纤维素醚-水泥水化特征及机理评述.pdf

2010年第8期(总第250期)
混凝土
原材料及辅助物料
Number 8 in 2010(Total No250)
Concrete
MATERIAL AND ADMINICLE
doi:10.3969%3ssn.1002-3550.2010.08.022
纤维素醚一水泥水化特征及机理评述
马保园,欧志华,蹇守卫,柯凱
(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北武汉430070)
摘要:纤维素醚会明显延缓水泥的凝结和硬化,通常降低水泥水化热的释放速度和峰值,延迟水泥水化产物的生成,影响水化产物的
形貌和水泥浆的孔结构。纤维素醚影响水泥水化的主要机理包括吸附、阻碍水泥颗粒的溶解以及延缓水化产物的成核和生长,纤维素醚对
水泥水化的延迟与水泥的化学组成和纤维素醚的化学结构密切相关,高黏的纤维素醚溶液阻碍离子扩散也是水泥水化延迟的原因。纤维
素醚具有碱稳定性。
关键词:纤维素;水泥;水化;评述
中图分类号:TU528.01·文献标志码
文章編号:1002-3550(2010)08-0064-04
Review on the characteristics and mechanism of cellulose ether-cement hydration
MA Bao-guo, OU Zhi-hua, LAN Shou-wei, KE Kai
( Key Laboratory for Silicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education, Wuhan University of Technology. Wuhan 430070, China)
Abstract: ellulose Ethers(Es )will significantly read the s ing and hardening of cement paste, commonly decreasing the release rate and
peak of hydration heat, slowing down the formation of hydration product, transforming the morphology of hydration product and pore structure of
cement paste, The mainly mechanism of CE influencing cement hydration includes: Absorption, slowing down the dissolution of cement particle
s well as retarding nucleation and growth of some hydration products. Ce-cement hydration is closely relevant to cement compositions and the
chemical struture of E. ]n dif us on a, induced by the high viscous solution of cellulose ethers, is also the cause of retarding cement hy-
dration CES are stable in alkaline media
Key words: cellulose ether; cement; hydration; review
0引言
键,因而纯纤维素不溶于水。
天然纤维素通过醚化工艺便可合成纤维素醚,即纤维素分
目前,全世界预拌砂浆的年产量超过2亿t,几乎所有的预子中的C2、C-3和C-6羟基(-OH)被甲氧基(-OCH2)、羟乙氧
拌秒浆都需要加人一定数量的纤维素隣( Cellulose-Eher简称基[- OCHLCE:O或羟丙氧基[-OCH4 CH,CH,O]等基团部分甚
CE),这是因为纤维素醚具有优良的保水性能,可以防止湿砂浆至完全取代图1(b)。只被一种基闭取代的产品叫单醚,如甲基纤
中的水分过早蒸发或被基层吸收,确保水泥充分水化,提高砂维素醚(MC)、羟乙基纤维素醚(HEC);被两种或两种以上的基
浆的最终拉伸黏结强度等力学性能。在薄层砂浆、高吸水性基团取代的产品叫混合醚,如在建筑砂浆中经常使用的羟乙基甲
层以及高温、干燥条件下,纤维素醚对砂浆的保水作用尤为重基纤维素醚(HEMC)和羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)。
要。此外,纤维素醚还具有明显的增稠效果,增加新拌水泥基材
料的抗泌水、抗冲刷和抗分散能力,可用于泵送混凝土、水下混
6 OH
凝土和自密实混凝土。
OH
纤维素醚在提高水泥基材料保水、增稠效果的同时,还会
H
明显延缓水泥的凝结和硬化引,这有利于提高砂浆的可操作时
(a)纤维素
间,但有时也会延缓施工进度,给施工带来不便
1纤维素醚的分子结构
纤维素醚的原料为天然纤维素。纤维素是由D-葡萄糖单
b)纤维素醚
体以β-1,4-苷鍵连接而成的直链多聚糖图1(a)。葡萄糖单体
为-H;-CH2;-( CHCH, O)H或-(CH2 CH,CH,O)H等
是一个由5个碳原子和1个氧原子组成的环状结构,每个葡萄
图1纤维素和纤维素醚的分子结构
糖基环上均含有三个羟基,即C-2羟基、C-3羟基和C-6羟基,大
由于羟基被取代,原来纤维素分子之间或分子之内的氢键被
量羟基的存在使得纤维素存在大量的分子内氢键和分子间氢减弱,因此,纤维素瞇能够溶于水。平均每个葡萄糖单元上被醚化
收稿日期:20]0-03-16
基金项目:国家自然科学基金项目(50902107)
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