Дэсульфурызацыйны гіпс — гэта дымавы газ, які ўтвараецца пры спальванні серазмяшчальнага паліва (вугалю, нафты), прамысловых цвёрдых адходаў, якія ўтвараюцца ў працэсе дэсульфурызацыйнай ачысткі, і паўгідратнага гіпсу (хімічная формула CaSO4·0.5H2O), характарыстыкі якога параўнальныя з характарыстыкамі натуральнага будаўнічага гіпсу. Таму ўсё часцей праводзяцца даследаванні і прымянення выкарыстання дэсульфурызаванага гіпсу замест натуральнага гіпсу для вытворчасці самавыраўноўвальных матэрыялаў. Арганічныя палімерныя дабаўкі, такія як вадарэдуктары, вадаўтрымліваючыя агенты і запавольнікі, з'яўляюцца важнымі функцыянальнымі кампанентамі ў складзе самавыраўноўвальных растворных матэрыялаў. Узаемадзеянне і механізм гэтых двух рэчываў з цэментавымі матэрыяламі — пытанні, вартыя ўвагі. З-за асаблівасцей працэсу ўтварэння дробнасць дэсульфурызаванага гіпсу невялікая (памер часціц у асноўным размеркаваны паміж 40 і 60 мкм), а градацыя парашка непрымальная, таму рэалагічныя ўласцівасці дэсульфурызаванага гіпсу дрэнныя, і растворная суспензія, прыгатаваная з яго дапамогай, часта лягчэй падвяргаецца расслаенню, стратыфікацыі і выцяканню. Эфір цэлюлозы з'яўляецца найбольш распаўсюджанай дабаўкай у растворах, і яго сумеснае выкарыстанне з водазніжальнікам з'яўляецца важнай гарантыяй дасягнення комплексных характарыстык самавыраўноўвальных матэрыялаў на аснове дэсульфураванага гіпсу, такіх як будаўнічыя, а пазней механічныя і даўгавечныя характарыстыкі.
У гэтай працы ў якасці кантрольнага паказчыка выкарыстоўваецца значэнне цякучасці (ступень расцяжэння 145 мм ± 5 мм), прычым асноўная ўвага надаецца ўплыву ўтрымання цэлюлознага эфіру і малекулярнай масы (значэнне глейкасці) на спажыванне вады самавыраўноўвальнымі матэрыяламі на аснове дэсульфурызаванага гіпсу, страце цякучасці з цягам часу і каагуляцыі. Закон уплыву асноўных уласцівасцей, такіх як час і раннія механічныя ўласцівасці; адначасова правяраецца закон уплыву цэлюлознага эфіру на цеплавыдзяленне і хуткасць цеплавыдзялення пры гідратацыі дэсульфурызаванага гіпсу, аналізуецца яго ўплыў на працэс гідратацыі дэсульфурызаванага гіпсу і спачатку абмяркоўваецца сумяшчальнасць гэтага тыпу дабаўкі з гелеўтваральнай сістэмай дэсульфурызаванага гіпсу.
1. Сыравіна і метады выпрабаванняў
1.1 Сыравіна
Гіпсавы парашок: дэсульфураваны гіпсавы парашок, выраблены кампаніяй у Таншані, асноўным мінеральным складам з'яўляецца паўгідрат гіпсу, яго хімічны склад паказаны ў табліцы 1, а фізічныя ўласцівасці — у табліцы 2.
малюнак
малюнак
Дадаткі ўключаюць: эфір цэлюлозы (гідраксіпрапілметылцэлюлозу, скарочана ГПМЦ); суперпластыфікатар WR; пенагаснік B-1; парашок рэдэспергуючага латексу EVA S-05, усе з якіх камерцыйна даступныя.
Запаўняльнік: натуральны рачны пясок, дробны пясок уласнай вытворчасці, прасеяны праз сіта 0,6 мм.
1.2 Метад выпрабаванняў
Фіксаваны дэсульфурызаваны гіпс: пясок: вада = 1:0,5:0,45, адпаведная колькасць іншых дабавак, цякучасць у якасці кантрольнага паказчыка (пашырэнне 145 мм ± 5 мм), шляхам рэгулявання спажывання вады, адпаведна змешваецца з цэментавымі матэрыяламі (дэсульфурызаваны гіпс + цэмент) 0, 0,5 ‰, 1,0 ‰, 2,0 ‰, 3,0 ‰ эфір цэлюлозы (HPMC-20 000); Далей зафіксаваць дазоўку цэлюлознага эфіру на 1‰, выбраць гідраксіпрапілметылцэлюлозныя эфіры HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 і HPMC-100 000 з рознымі малекулярнымі масамі (адпаведныя нумары - H2, H4, H7,5 і H10 адпаведна), каб вывучыць дазоўку і малекулярную масу (значэнне глейкасці) цэлюлознага эфіру. Абмяркоўваецца ўплыў змяненняў на ўласцівасці самавыраўноўваючага раствора на аснове гіпсу, а таксама ўплыў гэтых двух фактараў на цякучасць, час зацвярдзення і раннія механічныя ўласцівасці дэсульфураванай гіпсавай самавыраўноўваючай растворнай сумесі. Канкрэтны метад выпрабаванняў праводзіцца ў адпаведнасці з патрабаваннямі GB/T 17669.3-1999 «Вызначэнне механічных уласцівасцей будаўнічага гіпсу».
Выпрабаванне на цеплыню гідратацыі праводзіцца з выкарыстаннем халастога ўзору дэсульфураванага гіпсу і ўзораў з утрыманнем эфіру цэлюлозы 0,5‰ і 3‰ адпаведна, і выкарыстоўваецца прыбор для вымярэння цеплыні гідратацыі тыпу TA-AIR.
2. Вынікі і аналіз
2.1 Уплыў утрымання эфіру цэлюлозы на асноўныя ўласцівасці раствора
З павелічэннем утрымання значна паляпшаюцца апрацоўваемасць і згуртаванасць раствора, значна зніжаецца страта цякучасці з цягам часу, а будаўнічыя характарыстыкі становяцца лепшымі, прычым зацвярдзелы раствор не мае з'явы расслаення, а гладкасць паверхні, гладкасць і эстэтыка значна паляпшаюцца. У той жа час спажыванне вады растворам для дасягнення той жа цякучасці значна павялічваецца. Пры 5‰ спажыванне вады павялічылася на 102%, а канчатковы час зацвярдзення падаўжаецца на 100 хвілін, што ў 2,5 разы больш, чым у халастога ўзору. Раннія механічныя ўласцівасці раствора значна зніжаюцца са павелічэннем утрымання эфіру цэлюлозы. Пры ўтрыманні эфіру цэлюлозы 5‰ трываласць на выгіб і сціск праз 24 гадзіны зніжаюцца да 18,75% і 11,29% ад халастога ўзору адпаведна. Трываласць на сціск складае 39,47% і 23,45% ад халастога ўзору адпаведна. Варта адзначыць, што з павелічэннем колькасці водаўтрымліваючага агента аб'ёмная шчыльнасць раствора таксама значна знізілася — з 2069 кг/м3 пры 0 да 1747 кг/м3 пры 5‰, што складае зніжэнне на 15,56%. Шчыльнасць раствора памяншаецца, а сітаватасць павялічваецца, што з'яўляецца адной з прычын відавочнага зніжэння механічных уласцівасцей раствора.
Эфір цэлюлозы — гэта неіённы палімер. Гідраксільныя групы ў ланцугу эфіру цэлюлозы і атамы кіслароду ў эфірнай сувязі могуць злучацца з малекуламі вады, утвараючы вадародныя сувязі, ператвараючы свабодную ваду ў звязаную, тым самым адыгрываючы ролю ў затрымцы вады. Макраскапічна гэта праяўляецца ў павелічэнні кагезійнасці суспензіі [5]. Павелічэнне глейкасці суспензіі не толькі павялічвае спажыванне вады, але і раствораны эфір цэлюлозы будзе адсарбаваны на паверхні часціц гіпсу, перашкаджаючы рэакцыі гідратацыі і падаўжаючы час зацвярдзення; падчас працэсу перамешвання таксама будзе ўводзіцца вялікая колькасць бурбалак паветра. Па меры зацвярдзення раствора будуць утварацца пустэчы, што ў канчатковым выніку зніжае трываласць раствора. Улічваючы аднабаковае спажыванне вады растворнай сумессю, будаўнічыя характарыстыкі, час зацвярдзення і механічныя ўласцівасці, а таксама наступную даўгавечнасць і г.д., утрыманне эфіру цэлюлозы ў самавыраўноўвальным растворы на аснове дэсульфураванага гіпсу не павінна перавышаць 1‰.
2.2 Уплыў малекулярнай масы цэлюлознага эфіру на характарыстыкі раствора
Звычайна, чым вышэйшая глейкасць і чым драбнейшая дробнасць цэлюлознага эфіру, тым лепш утрымліваецца вада і павялічваецца трываласць счаплення. Гэта адмоўна ўплывае на характарыстыкі. Такім чынам, быў дадаткова правераны ўплыў цэлюлозных эфіраў рознай малекулярнай масы на асноўныя ўласцівасці самавыраўноўвальных растворных матэрыялаў на аснове гіпсу. Спажыванне вады растворам павялічылася да пэўнай ступені, але не аказала відавочнага ўплыву на час зацвярдзення і цякучасць. У той жа час трываласць раствора на выгіб і сціск у розных станах паказала тэндэнцыю да зніжэння, але зніжэнне было значна меншым, чым уплыў утрымання цэлюлознага эфіру на механічныя ўласцівасці. Такім чынам, павелічэнне малекулярнай масы цэлюлознага эфіру не аказвае відавочнага ўплыву на характарыстыкі растворных сумесяў. Улічваючы зручнасць будаўніцтва, у якасці дэсульфураваных самавыраўноўвальных матэрыялаў на аснове гіпсу варта выбіраць цэлюлозныя эфіры з нізкай глейкасцю і малой малекулярнай масай.
2.3 Уплыў эфіру цэлюлозы на цеплыню гідратацыі дэсульфураванага гіпсу
З павелічэннем утрымання цэлюлознага эфіру экзатэрмічны пік гідратацыі дэсульфураванага гіпсу паступова змяншаўся, і час дасягнення піка некалькі затрымліваўся, у той час як экзатэрмічная цеплыня гідратацыі змяншалася, але не відавочна. Гэта паказвае, што цэлюлознай эфір можа да пэўнай ступені запавольваць хуткасць гідратацыі і ступень гідратацыі дэсульфураванага гіпсу, таму доза не павінна быць занадта вялікай і павінна кантралявацца ў межах 1‰. Можна заўважыць, што калоідная плёнка, якая ўтвараецца пасля сустрэчы цэлюлознага эфіру з вадой, адсарбуецца на паверхні часціц дэсульфураванага гіпсу, што зніжае хуткасць гідратацыі гіпсу раней, чым праз 2 гадзіны. У той жа час, яго ўнікальны эфект утрымання і загушчэння вады запавольвае выпарэнне вады з суспензіі, а яе рассейванне спрыяе далейшай гідратацыі дэсульфураванага гіпсу на пазнейшай стадыі. Такім чынам, пры кантролі адпаведнай дазоўкі цэлюлознай эфіры маюць абмежаваны ўплыў на хуткасць гідратацыі і ступень гідратацыі самога дэсульфураванага гіпсу. У той жа час павелічэнне ўтрымання і малекулярнай масы цэлюлознай эфіры значна павялічвае глейкасць суспензіі і паказвае выдатныя характарыстыкі ўтрымання вады. Каб забяспечыць цякучасць саманівеліруючага раствора з дэсульфураванага гіпсу, спажыванне вады значна павялічыцца, што звязана з працяглым часам зацвярдзення раствора. Асноўная прычына — зніжэнне механічных уласцівасцей.
3. Заключэнне
(1) Калі ў якасці кантрольнага паказчыка выкарыстоўваецца цякучасць, то з павелічэннем утрымання эфіру цэлюлозы час зацвярдзення самавыраўноўвальнага раствора на аснове дэсульфураванага гіпсу значна павялічваецца, а механічныя ўласцівасці значна зніжаюцца; у параўнанні з утрыманнем, малекулярная маса эфіру цэлюлозы Павелічэнне мала ўплывае на вышэйзгаданыя ўласцівасці раствора. У цэлым, эфір цэлюлозы варта выбіраць з малой малекулярнай масай (глейкасць ніжэй за 20 000 Па·с), а дазоўку трэба кантраляваць у межах 1‰ ад цэментнага матэрыялу.
(2) Вынікі выпрабаванняў цеплыні гідратацыі дэсульфураванага гіпсу паказваюць, што ў межах гэтага выпрабавання эфір цэлюлозы аказвае абмежаваны ўплыў на хуткасць гідратацыі і працэс гідратацыі дэсульфураванага гіпсу. Павелічэнне спажывання вады і зніжэнне аб'ёмнай шчыльнасці з'яўляюцца асноўнымі прычынамі зніжэння механічных уласцівасцей раствора на аснове дэсульфураванага гіпсу.
Час публікацыі: 08 мая 2023 г.