Дэсульфураваны гіпс з'яўляецца пабочным прадуктам працэсу дэсульфурацыі дымавых газаў на вугальных электрастанцыях або іншых установах, якія выкарыстоўваюць паліва, якое змяшчае серу. Дзякуючы высокай вогнеўстойлівасці, цеплаўстойлівасці і вільгацятрываласці, ён шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічай галіне ў якасці будаўнічага матэрыялу. Аднак адной з асноўных праблем пры выкарыстанні дэсульфураванага гіпсу з'яўляецца яго высокая цеплыня гідратацыі, якая можа прывесці да такіх праблем, як расколіны і дэфармацыя падчас працэсу зацвярдзення. Такім чынам, існуе неабходнасць знайсці эфектыўныя метады зніжэння цеплыні гідратацыі дэсульфураванага гіпсу пры захаванні яго механічных уласцівасцей.
Эфіры цэлюлозы — гэта шырока выкарыстоўваныя дабаўкі ў будаўнічай прамысловасці для паляпшэння апрацоўванасці, трываласці і даўгавечнасці матэрыялаў на аснове цэменту. Гэта нетаксічны, біяраскладальны, аднаўляльны палімер, атрыманы з цэлюлозы, найбольш распаўсюджанага арганічнага злучэння ў свеце. Эфір цэлюлозы можа ўтвараць у вадзе стабільную гелепадобную структуру, што можа палепшыць утрыманне вады, устойлівасць да прагінання і кансістэнцыю матэрыялаў на аснове цэменту. Акрамя таго, эфіры цэлюлозы таксама могуць уплываць на працэсы гідратацыі і зацвярдзення матэрыялаў на аснове гіпсу, што яшчэ больш уплывае на іх механічныя ўласцівасці.
Уплыў эфіру цэлюлозы на працэс гідратацыі і зацвярдзення гіпсу
Гіпс — гэта злучэнне дыгідрату сульфату кальцыю, якое рэагуе з вадой, утвараючы шчыльныя і цвёрдыя блокі гемігідрату сульфату кальцыю. Працэс гідратацыі і зацвярдзення гіпсу складаны і ўключае некалькі стадый, у тым ліку зародкаўтварэнне, рост, крышталізацыю і зацвярдзенне. Пачатковая рэакцыя гіпсу і вады генеруе вялікую колькасць цяпла, якое называецца цеплынёй гідратацыі. Гэта цяпло можа выклікаць тэрмічныя напружанні і ўсаджванне ў матэрыяле на аснове гіпсу, што можа прывесці да расколін і іншых дэфектаў.
Эфіры цэлюлозы могуць уплываць на працэсы гідратацыі і зацвярдзення гіпсу праз некалькі механізмаў. Па-першае, эфіры цэлюлозы могуць палепшыць апрацавальнасць і кансістэнцыю матэрыялаў на аснове гіпсу, утвараючы стабільныя і аднастайныя дысперсіі ў вадзе. Гэта зніжае патрэбу ў вадзе і павялічвае цякучасць матэрыялу, тым самым палягчаючы працэс гідратацыі і зацвярдзення. Па-другое, эфіры цэлюлозы могуць захопліваць і ўтрымліваць вільгаць унутры матэрыялу, утвараючы гелепадобную сетку, тым самым павялічваючы здольнасць матэрыялу ўтрымліваць ваду. Гэта падаўжае час гідратацыі і зніжае патэнцыял цеплавога напружання і ўсаджвання. Па-трэцяе, эфіры цэлюлозы могуць затрымліваць раннія стадыі працэсу гідратацыі, адсарбуючыся на паверхні крышталяў гіпсу і інгібіруючы іх рост і крышталізацыю. Гэта зніжае пачатковую хуткасць цяпла гідратацыі і затрымлівае час зацвярдзення. Па-чацвёртае, эфіры цэлюлозы могуць паляпшаць механічныя ўласцівасці і эксплуатацыйныя характарыстыкі матэрыялаў на аснове гіпсу, павялічваючы іх трываласць, даўгавечнасць і ўстойлівасць да дэфармацыі.
Фактары, якія ўплываюць на цеплыню гідратацыі дэсульфураванага гіпсу
На цеплыню гідратацыі дэсульфураванага гіпсу ўплываюць розныя фактары, у тым ліку хімічны склад, памер часціц, утрыманне вільгаці, тэмпература і дабаўкі, якія выкарыстоўваюцца ў матэрыяле. Хімічны склад дэсульфураванага гіпсу можа адрознівацца ў залежнасці ад тыпу паліва і працэсу дэсульфурацыі. У цэлым, у параўнанні з прыродным гіпсам, дэсульфураваны гіпс мае больш высокае ўтрыманне прымешак, такіх як гемігідрат сульфату кальцыя, карбанат кальцыя і дыяксід крэмнія. Гэта ўплывае на ступень гідратацыі і колькасць цяпла, якое выпрацоўваецца падчас рэакцыі. Памер часціц і ўдзельная плошча паверхні дэсульфураванага гіпсу таксама ўплываюць на хуткасць і інтэнсіўнасць цеплыні гідратацыі. Меншыя часціцы і большая ўдзельная плошча паверхні могуць павялічыць плошчу кантакту і палегчыць рэакцыю, што прывядзе да больш высокай цеплыні гідратацыі. Утрыманне вады і тэмпература матэрыялу таксама могуць уплываць на цеплыню гідратацыі, кантралюючы хуткасць і ступень рэакцыі. Больш высокае ўтрыманне вады і больш нізкая тэмпература могуць знізіць хуткасць і інтэнсіўнасць цеплыні гідратацыі, у той час як меншае ўтрыманне вады і больш высокая тэмпература могуць павялічыць хуткасць і інтэнсіўнасць цеплыні гідратацыі. Такія дабаўкі, як эфіры цэлюлозы, могуць уплываць на цеплыню гідратацыі, узаемадзейнічаючы з крышталямі гіпсу і змяняючы іх уласцівасці і паводзіны.
Патэнцыйныя перавагі выкарыстання цэлюлозных эфіраў для зніжэння цеплыні гідратацыі дэсульфураванага гіпсу
Выкарыстанне намі цэлюлозных эфіраў у якасці дабавак для зніжэння цеплыні гідратацыі дэсульфураванага гіпсу прапануе шэраг патэнцыйных пераваг, у тым ліку:
1. Паляпшае апрацоўвальнасць і кансістэнцыю матэрыялаў, што спрыяе змешванню, размяшчэнню і размяшчэнню матэрыялаў.
2. Зніжэнне спажывання вады і павелічэнне цякучасці матэрыялаў, што можа палепшыць механічныя ўласцівасці і зручнасць выкарыстання матэрыялаў.
3. Павялічвае здольнасць матэрыялу ўтрымліваць ваду і падаўжае час яго гідратацыі, тым самым зніжаючы патэнцыйнае цеплавое напружанне і ўсаджванне.
4. Затрымаць пачатковую стадыю гідратацыі, затрымаць час зацвярдзення матэрыялаў, знізіць пікавае значэнне цяпла гідратацыі і павысіць бяспеку і якасць матэрыялаў.
5. Паляпшэнне механічных уласцівасцей і эксплуатацыйных характарыстык матэрыялаў, што можа палепшыць даўгавечнасць, трываласць і ўстойлівасць да дэфармацыі матэрыялаў.
6. Эфір цэлюлозы нетоксичны, біяраскладальны і аднаўляльны, што можа знізіць уздзеянне на навакольнае асяроддзе і спрыяць устойліваму развіццю будаўнічай галіны.
у заключэнне
Эфіры цэлюлозы з'яўляюцца перспектыўнымі дадаткамі, якія могуць уплываць на працэсы гідратацыі і зацвярдзення высушанага гіпсу, паляпшаючы апрацоўвальнасць, кансістэнцыю, водаўтрыманне і механічныя ўласцівасці матэрыялу. Узаемадзеянне паміж эфірамі цэлюлозы і крышталямі гіпсу можа знізіць пікавую цеплыню гідратацыі і затрымаць час зацвярдзення, што можа палепшыць бяспеку і якасць матэрыялу. Аднак эфектыўнасць эфіраў цэлюлозы можа залежаць ад такіх фактараў, як хімічны склад, памер часціц, утрыманне вільгаці, тэмпература і дабаўкі, якія выкарыстоўваюцца ў матэрыяле. Будучыя даследаванні павінны быць сканцэнтраваны на аптымізацыі дазоўкі і рэцэптуры эфіраў цэлюлозы для дасягнення жаданага зніжэння цеплыні гідратацыі дэсульфураванага гіпсу без уплыву на яго механічныя ўласцівасці. Акрамя таго, неабходна дадаткова вывучыць і ацаніць патэнцыйныя эканамічныя, экалагічныя і сацыяльныя перавагі выкарыстання эфіраў цэлюлозы.
Час публікацыі: 11 кастрычніка 2023 г.