Гіпс для десульфурації — це димовий газ, який утворюється в результаті спалювання палива, що містить сірку (вугілля, нафта), промислових твердих відходів, що утворюються в процесі очищення десульфурації, і напівгідрату гіпсу (хімічна формула CaSO4·0,5H2O), продуктивність порівнянна з продуктивністю природного будівельного гіпсу. Тому є все більше і більше досліджень і застосувань використання десульфурованого гіпсу замість природного гіпсу для виробництва самовирівнювальних матеріалів. Органічні полімерні домішки, такі як водовідновник, водоутримувач і сповільнювач, є важливими функціональними компонентами в складі самовирівнювальних будівельних матеріалів. Взаємодія та механізм їх дії з цементними матеріалами є питаннями, які заслуговують на увагу. Через особливості процесу утворення тонкість десульфурованого гіпсу невелика (розмір частинок в основному розподіляється між 40 і 60 мкм), а градація порошку є необґрунтованою, тому реологічні властивості десульфурованого гіпсу погані, а розчинова суспензія, приготовлена з нього, часто легша. Відбувається сегрегація, розшарування та кровотеча. Ефір целюлози є найбільш часто використовуваною домішкою в будівельному розчині, і його сумісне використання з водовідновлювачем є важливою гарантією реалізації комплексних характеристик самовирівнювальних матеріалів на основі десульфурованого гіпсу, таких як будівельні характеристики, а пізніше механічні та довговічні характеристики.
У цьому документі значення текучості використовується як контрольний індекс (ступінь розтікання 145 мм±5 мм), зосереджуючись на впливі вмісту ефіру целюлози та молекулярної маси (значення в’язкості) на споживання води десульфурованим самовирівнюючим матеріалом на основі гіпсу, втрату текучості з часом і коагуляцію. Закон впливу основних властивостей, таких як час і ранні механічні властивості; в той же час перевірте закон впливу ефіру целюлози на тепловиділення та швидкість тепловиділення гідратації десульфурованого гіпсу, проаналізуйте його вплив на процес гідратації десульфурованого гіпсу та спочатку обговоріть цей тип домішки. Сумісність із системою гелеутворення десульфурованого гіпсу.
1. Сировина та методи випробувань
1.1 Сировина
Гіпсовий порошок: десульфурований гіпсовий порошок, вироблений компанією в Таншані, основним мінеральним складом є напівгідрат гіпсу, його хімічний склад наведено в таблиці 1, а його фізичні властивості наведені в таблиці 2.
малюнок
малюнок
Домішки включають: ефір целюлози (гідроксипропілметилцелюлоза, скорочено ГПМЦ); суперпластифікатор WR; піногасник Б-1; EVA редиспергований латексний порошок S-05, усі з яких комерційно доступні.
Заповнювач: природний річковий пісок, дрібний пісок власного виробництва, просіяний через сито 0,6 мм.
1.2 Метод випробування
Фіксований десульфурований гіпс: пісок: вода = 1:0,5:0,45, відповідна кількість інших домішок, текучість як контрольний індекс (розширення 145 мм ± 5 мм), регулюючи споживання води, відповідно змішується з цементними матеріалами (десульфурований гіпс + цемент) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ ефіру целюлози (HPMC-20000); додатково зафіксуйте дозування ефіру целюлози до 1‰, виберіть ефіри гідроксипропілметилцелюлози HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 і HPMC-100 000 з різними молекулярними вагами (відповідні числа H2, H4, H7.5 і H10 відповідно), щоб вивчити дозування та молекулярна маса (величина в’язкості) ефіру целюлози Обговорюється вплив змін на властивості самовирівнювального розчину на основі гіпсу, а також їх вплив на текучість, час схоплювання та ранні механічні властивості десульфурованої гіпсової самовирівнювальної суміші. Специфічний метод випробування проводиться відповідно до вимог GB/T 17669.3-1999 «Визначення механічних властивостей будівельного гіпсу».
Тест на тепло гідратації проводиться з використанням холостого зразка десульфурованого гіпсу та зразків із вмістом ефіру целюлози 0,5‰ та 3‰ відповідно, а використовуваним приладом є тестер тепла гідратації типу TA-AIR.
2. Результати та аналіз
2.1 Вплив вмісту ефіру целюлози на основні властивості розчину
Зі збільшенням вмісту оброблюваність і когезія розчину значно покращуються, втрата текучості з часом значно зменшується, а будівельні характеристики стають кращими, а затверділий розчин не має явища розшарування, а гладкість поверхні, гладкість і естетичність значно покращилися. При цьому витрата води розчином для досягнення тієї ж плинності значно зросла. При 5‰ споживання води зросло на 102%, а час остаточного схоплювання подовжився на 100 хв, що в 2,5 рази більше, ніж у порожнього зразка. Ранні механічні властивості будівельного розчину значно знижувалися зі збільшенням вмісту ефіру целюлози. Коли вміст ефіру целюлози становив 5‰, 24-годинна міцність на вигин і міцність на стиск знизилися до 18,75% і 11,29% від холостого зразка відповідно. Міцність на стиск становить 39,47% і 23,45% від контрольної проби відповідно. Варто зазначити, що зі збільшенням кількості водоутримувача істотно зменшилась і об’ємна щільність розчину, від 2069 кг/м3 при 0 до 1747 кг/м3 при 5‰, зменшившись на 15,56%. Щільність розчину зменшується, а пористість збільшується, що є однією з причин явного зниження механічних властивостей розчину.
Ефір целюлози є неіонним полімером. Гідроксильні групи в ланцюзі ефіру целюлози та атоми кисню в ефірному зв’язку можуть об’єднуватися з молекулами води, утворюючи водневі зв’язки, перетворюючи вільну воду на зв’язану, тим самим відіграючи певну роль у утриманні води. Макроскопічно це проявляється як збільшення когезійності шламу [5]. Збільшення в'язкості суспензії не тільки збільшить споживання води, але також розчинений ефір целюлози буде адсорбуватися на поверхні частинок гіпсу, перешкоджаючи реакції гідратації та подовжуючи час схоплювання; під час процесу перемішування також буде введена велика кількість бульбашок повітря. У міру застигання розчину утворюватимуться порожнечі, що з часом зменшить міцність розчину. Комплексно враховуючи одностороннє водоспоживання розчинової суміші, будівельні характеристики, час схоплювання та механічні властивості, а згодом довговічність тощо, вміст ефіру целюлози в десульфурованому самовирівнювальному розчині на основі гіпсу не повинен перевищувати 1‰.
2.2 Вплив молекулярної маси ефіру целюлози на характеристики розчину
Зазвичай, чим вища в’язкість і дрібніший ефір целюлози, тим краще утримується вода і підвищується міцність зв’язку. це негативно вплине на продуктивність. Тому було додатково перевірено вплив ефірів целюлози різної молекулярної маси на основні властивості самовирівнювальних розчинних матеріалів на основі гіпсу. Потреба розчину у воді певною мірою зросла, але не мала явного впливу на час схоплювання та текучість. У той же час міцність розчину на згин і стиск у різних станах показала тенденцію до зниження, але це зниження було набагато меншим, ніж вплив вмісту ефіру целюлози на механічні властивості. Підсумовуючи, збільшення молекулярної маси ефіру целюлози не має явного впливу на характеристики розчинних сумішей. Враховуючи зручність конструкції, в якості самовирівнювальних матеріалів на основі десульфурованого гіпсу слід вибирати низьков'язкий і маломолекулярний ефір целюлози.
2.3 Вплив ефіру целюлози на теплоту гідратації десульфурованого гіпсу
Зі збільшенням вмісту ефіру целюлози екзотермічний пік гідратації десульфурованого гіпсу поступово зменшувався, а час положення піку трохи відтягувався, тоді як екзотермічна теплота гідратації зменшувалася, але неочевидно. Це показує, що ефір целюлози може певною мірою сповільнити швидкість гідратації та ступінь гідратації десульфурованого гіпсу, тому дозування не повинно бути занадто великим і повинно контролюватися в межах 1‰. Можна побачити, що колоїдна плівка, яка утворюється після зустрічі ефіру целюлози з водою, адсорбується на поверхні десульфурованих частинок гіпсу, що знижує швидкість гідратації гіпсу до 2 год. У той же час його унікальний ефект утримання води та згущення затримує випаровування суспензії, а розсіювання є корисним для подальшої гідратації десульфурованого гіпсу на наступній стадії. Підводячи підсумок, якщо відповідне дозування контролюється, ефір целюлози має обмежений вплив на швидкість гідратації та ступінь гідратації самого десульфурованого гіпсу. У той же час збільшення вмісту ефіру целюлози та молекулярної маси значно підвищить в’язкість суспензії та продемонструє чудову продуктивність утримання води. Для забезпечення текучості гіпсового розчину, що самовирівнюється, витрата води значно збільшиться, що пов’язано з подовженим часом схоплювання розчину. Основна причина зниження механічних властивостей.
3. Висновок
(1) Коли текучість використовується як контрольний індекс, із збільшенням вмісту ефіру целюлози час схоплювання десульфурованого гіпсового розчину, що самовирівнюється, значно подовжується, а механічні властивості значно знижуються; порівняно з вмістом молекулярної маси ефіру целюлози Збільшення мало впливає на вищевказані властивості розчину. Розглядаючи всебічно, ефір целюлози слід вибирати з малою молекулярною масою (значення в'язкості нижче 20 000 Па·с), а дозування слід контролювати в межах 1‰ цементуючого матеріалу.
(2) Результати випробування теплоти гідратації десульфурованого гіпсу показують, що в рамках цього тесту ефір целюлози має обмежений вплив на швидкість гідратації та процес гідратації десульфурованого гіпсу. Збільшення витрат води та зменшення насипної маси є основними причинами зниження механічних властивостей розчину на основі сіркоочищеного гіпсу.
Час публікації: травень-08-2023