Entschwefelungsgips ist ein industrielles Nebenprodukt, das durch Entschwefelung und Reinigung der Rauchgase aus der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe mit Hilfe von feinem Kalk oder Kalksteinmehl gewonnen wird. Seine chemische Zusammensetzung ist die gleiche wie die von natürlichem Dihydratgips und besteht hauptsächlich aus CaSO₄·2H₂O. Derzeit wird in China hauptsächlich Kohle als Energiequelle genutzt. Der SO₂-Ausstoß aus der Kohle bei der Wärmeerzeugung macht über 50 % der jährlichen Emissionen Chinas aus. Die hohen Schwefeldioxidemissionen verursachen erhebliche Umweltverschmutzung. Der Einsatz von Rauchgasentschwefelungstechnologie zur Erzeugung von entschwefeltem Gips ist eine wichtige Maßnahme zur Bewältigung der technologischen Entwicklung in der Kohleindustrie. Unvollständigen Statistiken zufolge beträgt die Emission von nassem, entschwefeltem Gips in meinem Land mehr als 90 Millionen Tonnen pro Jahr. Die Verarbeitung von entschwefeltem Gips erfolgt größtenteils auf Halde, was nicht nur Land beansprucht, sondern auch eine enorme Ressourcenverschwendung verursacht.
Gips ist leicht, schalldämmend, brandhemmend und wärmedämmend. Er kann in der Zement- und Baugipsproduktion, im Dekorationsbau und in anderen Bereichen eingesetzt werden. Zahlreiche Wissenschaftler forschen derzeit an Gipsputzen. Die Untersuchungen zeigen, dass Gipsputzmaterialien eine gute Mikroausdehnung, Verarbeitbarkeit und Plastizität aufweisen und herkömmliche Putzmaterialien für die Wanddekoration im Innenbereich ersetzen können. Studien von Xu Jianjun und anderen zeigen, dass sich entschwefelter Gips zur Herstellung von Leichtwandmaterialien verwenden lässt. Studien von Ye Beihong und anderen zeigen, dass aus entschwefeltem Gips hergestellter Putzgips für Putzschichten an der Innenseite von Außenwänden, inneren Trennwänden und Decken verwendet werden kann und häufige Qualitätsprobleme wie Abplatzungen und Risse bei herkömmlichem Putzmörtel löst. Leichtputzgips ist ein neuartiger umweltfreundlicher Putzstoff. Er besteht aus Halbhydratgips als Hauptzementmaterial unter Zugabe von Leichtzuschlagstoffen und Zusatzmitteln. Im Vergleich zu herkömmlichen Zementputzmaterialien reißt es nicht so leicht, haftet gut, schrumpft gut und ist umweltfreundlich. Die Verwendung von entschwefeltem Gips zur Herstellung von Halbhydratgips löst nicht nur das Problem des Mangels an natürlichen Baugipsressourcen, sondern ermöglicht auch die Nutzung von entschwefeltem Gips und trägt zum Schutz der Umwelt bei. Basierend auf der Untersuchung von entschwefeltem Gips testet diese Arbeit daher die Abbindezeit, Biegezugfestigkeit und Druckfestigkeit, um die Faktoren zu untersuchen, die die Leistung von leichtem entschwefeltem Gipsmörtel beeinflussen, und bietet eine theoretische Grundlage für die Entwicklung von leichtem entschwefeltem Gipsmörtel.
1 Experiment
1.1 Rohstoffe
Entschwefelungsgipspulver: Halbhydratgips, hergestellt und kalziniert durch Rauchgasentschwefelungstechnologie, seine grundlegenden Eigenschaften sind in Tabelle 1 aufgeführt. Leichtzuschlagstoff: Es werden verglaste Mikrokügelchen verwendet, seine grundlegenden Eigenschaften sind in Tabelle 2 aufgeführt. Verglaste Mikrokügelchen werden in Anteilen von 4 %, 8 %, 12 % und 16 % gemischt, basierend auf dem Massenverhältnis des leicht verputzten entschwefelten Gipsmörtels.
Verzögerer: Verwenden Sie Natriumcitrat, ein reines Reagenz für die chemische Analyse. Natriumcitrat basiert auf dem Gewichtsverhältnis von leichtem Putz-Entschwefelungsgipsmörtel und das Mischungsverhältnis beträgt 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 %.
Celluloseether: Verwenden Sie Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), die Viskosität beträgt 400, HPMC basiert auf dem Gewichtsverhältnis von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel und das Mischungsverhältnis beträgt 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,4 %.
1.2 Prüfverfahren
Der Wasserverbrauch und die Abbindezeit der Standardkonsistenz von entschwefeltem Gips beziehen sich auf GB/T17669.4-1999 „Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Baugips“, und die Abbindezeit von leichtem Putzmörtel aus entschwefeltem Gips bezieht sich auf GB/T 28627-2012 „Verputzen von Gips“.
Die Biege- und Druckfestigkeit von entschwefeltem Gips wird gemäß GB/T9776-2008 „Baugips“ ermittelt. Proben mit einer Größe von 40 mm × 40 mm × 160 mm werden geformt und die 2-Stunden-Festigkeit bzw. die Trockenfestigkeit gemessen. Die Biege- und Druckfestigkeit von leicht verputztem entschwefeltem Gipsmörtel wird gemäß GB/T 28627-2012 „Putzgips“ ermittelt und die Festigkeit der natürlichen Aushärtung für 1 Tag bzw. 28 Tage gemessen.
2 Ergebnisse und Diskussion
2.1 Einfluss des Gipspulvergehalts auf die mechanischen Eigenschaften von Leichtputz-Entschwefelungsgips
Die Gesamtmenge an Gipspulver, Kalksteinpulver und Leichtzuschlagstoff beträgt 100 %, die Menge an festem Leichtzuschlagstoff und Zusatzstoff bleibt unverändert. Bei einer Gipspulvermenge von 60 %, 70 %, 80 % und 90 % ergibt sich eine Entschwefelung der Biegezug- und Druckfestigkeit des Gipsmörtels.
Sowohl die Biegefestigkeit als auch die Druckfestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel nehmen mit dem Alter zu, was darauf hindeutet, dass der Hydratationsgrad des Gipses mit dem Alter ausreichender wird. Mit der Erhöhung des entschwefelten Gipspulvers zeigten die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit von leichtem Putzgips insgesamt einen Aufwärtstrend, der Anstieg war jedoch gering und die Druckfestigkeit nach 28 Tagen war besonders deutlich. Im Alter von 1 Tag stieg die Biegefestigkeit von mit 90 % gemischtem Gipspulver im Vergleich zu 60 % Gipspulver um 10,3 % und die entsprechende Druckfestigkeit um 10,1 %. Im Alter von 28 Tagen stieg die Biegefestigkeit von mit 90 % gemischtem Gipspulver im Vergleich zu 60 % Gipspulver um 8,8 % und die entsprechende Druckfestigkeit um 2,6 %. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Menge des Gipspulvers einen größeren Einfluss auf die Biegezugfestigkeit als auf die Druckfestigkeit hat.
2.2 Einfluss des Leichtzuschlagstoffgehalts auf die mechanischen Eigenschaften von leichtem, verputztem, entschwefeltem Gips
Die Gesamtmenge an Gipspulver, Kalksteinpulver und Leichtzuschlagstoff beträgt 100 %, die Menge an festem Gipspulver und Zusatzstoff bleibt unverändert. Bei einer Menge an verglasten Mikrokügelchen von 4 %, 8 %, 12 % und 16 % ergibt sich für den Leichtputz ein Ergebnis der Biegezug- und Druckfestigkeit von entschwefeltem Gipsmörtel.
Im gleichen Alter nahmen Biegefestigkeit und Druckfestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel mit steigendem Gehalt an verglasten Mikrokügelchen ab. Das liegt daran, dass die meisten verglasten Mikrokügelchen innen eine hohle Struktur aufweisen und ihre eigene Festigkeit gering ist, wodurch die Biegefestigkeit und Druckfestigkeit des leichten Putzgipsmörtels verringert werden. Im Alter von einem Tag war die Biegefestigkeit von 16 % Gipspulver im Vergleich zu 4 % Gipspulver um 35,3 % verringert, die entsprechende Druckfestigkeit um 16,3 %. Im Alter von 28 Tagen war die Biegefestigkeit von 16 % Gipspulver im Vergleich zu 4 % Gipspulver um 24,6 % verringert, während die entsprechende Druckfestigkeit nur um 6,0 % verringert war. Zusammenfassend kann der Schluss gezogen werden, dass der Gehalt an verglasten Mikrokügelchen einen größeren Einfluss auf die Biegefestigkeit als auf die Druckfestigkeit hat.
2.3 Einfluss des Verzögerergehalts auf die Abbindezeit von leicht verputztem entschwefeltem Gips
Die Gesamtdosierung von Gipspulver, Kalksteinpulver und Leichtzuschlagstoff beträgt 100 %, die Dosierung von festem Gipspulver, Kalksteinpulver, Leichtzuschlagstoff und Celluloseether bleibt unverändert. Bei einer Natriumcitratdosierung von 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % ergibt sich eine Abbindezeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel.
Die anfängliche und die endgültige Abbindezeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel erhöhen sich mit zunehmendem Natriumcitratgehalt, jedoch nur geringfügig. Bei einem Natriumcitratgehalt von 0,3 % verlängert sich die anfängliche Abbindezeit um 28 Minuten und die endgültige Abbindezeit um 33 Minuten. Die verlängerte Abbindezeit kann auf die große Oberfläche des entschwefelten Gipses zurückzuführen sein, die den Verzögerer um die Gipspartikel absorbieren kann, wodurch die Auflösungsrate des Gipses verringert und die Kristallisation des Gipses gehemmt wird, was dazu führt, dass der Gipsbrei kein festes Struktursystem bilden kann. Die Abbindezeit des Gipses wird verlängert.
2.4 Einfluss des Celluloseethergehalts auf die mechanischen Eigenschaften von leicht verputztem entschwefeltem Gips
Die Gesamtdosierung von Gipspulver, Kalksteinpulver und Leichtzuschlagstoff beträgt 100 %, und die Dosierung von festem Gipspulver, Kalksteinpulver, Leichtzuschlagstoff und Verzögerer bleibt unverändert. Bei einer Dosierung von 0, 0,1 %, 0,2 % und 0,4 % Hydroxypropylmethylcellulose ergeben sich Biegezug- und Druckfestigkeitswerte für leicht verputzten, entschwefelten Gipsmörtel.
Nach einem Tag nahm die Biegefestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel mit steigendem Hydroxypropylmethylcellulose-Gehalt zunächst zu und dann ab; nach 28 Tagen nahm die Biegefestigkeit mit steigendem Hydroxypropylmethylcellulose-Gehalt zunächst ab, dann zu und schließlich ab. Bei einem Hydroxypropylmethylcellulose-Gehalt von 0,2 % erreicht die Biegefestigkeit ihr Maximum und übersteigt die entsprechende Festigkeit bei einem Cellulose-Gehalt von 0 %. Unabhängig vom Alter (1 Tag oder 28 Tage) nimmt die Druckfestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel mit steigendem Hydroxypropylmethylcellulose-Gehalt ab, wobei dieser Rückgang nach 28 Tagen deutlicher zu erkennen ist. Dies liegt daran, dass Celluloseether eine wasserspeichernde und verdickende Wirkung hat und der Wasserbedarf für die Standardkonsistenz mit zunehmendem Celluloseethergehalt zunimmt, was zu einer Erhöhung des Wasser-Zement-Verhältnisses der Aufschlämmungsstruktur führt und somit die Festigkeit der Gipsprobe verringert.
3 Fazit
(1) Der Hydratationsgrad von entschwefeltem Gips nimmt mit zunehmendem Alter zu. Mit zunehmendem Gehalt an entschwefeltem Gipspulver stiegen die Biegezugfestigkeit und die Druckfestigkeit von Leichtputzgips insgesamt an, allerdings nur geringfügig.
(2) Mit zunehmendem Gehalt an verglasten Mikroperlen nehmen die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel entsprechend ab, der Einfluss des Gehalts an verglasten Mikroperlen auf die Biegefestigkeit ist jedoch größer als der auf die Druckfestigkeit.
(3) Mit zunehmendem Natriumcitratgehalt verlängern sich die Anfangs- und Endabbindezeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel. Bei einem geringen Natriumcitratgehalt ist die Auswirkung auf die Abbindezeit jedoch nicht offensichtlich.
(4) Mit zunehmendem Gehalt an Hydroxypropylmethylcellulose nimmt die Druckfestigkeit von leicht verputztem, entschwefeltem Gipsmörtel ab, die Biegefestigkeit zeigt jedoch nach 1 Tag zunächst eine Zunahme und dann eine Abnahme, und nach 28 Tagen zeigt sie zunächst eine Abnahme, dann eine Zunahme und dann eine Abnahme.
Beitragszeit: 02.02.2023