دراسة حول الجص الخفيف وإزالة الكبريت من ملاط ​​الجبس

جبس إزالة الكبريت هو منتج صناعي ثانوي يُنتج عن إزالة الكبريت من غازات المداخن وتنقيتها بعد احتراق الوقود المحتوي على الكبريت باستخدام ملاط ​​مسحوق الجير الناعم أو الحجر الجيري. تركيبه الكيميائي مماثل لتركيب الجبس ثنائي الهيدرات الطبيعي، ويتكون أساسًا من CaSO4·2H2O. في الوقت الحالي، لا يزال توليد الطاقة بالفحم هو السائد في بلدي، حيث يُمثل ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من الفحم في عملية توليد الطاقة الحرارية أكثر من 50% من انبعاثات بلدي السنوية. وقد تسببت كمية كبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت في تلوث بيئي خطير. يُعد استخدام تقنية إزالة الكبريت من غازات المداخن لإنتاج الجبس منزوع الكبريت إجراءً هامًا في مواجهة التطور التكنولوجي للصناعات المرتبطة بالفحم. وبحسب إحصاءات غير كاملة، فإن انبعاث الجبس منزوع الكبريت الرطب في بلدي تجاوز 90 مليون طن سنويا، وتتمثل طريقة معالجة الجبس منزوع الكبريت في التكديس بشكل أساسي، وهو ما لا يشغل الأراضي فحسب، بل يتسبب أيضا في إهدار هائل للموارد.

يتميز الجبس بخفة وزنه، وخفض الضوضاء، والوقاية من الحرائق، والعزل الحراري، وغيرها. ويمكن استخدامه في إنتاج الأسمنت، وإنتاج جبس البناء، وهندسة الديكور، وغيرها من المجالات. في الوقت الحاضر، أجرى العديد من الباحثين أبحاثًا حول جبس التجصيص. تُظهر الأبحاث أن مادة الجبس تتميز بتمدد دقيق، وقابلية تشغيل جيدة، ومرونة، ويمكن أن تحل محل مواد التجصيص التقليدية لتزيين الجدران الداخلية. أظهرت دراسات شو جيانجون وآخرون أنه يمكن استخدام الجبس منزوع الكبريت في صنع مواد جدران خفيفة الوزن. أظهرت دراسات يي بيهونغ وآخرون أنه يمكن استخدام جبس التجصيص الناتج عن الجبس منزوع الكبريت في طبقة التجصيص للجانب الداخلي من الجدار الخارجي، والجدار الفاصل الداخلي، والسقف، ويمكنه حل مشاكل الجودة الشائعة مثل التقشر والتشقق في ملاط ​​التجصيص التقليدي. يُعد جبس التجصيص خفيف الوزن نوعًا جديدًا من مواد التجصيص الصديقة للبيئة. وهو مصنوع من الجبس نصف المائي كمادة أسمنتية رئيسية عن طريق إضافة مواد خفيفة الوزن وإضافات. بالمقارنة مع مواد الجبس الأسمنتية التقليدية، يتميز الجبس منزوع الكبريت بصلابته، وقدرته على الالتصاق، وتماسكه الجيد، وقدرته على الانكماش، وقدرته على حماية البيئة. إن استخدام الجبس منزوع الكبريت لإنتاج الجبس نصف المائي لا يحل مشكلة نقص موارد الجبس الطبيعي للبناء فحسب، بل يُحقق أيضًا استغلالًا فعالًا لموارد الجبس منزوع الكبريت، ويحقق غرض حماية البيئة. لذلك، وبناءً على دراسة الجبس منزوع الكبريت، تختبر هذه الورقة زمن التصلب، وقوة الانحناء، وقوة الضغط، لدراسة العوامل المؤثرة على أداء ملاط ​​الجبس خفيف الوزن منزوع الكبريت، وتوفر أساسًا نظريًا لتطوير ملاط ​​الجبس خفيف الوزن منزوع الكبريت.

تجربة واحدة

1.1 المواد الخام

مسحوق الجبس لإزالة الكبريت: جبس نصف هيدرات يتم إنتاجه وتكليسه بتقنية إزالة الكبريت من غازات المداخن، وخصائصه الأساسية موضحة في الجدول 1. المواد الخام خفيفة الوزن: يتم استخدام حبيبات دقيقة زجاجية، وخصائصها الأساسية موضحة في الجدول 2. يتم خلط الحبيبات الدقيقة الزجاجية بنسب 4% و8% و12% و16% بناءً على النسبة الكتلية لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت.

المثبط: استخدام سترات الصوديوم، التحليل الكيميائي الكاشف النقي، ويستند سترات الصوديوم على نسبة الوزن من الجص الخفيف إزالة الكبريت ملاط ​​الجبس، ونسبة الخلط هي 0، 0.1٪، 0.2٪، 0.3٪.

إيثر السليلوز: يستخدم هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، اللزوجة 400، يعتمد HPMC على نسبة وزن ملاط ​​الجبس الخفيف المنزوع الكبريت، ونسبة الخلط هي 0، 0.1٪، 0.2٪، 0.4٪.

1.2 طريقة الاختبار

يشير استهلاك الماء ووقت ضبط القوام القياسي للجبس منزوع الكبريت إلى GB/T17669.4-1999 "تحديد الخصائص الفيزيائية لجص البناء"، ويتم تنفيذ وقت ضبط ملاط ​​الجبس منزوع الكبريت الخفيف إلى GB/T 28627-2012 "جص التجصيص".

تُجرى اختبارات قوة الانثناء والضغط للجبس منزوع الكبريت وفقًا للمعيار GB/T9776-2008 "جبس البناء"، وتُصبَّب العينات بأحجام 40 مم × 40 مم × 160 مم، وتُقاس قوة 2h وقوة الجفاف على التوالي. تُجرى اختبارات قوة الانثناء والضغط لملاط الجبس خفيف الوزن منزوع الكبريت والمُجصَّص وفقًا للمعيار GB/T 28627-2012 "جبس التجصيص"، وتُقاس قوة المعالجة الطبيعية لـ 1d و28d على التوالي.

2 النتائج والمناقشة

2.1 تأثير محتوى مسحوق الجبس على الخواص الميكانيكية للجبس خفيف الوزن لإزالة الكبريت

تبلغ نسبة مسحوق الجبس ومسحوق الحجر الجيري والركام الخفيف ١٠٠٪، بينما تبقى نسبة الركام الخفيف الثابت والمُضافات ثابتة. عند نسبة ٦٠٪، ٧٠٪، ٨٠٪، و٩٠٪، فإن إزالة الكبريت تُحسّن قوة الانحناء والضغط لملاط الجبس.

تزداد قوة الانحناء وقوة الضغط لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت مع تقدم العمر، مما يشير إلى أن درجة ترطيب الجبس تصبح أكثر كفاية مع تقدم العمر. مع زيادة مسحوق الجبس منزوع الكبريت، أظهرت قوة الانحناء وقوة الضغط لجبس التجصيص خفيف الوزن اتجاهًا تصاعديًا عامًا، ولكن الزيادة كانت صغيرة، وكانت قوة الضغط عند 28 يومًا واضحة بشكل خاص. في عمر يوم واحد، زادت قوة الانحناء لمسحوق الجبس المخلوط بنسبة 90٪ بنسبة 10.3٪ مقارنة بمسحوق الجبس بنسبة 60٪، وزادت قوة الضغط المقابلة بنسبة 10.1٪. في عمر 28 يومًا، زادت قوة الانحناء لمسحوق الجبس المخلوط بنسبة 90٪ بنسبة 8.8٪ مقارنة بمسحوق الجبس المخلوط بنسبة 60٪، وزادت قوة الضغط المقابلة بنسبة 2.6٪. وباختصار، يمكن الاستنتاج أن كمية مسحوق الجبس لها تأثير أكبر على قوة الانحناء من قوة الضغط.

2.2 تأثير محتوى المواد الخام خفيفة الوزن على الخواص الميكانيكية للجبس خفيف الوزن المنزوع الكبريت

تبلغ نسبة مسحوق الجبس ومسحوق الحجر الجيري والركام الخفيف ١٠٠٪، بينما تبقى نسبة مسحوق الجبس الثابت والمضافات ثابتة. عند نسبة حبيبات دقيقة زجاجية ٤٪، ٨٪، ١٢٪، و١٦٪، يُنتج الجص الخفيف نتائج قوة الانحناء والضغط لملاط الجبس منزوع الكبريت.

في نفس العمر، انخفضت قوة الانحناء وقوة الضغط لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت مع زيادة محتوى الحبيبات الدقيقة المزججة. وذلك لأن معظم الحبيبات الدقيقة المزججة لها بنية مجوفة من الداخل وقوتها منخفضة، مما يقلل من قوة الانحناء والضغط لملاط الجبس الخفيف. في عمر يوم واحد، انخفضت قوة الانحناء لمسحوق الجبس 16٪ بنسبة 35.3٪ مقارنة بمسحوق الجبس 4٪، وانخفضت قوة الضغط المقابلة بنسبة 16.3٪. في عمر 28 يومًا، انخفضت قوة الانحناء لمسحوق الجبس 16٪ بنسبة 24.6٪ مقارنة بمسحوق الجبس 4٪، بينما انخفضت قوة الضغط المقابلة بنسبة 6.0٪ فقط. وباختصار، يمكن الاستنتاج أن تأثير محتوى حبيبات الميكروبيدات الزجاجية على قوة الانحناء أكبر من تأثيره على قوة الضغط.

2.3 تأثير محتوى المثبط على زمن تصلب الجبس المنزوع الكبريت الملصق بالضوء

الجرعة الكلية لمسحوق الجبس، ومسحوق الحجر الجيري، والركام الخفيف هي ١٠٠٪، بينما تبقى جرعة مسحوق الجبس الثابت، ومسحوق الحجر الجيري، والركام الخفيف، وإيثر السليلوز ثابتة. عند استخدام جرعات سترات الصوديوم ٠، ٠.١٪، ٠.٢٪، ٠.٣٪، فإن زمن تصلب ملاط ​​الجبس الخفيف المنزوع الكبريت يُظهر نتائج.

يزداد زمنا الشك الابتدائي والنهائي لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت مع زيادة محتوى سترات الصوديوم، إلا أن هذه الزيادة طفيفة. عند تركيز سترات الصوديوم بنسبة 0.3%، يطول زمن الشك الابتدائي 28 دقيقة، ويطول زمن الشك النهائي 33 دقيقة. قد يعود إطالة زمن الشك إلى المساحة السطحية الكبيرة للجبس منزوع الكبريت، والتي تمتص المادة المثبطة حول جزيئات الجبس، مما يقلل من معدل ذوبانه ويمنع تبلوره، مما يؤدي إلى عدم قدرة ملاط ​​الجبس على تكوين نظام هيكلي متين. إطالة زمن شك الجبس.

2.4 تأثير محتوى إيثر السليلوز على الخواص الميكانيكية للجبس خفيف الوزن المنزوع الكبريت

تبلغ الجرعة الكلية لمسحوق الجبس ومسحوق الحجر الجيري والركام الخفيف ١٠٠٪، بينما تبقى جرعة مسحوق الجبس الثابت ومسحوق الحجر الجيري والركام الخفيف والمثبط ثابتة. عند استخدام جرعات هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز ٠، ٠.١٪، ٠.٢٪، و٠.٤٪، تُنتج ملاط ​​الجبس الخفيف المنزوع الكبريت قوة انثناء وانضغاط.

في عمر يوم واحد، زادت قوة الانحناء لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت أولاً ثم انخفضت مع زيادة محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز؛ في عمر 28 يومًا، قوة الانحناء لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت مع زيادة محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، أظهرت قوة الانحناء اتجاهًا للتناقص أولاً، ثم الزيادة ثم التناقص. عندما يكون محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز 0.2٪، تصل قوة الانحناء إلى الحد الأقصى، وتتجاوز القوة المقابلة عندما يكون محتوى السليلوز 0. بغض النظر عن عمر يوم واحد أو 28 يومًا، تنخفض قوة الضغط لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت مع زيادة محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، ويكون اتجاه الانخفاض المقابل أكثر وضوحًا في 28 يومًا. ويرجع ذلك إلى أن إيثر السليلوز له تأثير احتباس الماء والتكثيف، وسوف يزداد الطلب على الماء للحصول على الاتساق القياسي مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الماء إلى الأسمنت في بنية الملاط، وبالتالي تقليل قوة عينة الجبس.

3 الخاتمة

(1) تزداد درجة ترطيب الجبس منزوع الكبريت مع مرور الوقت. ومع زيادة محتوى مسحوق الجبس منزوع الكبريت، أظهرت قوة الانحناء والضغط لجبس التجصيص الخفيف اتجاهًا تصاعديًا عامًا، وإن كان هذا التزايد طفيفًا.

(2) مع زيادة محتوى الميكروبيدات الزجاجية، تنخفض قوة الانحناء وقوة الضغط لملاط الجبس خفيف الوزن المنزوع الكبريت وفقًا لذلك، ولكن تأثير محتوى الميكروبيدات الزجاجية على قوة الانحناء أكبر من قوة قوة الضغط.

(3) مع زيادة محتوى سترات الصوديوم، يتم إطالة وقت التثبيت الأولي ووقت التثبيت النهائي لملاط الجبس الخفيف منزوع الكبريت، ولكن عندما يكون محتوى سترات الصوديوم صغيرًا، فإن التأثير على وقت التثبيت ليس واضحًا.

(4) مع زيادة محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، تنخفض القوة الانضغاطية لملاط الجبس الخفيف المنزوع الكبريت، لكن قوة الانحناء تظهر اتجاهًا للزيادة أولاً ثم التناقص عند 1 يوم، وعند 28 يومًا أظهرت اتجاهًا للتناقص أولاً، ثم الزيادة ثم التناقص.