Ontzwavelde gips is een bijproduct van het rookgasontzwavelingsproces in kolencentrales of andere centrales die zwavelhoudende brandstoffen gebruiken. Vanwege de hoge brandwerendheid, hittebestendigheid en vochtbestendigheid wordt het veelvuldig gebruikt als bouwmateriaal in de bouw. Een van de grootste uitdagingen bij het gebruik van ontzwavelde gips is echter de hoge hydratatiewarmte, die kan leiden tot problemen zoals scheurvorming en vervorming tijdens het uithardingsproces. Daarom is er behoefte aan effectieve methoden om de hydratatiewarmte van ontzwavelde gips te verminderen en tegelijkertijd de mechanische eigenschappen en eigenschappen te behouden.
Cellulose-ethers zijn veelgebruikte additieven in de bouwsector om de verwerkbaarheid, sterkte en duurzaamheid van cementgebonden materialen te verbeteren. Het is een niet-giftig, biologisch afbreekbaar en hernieuwbaar polymeer, afgeleid van cellulose, de meest voorkomende organische verbinding ter wereld. Cellulose-ether kan een stabiele, gelachtige structuur in water vormen, wat de waterretentie, de weerstand tegen doorzakken en de consistentie van cementgebonden materialen kan verbeteren. Daarnaast kunnen cellulose-ethers ook de hydratatie- en uithardingsprocessen van gipsgebonden materialen beïnvloeden, wat hun mechanische eigenschappen en eigenschappen verder beïnvloedt.
Effect van cellulose-ether op het hydratatie- en stollingsproces van gips
Gips is een calciumsulfaatdihydraatverbinding die met water reageert tot dichte en harde calciumsulfaathemihydraatblokken. Het hydratatie- en stollingsproces van gips is complex en omvat verschillende fasen, waaronder nucleatie, groei, kristallisatie en stolling. De eerste reactie van gips en water genereert een grote hoeveelheid warmte, de zogenaamde hydratatiewarmte. Deze warmte kan thermische spanningen en krimp in het gipsmateriaal veroorzaken, wat kan leiden tot scheuren en andere defecten.
Cellulose-ethers kunnen de hydratatie- en uithardingsprocessen van gips via verschillende mechanismen beïnvloeden. Ten eerste kunnen cellulose-ethers de verwerkbaarheid en consistentie van gipsmaterialen verbeteren door stabiele en uniforme dispersies in water te vormen. Dit vermindert de waterbehoefte en verhoogt de vloeibaarheid van het materiaal, waardoor het hydratatie- en uithardingsproces wordt vergemakkelijkt. Ten tweede kunnen cellulose-ethers vocht in het materiaal vangen en vasthouden door een gelachtig netwerk te vormen, waardoor het waterretentievermogen van het materiaal wordt verbeterd. Dit verlengt de hydratatietijd en vermindert de kans op thermische spanning en krimp. Ten derde kunnen cellulose-ethers de vroege stadia van het hydratatieproces vertragen door te adsorberen aan het oppervlak van gipskristallen en hun groei en kristallisatie te remmen. Dit vermindert de initiële hydratatiewarmte en vertraagt de uithardingstijd. Ten vierde kunnen cellulose-ethers de mechanische eigenschappen en prestaties van gipsmaterialen verbeteren door hun sterkte, duurzaamheid en vervormingsweerstand te vergroten.
Factoren die de hydratatiewarmte van ontzwaveld gips beïnvloeden
De hydratatiewarmte van ontzwaveld gips wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder de chemische samenstelling, deeltjesgrootte, het vochtgehalte, de temperatuur en de gebruikte additieven. De chemische samenstelling van ontzwaveld gips kan variëren afhankelijk van het type brandstof en het gebruikte ontzwavelingsproces. Over het algemeen heeft ontzwaveld gips, vergeleken met natuurlijk gips, een hoger gehalte aan onzuiverheden zoals calciumsulfaathemihydraat, calciumcarbonaat en silica. Dit beïnvloedt de hydratatiegraad en de hoeveelheid warmte die tijdens de reactie wordt gegenereerd. De deeltjesgrootte en het specifieke oppervlak van ontzwaveld gips beïnvloeden ook de snelheid en intensiteit van de hydratatiewarmte. Kleinere deeltjes en een groter specifiek oppervlak kunnen het contactoppervlak vergroten en de reactie vergemakkelijken, wat resulteert in een hogere hydratatiewarmte. Het watergehalte en de temperatuur van het materiaal kunnen ook de hydratatiewarmte beïnvloeden door de snelheid en mate van de reactie te regelen. Een hoger watergehalte en een lagere temperatuur kunnen de snelheid en intensiteit van de hydratatiewarmte verminderen, terwijl een lager watergehalte en een hogere temperatuur de snelheid en intensiteit van de hydratatiewarmte kunnen verhogen. Additieven zoals cellulose-ethers kunnen de hydratatiewarmte beïnvloeden door interactie met gipskristallen en hun eigenschappen en gedrag te veranderen.
Mogelijke voordelen van het gebruik van cellulose-ethers om de hydratatiewarmte van ontzwaveld gips te verminderen
Onze toepassing van cellulose-ethers als additieven om de hydratatiewarmte van ontzwaveld gips te verminderen, biedt een scala aan potentiële voordelen, waaronder:
1. Verbeter de verwerkbaarheid en consistentie van materialen, wat gunstig is voor het mengen, plaatsen en rangschikken van materialen.
2. Verminder de vraag naar water en vergroot de vloeibaarheid van materialen, wat de mechanische eigenschappen en bruikbaarheid van materialen kan verbeteren.
3. Verbeter het watervasthoudend vermogen van het materiaal en verleng de hydratatietijd van het materiaal, waardoor potentiële thermische spanning en krimp worden verminderd.
4. Vertraag de beginfase van hydratatie, vertraag de stollingstijd van materialen, verlaag de piekwaarde van hydratatiewarmte en verbeter de veiligheid en kwaliteit van materialen.
5. Verbeter de mechanische eigenschappen en prestaties van materialen, wat de duurzaamheid, sterkte en vervormingsweerstand van materialen kan verbeteren.
6. Cellulose-ether is niet-giftig, biologisch afbreekbaar en hernieuwbaar, wat de impact op het milieu kan verminderen en de duurzame ontwikkeling van de bouwsector kan bevorderen.
tot slot
Cellulose-ethers zijn veelbelovende additieven die de hydratatie- en uithardingsprocessen van gedroogd gips kunnen beïnvloeden door de verwerkbaarheid, consistentie, waterretentie en mechanische eigenschappen van het materiaal te verbeteren. De interactie tussen cellulose-ethers en gipskristallen kan de piekhydratatiewarmte verminderen en de uithardingstijd vertragen, wat de veiligheid en kwaliteit van het materiaal kan verbeteren. De effectiviteit van cellulose-ethers kan echter afhangen van factoren zoals de chemische samenstelling, deeltjesgrootte, vochtgehalte, temperatuur en de gebruikte additieven. Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op het optimaliseren van de dosering en formulering van cellulose-ethers om de gewenste vermindering van de hydratatiewarmte van ontzwavelde gips te bereiken zonder de mechanische eigenschappen en eigenschappen ervan te beïnvloeden. Daarnaast zouden de potentiële economische, ecologische en maatschappelijke voordelen van het gebruik van cellulose-ethers verder onderzocht en geëvalueerd moeten worden.
Geplaatst op: 11-10-2023