hpmc(羟丙基甲基纤维素)和hemc(羟乙基甲基 纤维素)对水泥水化的影响-改进版

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1、HPMC（羟丙基甲基纤维素）和HEMC（羟乙基甲基纤维素）对水泥水化的影响摘要：羟乙基甲基纤维素（HEMC）和羟丙基甲基纤维素（HPMC）纤维素醚是常见制作混凝土的外加剂。它们的使用仍然只停留在经验上，而且没有水泥—外加剂相互之间的反应机制来证明。本刊主要说明由外加剂在水化反应过程中产生的次生效应的控制。在这种情况下，一个研究HEMC和HPMC分子对水泥水化性能改变的学科分支产生了。研究发现，分子量以及羟丙基或羟乙基的含量对其有较小的影响，而甲氧基含量是水化延迟机制的主要参数。关键词：纤维素醚；延迟；动力学；电导分析1.引言具有流变性和保水性的有机

2、外加剂在砂浆行业中有着很好的经济效益。多糖，尤其是纤维素醚，通常用于砂浆的保水，且有较高的水平。这些分子也有助于提高最终材料的机械性能。尽管有发表过关于单糖[1-3]和多糖[4,5]的研究，但是关于矿物-有机物之间的相互作用的机理仍然不完全。实际上，水泥水化的延迟是一个次级和不受控制的过程，它们往往由多糖的外加剂诱导产生。因此，本研究诣在收集物理和化学方面的数据，以控制水化延迟。为了达到这个目标，我们试图找到一个分子参数，它主要影响纤维素醚的延迟效用。即使水化延迟是不合需要的，但是我们为了找到这样一个更为准确的参数我们加强了这种现象。第一个参数是分

3、子量（兆级），相似的样品有相同的化学结构，只有分子量不同。第二个参数是取代度。评价它的影响时具有相同的分子量，只是它们的羟乙基、羟甲基、甲氧基含量不同。任何一个外加剂的特征都是事先与它们的结构参数对应的，即取代度和分子量。然而，这些参数在水泥水化延迟中的影响可以通过测量在水中和石灰水悬浮液中的电导来评价。2.矿物和有机化合物2.1水泥分析这项研所使用的矿物产品是拉法基公司提供的。所要调查的水泥目标是根据法国标准NFP15-301的CEMI-早期强度52.5Mp水泥。它的化学和相组成在表1中列出。2.2外加剂纤维素是一种线型的多糖高聚物，它是由单葡萄

4、糖基连接而成（图1）。由于分子间通过氢键相互作用，纯纤维素不溶于水。通过置换C-2,C-3或是C-6的OH根可以使单葡萄糖基溶于水。而纤维素的醚化取代可以达到这种效果。最经常出现的取代基有甲氧基（OCH3），羟丙基（POOH）和羟乙基（EOOH）。纤维素醚能够显著提高水泥砂浆的终期的内部强度、胶结程度。这些外加剂能够大幅度提高它的保水性。它们能够防止水过快的从砂浆流向基底。这样被保留下来的水留在新鲜材料表面，能够促进水泥的水化和提高最终的机械性能。最普遍的建筑用纤维素醚是HEMC和HPMC。本研究选用五种HPMCs(D1和D2;A1至A3)和四种H

5、EMC(C1至C4).纤维素经取代后的衍生物可能对水泥的水化有很重要的影响。因此，一个对甲氧基、羟丙基、羟乙基的精确评价是比不可少的。这种量化在近红外区进行[7]。在表二中列出了这些数据和粘度范围。这些数据显示，在D1、D2HPMC和C1到C4HEMC中，粘度是一个唯一可变的参数。因此，在研究分子量对水泥水化的影响中这些分子可能起到了作用。这种HPMC样品(A1到A3）被用来研究取代基结构对水泥水化的影响。表1氧化物组成和相组成图一：水溶性纤维素衍生物的结构表二：纤维素醚取代基和粘度数据3.方法和实验过程3.1.分子量分布的测定尺寸排阻色谱法是一种

6、常用来测定如水溶性纤维素这种聚合物的分子大小和分子量的方法[8]。分离是基于单个分子的流体力学体积。SEC分析是在配备沃特斯916泵、沃特斯996光电二极管阵列探测器和沃特斯410折光检测器的沃斯特装置上进行的，这种用于多糖的SEC分析的柱子是TOSOHAAS公司的凝胶柱7.8mm*
30cm.在实验过程中，这个柱子放在恒温35℃的烘箱中。淋洗液为0.05mol/L的生理盐水（用来防止分子凝聚），可通过去离子水（纯水指数mQ）获得。在实验过程中这种溶液需经过0.22µm和直线脱气过滤。淋洗液流量设定为0.5毫升/分钟。用明确分子量的标准分子进行标定

7、，它的理论分散指数接近于1.根据分子量从5800到788000，采用SHODEX标准P-82可分为八种聚合物。相应的时间分别是17.4分钟和12.9分钟。3.2保水性测量任何一个多孔的基质表现出来的吸水性是由拌合用水的流失量来决定的。保水性是水泥砂浆的维持水分的能力。它可以通过流后吸收测试来测量[9]，它模仿的是塑料浆体上的有吸收性的石料的行为。所采用的方法是在ASTM(美国材料与试验协会)描述的标准[10]。保水性的测定用一个标准型的装置，该装置是由一个漏斗连接一个穿孔的圆盘和一个真空容器。这个穿孔的圆盘装有砂浆，溢出的砂浆将会铺展成一个平面。在

8、十五分钟内真空柱的真空度为50mm汞柱，我们知道就像混有水的塑料浆一样，在吸水后它的质量损失是很容易测量的。因此，在这些数