de la lechada de cemento se ha estabilizado, pero el efecto de la dureza del polímero continúa. para aumentar, y la resistencia anti-plegamiento es resistente. La intensidad aumentará ligeramente.

5. Conclusión

(1) Cuando la relación de agrupamiento es del 0,6 %, los ocho tipos de éter de celulosa utilizados para la prueba reducirán la resistencia a la compresión y la resistencia a la reflexión de la edad de la lechada de cemento. La resistencia a la compresión de la lechada de cemento modificada con éter de celulosa 28D es solo del 44,3 % al 71,5 % de la lechada de cemento puro, y la resistencia al plegado del 28D es solo del 60,9 % al 92,2 % de la lechada de cemento puro. La reducción del éter de fibrina a la resistencia a la compresión de la lechada de cemento es mayor que la resistencia de la resistencia al plegado;

(2) Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de fibina, mayor será la actividad superficial (cuanto menor sea la tensión superficial de la solución), menor será la resistencia de la pasta de cemento modificada. La fuerza de los modificadores moleculares HEC es significativamente mayor que la de MC, HPMC y HEMC, tres tipos de lechada de cemento modificada con éter de celulosa. MC, HPMC y HEMC tres tipos de pulpa de cemento modificada con éter de celulosa están más cerca;

(3) Con el aumento de la relación de polial, la resistencia a la compresión de la pasta de cemento modificada con éter de celulosa ha seguido disminuyendo, pero la reducción de la disminución continúa disminuyendo y se estabiliza. Y el proceso de micro-aumento.