Gypsum desulfurisasi adalah gas buang yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang mengandung sulfur (batu bara, minyak bumi), limbah padat industri yang dihasilkan selama proses pemurnian desulfurisasi, dan gypsum hemihidrat (rumus kimia CaSO4·0.5H2O), kinerjanya sebanding dengan gypsum bangunan alami. Oleh karena itu, semakin banyak penelitian dan aplikasi penggunaan gypsum desulfurisasi sebagai pengganti gypsum alami untuk menghasilkan material self-leveling. Campuran polimer organik seperti agen pereduksi air, agen penahan air, dan retarder merupakan komponen fungsional penting dalam komposisi material mortar self-leveling. Interaksi dan mekanisme keduanya dengan material semen merupakan masalah yang perlu diperhatikan. Karena karakteristik proses pembentukannya, kehalusan gypsum desulfurisasi kecil (ukuran partikel terutama terdistribusi antara 40 dan 60 μm), dan gradasi bubuk tidak masuk akal, sehingga sifat reologi gypsum desulfurisasi buruk, dan bubur mortar yang disiapkan olehnya sering kali lebih mudah terjadi segregasi, stratifikasi, dan bleeding. Selulosa eter merupakan campuran yang paling umum digunakan dalam mortar, dan penggunaan gabungannya dengan agen pereduksi air merupakan jaminan penting untuk mewujudkan kinerja komprehensif dari bahan perata sendiri berbasis gipsum yang telah didesulfurisasi seperti kinerja konstruksi dan kemudian kinerja mekanis dan daya tahan.
Dalam makalah ini, nilai fluiditas digunakan sebagai indeks kontrol (derajat penyebaran 145 mm±5 mm), dengan fokus pada dampak kandungan eter selulosa dan berat molekul (nilai viskositas) pada konsumsi air bahan perata sendiri berbasis gipsum desulfurisasi, hilangnya fluiditas dari waktu ke waktu, dan koagulasi Hukum pengaruh sifat dasar seperti waktu dan sifat mekanis awal; pada saat yang sama, menguji hukum pengaruh eter selulosa pada pelepasan panas dan laju pelepasan panas hidrasi gipsum desulfurisasi, menganalisis pengaruhnya terhadap proses hidrasi gipsum desulfurisasi, dan awalnya membahas jenis campuran ini Kompatibilitas dengan sistem pembentuk gel gipsum desulfurisasi.
1. Bahan baku dan metode pengujian
1.1 Bahan baku
Bubuk gipsum: bubuk gipsum desulfurisasi yang diproduksi oleh sebuah perusahaan di Tangshan, komposisi mineral utamanya adalah gipsum hemihidrat, komposisi kimianya ditunjukkan pada Tabel 1, dan sifat fisiknya ditunjukkan pada Tabel 2.
gambar
gambar
Campurannya meliputi: eter selulosa (hidroksipropil metilselulosa, singkatnya HPMC); superplasticizer WR; pencegah busa B-1; bubuk lateks EVA yang dapat didispersikan kembali S-05, yang semuanya tersedia secara komersial.
Agregat: pasir sungai alam, pasir halus buatan yang diayak melalui saringan 0,6 mm.
1.2 Metode pengujian
Gypsum desulfurisasi tetap: pasir: air = 1:0,5:0,45, jumlah campuran lain yang sesuai, fluiditas sebagai indeks kontrol (ekspansi 145 mm ± 5 mm), dengan menyesuaikan konsumsi air, masing-masing dicampur dengan bahan semen (gypsum desulfurisasi + Semen) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ selulosa eter (HPMC-20.000); selanjutnya perbaiki dosis eter selulosa menjadi 1‰, pilih eter hidroksipropil metilselulosa HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000, dan HPMC-100.000 dengan berat molekul yang berbeda (angka yang sesuai adalah H2, H4, H7.5, dan H10 masing-masing), untuk mempelajari dosis dan berat molekul (nilai viskositas) eter selulosa Dampak perubahan pada sifat mortar self-leveling berbasis gipsum, dan pengaruh keduanya pada fluiditas, waktu pengerasan dan sifat mekanis awal campuran mortar self-leveling gipsum yang telah didesulfurisasi dibahas. Metode pengujian khusus dilakukan sesuai dengan persyaratan GB/T 17669.3-1999 “Penentuan Sifat Mekanis Gipsum Bangunan”.
Uji panas hidrasi dilakukan dengan menggunakan sampel kosong gipsum desulfurisasi dan sampel dengan kadar selulosa eter masing-masing 0,5‰ dan 3‰, dan instrumen yang digunakan adalah penguji panas hidrasi tipe TA-AIR.
2. Hasil dan Analisis
2.1 Pengaruh Kandungan Selulosa Eter terhadap Sifat Dasar Mortar
Dengan peningkatan konten, kemampuan kerja dan kohesi mortar meningkat secara signifikan, hilangnya fluiditas dari waktu ke waktu berkurang secara signifikan, dan kinerja konstruksi lebih baik, dan mortar yang mengeras tidak memiliki fenomena delaminasi, dan kehalusan permukaan, kehalusan dan Estetika telah sangat ditingkatkan. Pada saat yang sama, konsumsi air mortar untuk mencapai fluiditas yang sama meningkat secara signifikan. Pada 5‰, konsumsi air meningkat sebesar 102%, dan waktu pengikatan akhir diperpanjang hingga 100 menit, yang merupakan 2,5 kali lipat dari sampel kosong. Sifat mekanis awal mortar menurun secara signifikan dengan peningkatan kandungan selulosa eter. Ketika kandungan selulosa eter adalah 5‰, kekuatan lentur 24 jam dan kekuatan tekan menurun menjadi 18,75% dan 11,29% dari sampel kosong masing-masing. Kekuatan tekan adalah 39,47% dan 23,45% dari sampel kosong masing-masing. Perlu dicatat bahwa dengan peningkatan jumlah zat penahan air, kerapatan massa mortar juga menurun secara signifikan, dari 2069 kg/m3 pada suhu 0 menjadi 1747 kg/m3 pada suhu 5‰, penurunan sebesar 15,56%. Kepadatan mortar menurun dan porositas meningkat, yang merupakan salah satu alasan penurunan yang nyata pada sifat mekanis mortar.
Eter selulosa merupakan polimer non-ionik. Gugus hidroksil pada rantai eter selulosa dan atom oksigen pada ikatan eter dapat bergabung dengan molekul air untuk membentuk ikatan hidrogen, mengubah air bebas menjadi air terikat, sehingga berperan dalam retensi air. Secara makroskopis, hal ini terwujud sebagai peningkatan kohesivitas bubur [5]. Peningkatan viskositas bubur tidak hanya akan meningkatkan konsumsi air, tetapi juga eter selulosa terlarut akan teradsorpsi pada permukaan partikel gipsum, menghambat reaksi hidrasi dan memperpanjang waktu pengerasan; selama proses pengadukan, sejumlah besar gelembung udara juga akan muncul. Rongga akan terbentuk saat mortar mengeras, yang pada akhirnya mengurangi kekuatan mortar. Dengan mempertimbangkan secara komprehensif konsumsi air unilateral campuran mortar, kinerja konstruksi, waktu pengerasan dan sifat mekanis, dan daya tahan selanjutnya, dll., kandungan eter selulosa dalam mortar self-leveling berbasis gipsum yang telah didesulfurisasi tidak boleh melebihi 1‰.
2.2 Pengaruh Berat Molekul Selulosa Eter terhadap Kinerja Mortar
Biasanya, semakin tinggi viskositas dan semakin halus kehalusan eter selulosa, semakin baik retensi air dan meningkatkan kekuatan ikatan. kinerja akan terpengaruh secara negatif. Oleh karena itu, pengaruh eter selulosa dengan berat molekul berbeda pada sifat dasar bahan mortar self-leveling berbasis gipsum diuji lebih lanjut. Permintaan air mortar meningkat sampai batas tertentu, tetapi tidak memiliki efek yang jelas pada waktu pengerasan dan fluiditas. Pada saat yang sama, kekuatan lentur dan tekan mortar dalam berbagai keadaan menunjukkan tren menurun, tetapi penurunannya jauh lebih sedikit daripada pengaruh kandungan eter selulosa pada sifat mekanis. Singkatnya, peningkatan berat molekul eter selulosa tidak memiliki efek yang jelas pada kinerja campuran mortar. Mempertimbangkan kenyamanan konstruksi, eter selulosa dengan viskositas rendah dan berat molekul kecil harus dipilih sebagai bahan self-leveling berbasis gipsum yang didesulfurisasi.
2.3 Pengaruh selulosa eter terhadap panas hidrasi gipsum desulfurisasi
Dengan peningkatan kandungan eter selulosa, puncak hidrasi eksotermik gipsum yang didesulfurisasi secara bertahap menurun, dan waktu posisi puncak sedikit tertunda, sedangkan panas hidrasi eksotermik menurun, tetapi tidak secara jelas. Hal ini menunjukkan bahwa eter selulosa dapat menunda laju hidrasi dan derajat hidrasi gipsum yang didesulfurisasi sampai batas tertentu, sehingga dosisnya tidak boleh terlalu besar, dan harus dikontrol dalam 1‰. Dapat dilihat bahwa lapisan koloid yang terbentuk setelah eter selulosa bertemu air diserap pada permukaan partikel gipsum yang didesulfurisasi, yang mengurangi laju hidrasi gipsum sebelum 2 jam. Pada saat yang sama, retensi air dan efek pengentalannya yang unik menunda penguapan air bubur dan Disipasi bermanfaat untuk hidrasi lebih lanjut dari gipsum yang didesulfurisasi pada tahap selanjutnya. Singkatnya, ketika dosis yang tepat dikontrol, eter selulosa memiliki pengaruh yang terbatas pada laju hidrasi dan derajat hidrasi gipsum yang didesulfurisasi itu sendiri. Pada saat yang sama, peningkatan kandungan eter selulosa dan berat molekul akan meningkatkan viskositas bubur secara signifikan dan menunjukkan kinerja retensi air yang sangat baik. Untuk memastikan fluiditas mortar self-leveling gipsum yang telah didesulfurisasi, konsumsi air akan meningkat secara signifikan, yang disebabkan oleh waktu pengerasan mortar yang lama. Alasan utama penurunan sifat mekanis.
3. Kesimpulan
(1) Bila fluiditas digunakan sebagai indeks kontrol, dengan peningkatan kandungan eter selulosa, waktu pengikatan mortar self-leveling berbasis gipsum yang didesulfurisasi diperpanjang secara signifikan, dan sifat mekanisnya berkurang secara signifikan; dibandingkan dengan kandungannya, berat molekul eter selulosa Peningkatan tersebut hanya sedikit berpengaruh pada sifat mortar di atas. Jika dipertimbangkan secara komprehensif, eter selulosa harus dipilih dengan berat molekul kecil (nilai viskositas lebih rendah dari 20.000 Pa·s), dan dosisnya harus dikontrol dalam 1‰ dari bahan semen.
(2) Hasil pengujian panas hidrasi gipsum desulfurisasi menunjukkan bahwa dalam lingkup pengujian ini, eter selulosa memiliki pengaruh yang terbatas pada laju hidrasi dan proses hidrasi gipsum desulfurisasi. Peningkatan konsumsi air dan penurunan densitas curah merupakan alasan utama penurunan sifat mekanis mortar berbasis gipsum desulfurisasi.
Waktu posting: 08-Mei-2023