Gips odsiarczający to gaz spalinowy wytwarzany przez spalanie paliw zawierających siarkę (węgiel, ropa naftowa), przemysłowych odpadów stałych wytwarzanych podczas procesu oczyszczania odsiarczającego oraz gipsu półwodnego (wzór chemiczny CaSO4· 0,5H2O), którego wydajność jest porównywalna z wydajnością naturalnego gipsu budowlanego. Dlatego też coraz więcej jest badań i zastosowań gipsu odsiarczonego zamiast gipsu naturalnego do produkcji materiałów samopoziomujących. Organiczne domieszki polimerowe, takie jak środek redukujący wodę, środek zatrzymujący wodę i opóźniacz, są niezbędnymi składnikami funkcjonalnymi w składzie materiałów zapraw samopoziomujących. Interakcja i mechanizm obu z materiałami cementowymi to kwestie godne uwagi. Ze względu na charakterystykę procesu formowania, drobnoziarnistość odsiarczonego gipsu jest mała (wielkość cząstek jest głównie rozłożona pomiędzy 40 i 60 μm), a gradacja proszku jest nieuzasadniona, więc właściwości reologiczne odsiarczonego gipsu są słabe, a zaprawa zaprawowa przygotowana przez niego jest często łatwiejsza. Występują segregacja, rozwarstwienie i krwawienie. Eter celulozowy jest najczęściej stosowaną domieszką w zaprawie, a jego łączone stosowanie ze środkiem redukującym wodę jest ważną gwarancją uzyskania kompleksowej wydajności materiałów samopoziomujących na bazie odsiarczonego gipsu, takich jak wydajność konstrukcyjna, a później wydajność mechaniczna i trwałość.
W tym artykule wartość płynności jest używana jako wskaźnik kontrolny (stopień rozprzestrzeniania się 145 mm ± 5 mm), skupiając się na wpływie zawartości eteru celulozy i masy cząsteczkowej (wartość lepkości) na zużycie wody przez materiały samopoziomujące na bazie odsiarczonego gipsu, utratę płynności w czasie i koagulację. Prawo wpływu podstawowych właściwości, takich jak czas i wczesne właściwości mechaniczne; w tym samym czasie, testowanie prawa wpływu eteru celulozy na wydzielanie ciepła i szybkość wydzielania ciepła podczas hydratacji odsiarczonego gipsu, analiza jego wpływu na proces hydratacji odsiarczonego gipsu i wstępne omówienie tego typu domieszki Zgodność z systemem żelowania odsiarczonego gipsu.
1. Surowce i metody badań
1.1 Surowce
Proszek gipsowy: odsiarczony proszek gipsowy produkowany przez firmę w Tangshan, głównym składem mineralnym jest gips półwodny, jego skład chemiczny przedstawiono w tabeli 1, a jego właściwości fizyczne w tabeli 2.
zdjęcie
zdjęcie
Domieszki obejmują: eter celulozy (hydroksypropylometylocelulozę, w skrócie HPMC); superplastyfikator WR; środek przeciwpieniący B-1; proszek lateksowy redyspergowalny EVA S-05. Wszystkie te substancje są dostępne w handlu.
Kruszywo: naturalny piasek rzeczny, drobny piasek własnej produkcji przesiany przez sito o oczkach 0,6 mm.
1.2 Metoda badania
Stały gips odsiarczający: piasek: woda = 1:0,5:0,45, odpowiednia ilość innych domieszek, płynność jako wskaźnik kontrolny (ekspansja 145 mm ± 5 mm), poprzez dostosowanie zużycia wody, odpowiednio zmieszany z materiałami cementowymi (gips odsiarczający + cement) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ eter celulozy (HPMC-20 000); dalej ustal dawkę eteru celulozowego na 1‰, wybierz etery hydroksypropylometylocelulozy HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 i HPMC-100 000 o różnych masach cząsteczkowych (odpowiednie liczby to odpowiednio H2, H4, H7,5 i H10), aby zbadać dawkę i masę cząsteczkową (wartość lepkości) eteru celulozowego. Omówiono wpływ zmian na właściwości zaprawy samopoziomującej na bazie gipsu oraz wpływ obu na płynność, czas wiązania i wczesne właściwości mechaniczne odsiarczonej mieszanki zaprawy samopoziomującej gipsowej. Konkretna metoda badania jest przeprowadzana zgodnie z wymaganiami GB/T 17669.3-1999 „Oznaczanie właściwości mechanicznych gipsu budowlanego”.
Badanie ciepła hydratacji wykonuje się z użyciem próbki kontrolnej odsiarczonego gipsu oraz próbek o zawartości eteru celulozowego wynoszącej odpowiednio 0,5‰ i 3‰. Do badania używa się aparatu do pomiaru ciepła hydratacji typu TA-AIR.
2. Wyniki i analiza
2.1 Wpływ zawartości eteru celulozowego na podstawowe właściwości zaprawy
Wraz ze wzrostem zawartości, urabialność i spójność zaprawy ulegają znacznej poprawie, utrata płynności w czasie jest znacznie zmniejszona, a wydajność konstrukcji jest bardziej doskonała, a utwardzona zaprawa nie wykazuje zjawiska rozwarstwiania, a gładkość powierzchni, gładkość i estetyka zostały znacznie poprawione. Jednocześnie zużycie wody przez zaprawę w celu uzyskania tej samej płynności znacznie wzrosło. Przy 5‰ zużycie wody wzrosło o 102%, a ostateczny czas wiązania został wydłużony o 100 min, co stanowiło 2,5-krotność czasu próbki ślepej. Wczesne właściwości mechaniczne zaprawy znacznie spadły wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy. Gdy zawartość eteru celulozy wynosiła 5‰, 24-godzinna wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na ściskanie spadły odpowiednio do 18,75% i 11,29% próbki ślepej. Wytrzymałość na ściskanie wynosi odpowiednio 39,47% i 23,45% próbki ślepej. Warto zauważyć, że wraz ze wzrostem ilości środka zatrzymującego wodę, gęstość objętościowa zaprawy również znacząco spadła, z 2069 kg/m3 przy 0 do 1747 kg/m3 przy 5‰, co stanowi spadek o 15,56%. Gęstość zaprawy maleje, a porowatość wzrasta, co jest jednym z powodów oczywistego spadku właściwości mechanicznych zaprawy.
Eter celulozowy jest polimerem niejonowym. Grupy hydroksylowe na łańcuchu eteru celulozowego i atomy tlenu na wiązaniu eterowym mogą łączyć się z cząsteczkami wody, tworząc wiązania wodorowe, zamieniając wolną wodę w wodę związaną, odgrywając w ten sposób rolę w retencji wody. Makroskopowo objawia się to wzrostem spoistości zawiesiny [5]. Wzrost lepkości zawiesiny nie tylko zwiększy zużycie wody, ale także rozpuszczony eter celulozowy zostanie zaadsorbowany na powierzchni cząstek gipsu, utrudniając reakcję hydratacji i wydłużając czas wiązania; podczas procesu mieszania zostanie również wprowadzona duża liczba pęcherzyków powietrza. W miarę twardnienia zaprawy utworzą się puste przestrzenie, ostatecznie zmniejszając jej wytrzymałość. Biorąc pod uwagę całościowo zużycie wody przez mieszankę zaprawy, parametry konstrukcyjne, czas wiązania i właściwości mechaniczne, a także późniejszą trwałość itp., zawartość eteru celulozowego w zaprawie samopoziomującej na bazie gipsu odsiarczonego nie powinna przekraczać 1‰.
2.2 Wpływ masy cząsteczkowej eteru celulozy na właściwości użytkowe zaprawy
Zwykle im wyższa lepkość i drobniejsze rozdrobnienie eteru celulozowego, tym lepsze zatrzymywanie wody i większa wytrzymałość wiązania. wydajność będzie negatywnie dotknięta. Dlatego też wpływ eterów celulozowych o różnych masach cząsteczkowych na podstawowe właściwości zapraw samopoziomujących na bazie gipsu został dodatkowo przetestowany. Zapotrzebowanie na wodę zaprawy wzrosło do pewnego stopnia, ale nie miało to oczywistego wpływu na czas wiązania i płynność. Jednocześnie wytrzymałość na zginanie i ściskanie zaprawy w różnych stanach wykazywała tendencję spadkową, ale spadek był znacznie mniejszy niż wpływ zawartości eteru celulozowego na właściwości mechaniczne. Podsumowując, wzrost masy cząsteczkowej eteru celulozowego nie ma oczywistego wpływu na wydajność mieszanek zapraw. Biorąc pod uwagę wygodę konstrukcji, jako odsiarczone materiały samopoziomujące na bazie gipsu należy wybierać eter celulozowy o niskiej lepkości i małej masie cząsteczkowej.
2.3 Wpływ eteru celulozy na ciepło hydratacji odsiarczonego gipsu
Wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozowego, egzotermiczny szczyt hydratacji odsiarczonego gipsu stopniowo się zmniejszał, a czas pozycji szczytowej był nieznacznie opóźniony, podczas gdy egzotermiczne ciepło hydratacji zmniejszało się, ale nie w sposób oczywisty. Pokazuje to, że eter celulozowy może opóźnić szybkość hydratacji i stopień hydratacji odsiarczonego gipsu do pewnego stopnia, więc dawka nie powinna być zbyt duża i powinna być kontrolowana w granicach 1‰. Można zauważyć, że koloidalny film utworzony po spotkaniu eteru celulozowego z wodą jest adsorbowany na powierzchni cząstek odsiarczonego gipsu, co zmniejsza szybkość hydratacji gipsu przed upływem 2 godzin. Jednocześnie jego unikalne właściwości zatrzymywania wody i zagęszczania opóźniają parowanie wody szlamowej, a rozpraszanie jest korzystne dla dalszej hydratacji odsiarczonego gipsu w późniejszym etapie. Podsumowując, gdy kontrolowana jest odpowiednia dawka, eter celulozowy ma ograniczony wpływ na szybkość hydratacji i stopień hydratacji samego odsiarczonego gipsu. Jednocześnie wzrost zawartości eteru celulozowego i masy cząsteczkowej znacznie zwiększy lepkość zawiesiny i wykaże doskonałe właściwości retencji wody. Aby zapewnić płynność samopoziomującej zaprawy odsiarczonego gipsu, zużycie wody znacznie wzrośnie, co wynika z wydłużonego czasu wiązania zaprawy. Głównym powodem spadku właściwości mechanicznych.
3. Wnioski
(1) Gdy płynność jest używana jako wskaźnik kontrolny, wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozowego, czas wiązania zaprawy samopoziomującej na bazie odsiarczonego gipsu jest znacznie wydłużony, a właściwości mechaniczne są znacznie zmniejszone; w porównaniu z zawartością, masa cząsteczkowa eteru celulozowego Wzrost ma niewielki wpływ na powyższe właściwości zaprawy. Biorąc pod uwagę kompleksowo, eter celulozowy powinien być wybrany z małą masą cząsteczkową (wartość lepkości niższa niż 20 000 Pa·s), a dawkowanie powinno być kontrolowane w granicach 1‰ materiału cementowego.
(2) Wyniki badań ciepła hydratacji odsiarczonego gipsu pokazują, że w zakresie tego badania eter celulozowy ma ograniczony wpływ na szybkość hydratacji i proces hydratacji odsiarczonego gipsu. Wzrost zużycia wody i spadek gęstości objętościowej są głównymi przyczynami spadku właściwości mechanicznych zaprawy na bazie odsiarczonego gipsu.
Czas publikacji: 08-05-2023