Afsvovlingsgips er den røggas, der produceres ved forbrænding af svovlholdige brændstoffer (kul, olie), industrielt fast affald produceret under afsvovlingsrensningsprocessen og hemihydratgips (kemisk formel CaSO4·0,5H2O). Ydeevnen er sammenlignelig med naturlig byggegips. Derfor er der flere og flere undersøgelser og anvendelser af at bruge afsvovlet gips i stedet for naturlig gips til at producere selvnivellerende materialer. Organiske polymerblandinger såsom vandreducerende middel, vandtilbageholdende middel og retarder er essentielle funktionelle komponenter i sammensætningen af selvnivellerende mørtelmaterialer. Samspillet og mekanismen mellem de to og cementbaserede materialer er problemstillinger, der er værd at være opmærksom på. På grund af dannelsesprocessens egenskaber er finheden af afsvovlet gips lille (partikelstørrelsen er hovedsageligt fordelt mellem 40 og 60 μm), og pulvergraderingen er urimelig, så de reologiske egenskaber af afsvovlet gips er dårlige, og den mørtelopslæmning, der fremstilles af den, er ofte lettere at adskille, lagdele og blødning. Celluloseether er det mest anvendte tilsætningsstof i mørtel, og dets kombinerede brug med et vandreducerende middel er en vigtig garanti for at opnå den omfattende ydeevne af afsvovlede gipsbaserede selvnivellerende materialer, såsom konstruktionsegenskaber og senere mekanisk og holdbarhedsmæssig ydeevne.
I denne artikel anvendes fluiditetsværdien som kontrolindeks (spredningsgrad 145 mm ± 5 mm), med fokus på virkningen af indholdet af celluloseether og molekylvægt (viskositetsværdi) på vandforbruget af afsvovlede gipsbaserede selvnivellerende materialer, tabet af fluiditet over tid og koagulationen. Loven om påvirkning af grundlæggende egenskaber såsom tid og tidlige mekaniske egenskaber testes; samtidig testes loven om påvirkning af celluloseether på varmeafgivelsen og varmeafgivelseshastigheden af afsvovlet gipshydrering, analyseres dens indflydelse på hydreringsprocessen af afsvovlet gips, og indledningsvis diskuteres denne type blandingskompatibilitet med afsvovlet gipsgeleringssystem.
1. Råmaterialer og testmetoder
1.1 Råvarer
Gipspulver: afsvovlet gipspulver produceret af en virksomhed i Tangshan. Den primære mineralsammensætning er hemihydratgips. Den kemiske sammensætning er vist i tabel 1, og dens fysiske egenskaber er vist i tabel 2.
billede
billede
Blandingsstofferne omfatter: celluloseether (hydroxypropylmethylcellulose, forkortet HPMC); superplastificeringsmiddel WR; skumdæmper B-1; EVA-redispergerbart latexpulver S-05, som alle er kommercielt tilgængelige.
Tilslag: naturligt flodsand, hjemmelavet fint sand sigtet gennem en 0,6 mm si.
1.2 Testmetode
Fast afsvovlingsgips: sand:vand = 1:0,5:0,45, passende mængde andre tilsætningsstoffer, fluiditet som kontrolindeks (ekspansion 145 mm ± 5 mm), ved at justere vandforbruget, henholdsvis blandet med cementholdige materialer (afsvovlingsgips + cement) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ celluloseether (HPMC-20.000); Fastsæt yderligere doseringen af celluloseether til 1‰, vælg HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 og HPMC-100.000 hydroxypropylmethylcelluloseethere med forskellige molekylvægte (tilsvarende tal er henholdsvis H2, H4, H7,5 og H10) for at undersøge doseringen og molekylvægten (viskositetsværdien) af celluloseether. Virkningen af ændringerne på egenskaberne af gipsbaseret selvnivellerende mørtel og indflydelsen af de to på fluiditeten, hærdningstiden og de tidlige mekaniske egenskaber af den afsvovlede gips-selvnivellerende mørtelblanding diskuteres. Den specifikke testmetode udføres i overensstemmelse med kravene i GB/T 17669.3-1999 “Bestemmelse af mekaniske egenskaber ved bygningsgips”.
Hydreringsvarmetesten udføres ved hjælp af en blindprøve af afsvovlet gips og prøver med et celluloseetherindhold på henholdsvis 0,5‰ og 3‰, og det anvendte instrument er en TA-AIR-type varmehydreringsvarmetester.
2. Resultater og analyse
2.1 Effekt af celluloseetherindhold på mørtelens grundlæggende egenskaber
Med stigende indhold forbedres mørtelens bearbejdelighed og kohæsion betydeligt, tabet af fluiditet over tid reduceres betydeligt, og konstruktionsegenskaberne er mere fremragende, og den hærdede mørtel har intet delamineringsfænomen, og overfladeglatheden, udjævningen og æstetikken er blevet betydeligt forbedret. Samtidig steg mørtelens vandforbrug for at opnå den samme fluiditet betydeligt. Ved 5‰ steg vandforbruget med 102%, og den endelige hærdningstid blev forlænget med 100 minutter, hvilket var 2,5 gange så meget som blindprøven. Mørtelens tidlige mekaniske egenskaber faldt betydeligt med stigningen i indholdet af celluloseether. Da indholdet af celluloseether var 5‰, faldt 24-timers bøjningsstyrken og trykstyrken til henholdsvis 18,75% og 11,29% af blindprøven. Trykstyrken er henholdsvis 39,47% og 23,45% af blindprøven. Det er værd at bemærke, at med stigningen i mængden af vandtilbageholdende middel faldt mørtelens rumvægt også betydeligt, fra 2069 kg/m3 ved 0 til 1747 kg/m3 ved 5‰, et fald på 15,56%. Mørtelens vægtfylde falder, og porøsiteten øges, hvilket er en af årsagerne til det åbenlyse fald i mørtelens mekaniske egenskaber.
Celluloseether er en ikke-ionisk polymer. Hydroxylgrupperne på celluloseetherkæden og oxygenatomerne på etherbindingen kan kombineres med vandmolekyler og danne hydrogenbindinger, hvorved frit vand omdannes til bundet vand og derved spille en rolle i vandretentionen. Makroskopisk manifesterer det sig som en stigning i slammens kohæsionsevne [5]. Stigningen i slammens viskositet vil ikke kun øge vandforbruget, men den opløste celluloseether vil også blive adsorberet på overfladen af gipspartiklerne, hvilket hindrer hydratiseringsreaktionen og forlænger hærdningstiden. Under omrøringsprocessen vil der også blive indført et stort antal luftbobler. Der vil dannes hulrum, når mørtlen hærder, hvilket i sidste ende reducerer mørtlens styrke. I betragtning af det ensidige vandforbrug af mørtelblandingen, konstruktionsegenskaber, hærdningstid og mekaniske egenskaber samt senere holdbarhed osv., bør indholdet af celluloseether i afsvovlet gipsbaseret selvudjævnende mørtel ikke overstige 1‰.
2.2 Effekten af celluloseethers molekylvægt på mørtelens ydeevne
Normalt gælder det, at jo højere viskositeten og jo finere finheden af celluloseether er, desto bedre er vandretentionen og øger bindingsstyrken. Ydeevnen vil blive negativt påvirket. Derfor blev indflydelsen af celluloseethere med forskellige molekylvægte på de grundlæggende egenskaber af gipsbaserede selvnivellerende mørtelmaterialer yderligere testet. Mørtelens vandbehov steg til en vis grad, men havde ingen tydelig effekt på hærdningstid og fluiditet. Samtidig viste mørtelens bøjnings- og trykstyrker i forskellige tilstande en nedadgående tendens, men faldet var langt mindre end indflydelsen af celluloseetherindholdet på de mekaniske egenskaber. Sammenfattende har stigningen i celluloseetherens molekylvægt ingen tydelig effekt på mørtelblandingernes ydeevne. I betragtning af konstruktionens bekvemmelighed bør celluloseether med lav viskositet og lav molekylvægt vælges som afsvovlet gipsbaseret selvnivellerende materiale.
2.3 Effekt af celluloseether på hydratiseringsvarmen af afsvovlet gips
Med stigningen i indholdet af celluloseether faldt den eksoterme hydratiseringstop for afsvovlet gips gradvist, og tiden for toppositionen blev en smule forsinket, mens den eksoterme hydratiseringsvarme faldt, men ikke tydeligt. Dette viser, at celluloseether kan forsinke hydratiseringshastigheden og hydratiseringsgraden af afsvovlet gips i et vist omfang, så doseringen bør ikke være for stor og bør kontrolleres inden for 1‰. Det kan ses, at den kolloidale film, der dannes efter celluloseether møder vand, adsorberes på overfladen af afsvovlede gipspartikler, hvilket reducerer hydratiseringshastigheden af gips inden for 2 timer. Samtidig forsinker dens unikke vandretentions- og fortykkelseseffekter fordampningen af opslæmningsvand, og dissipation er gavnlig for yderligere hydratisering af afsvovlet gips i det senere stadie. Kort sagt, når den passende dosering kontrolleres, har celluloseether begrænset indflydelse på hydratiseringshastigheden og hydratiseringsgraden af selve afsvovlet gips. Samtidig vil stigningen i celluloseetherindhold og molekylvægt øge opslæmningens viskositet betydeligt og vise fremragende vandretentionsevne. For at sikre den afsvovlede gips selvnivellerende mørtels flydeevne vil vandforbruget stige betydeligt, hvilket skyldes mørtelens forlængede hærdningstid. Hovedårsagen til forringelsen af de mekaniske egenskaber.
3. Konklusion
(1) Når fluiditet anvendes som kontrolindeks, forlænges hærdningstiden for afsvovlet gipsbaseret selvnivellerende mørtel betydeligt med stigende celluloseetherindhold, og de mekaniske egenskaber reduceres betydeligt; sammenlignet med indholdet har celluloseetherens molekylvægt lille effekt på ovenstående egenskaber ved mørtel. Samlet set bør celluloseether vælges med en lav molekylvægt (viskositetsværdi lavere end 20.000 Pa·s), og doseringen bør kontrolleres inden for 1‰ af det cementholdige materiale.
(2) Testresultaterne af hydratiseringsvarme fra afsvovlet gips viser, at celluloseether inden for rammerne af denne test har begrænset indflydelse på hydratiseringshastigheden og hydratiseringsprocessen for afsvovlet gips. Stigningen i vandforbruget og faldet i rumvægt er hovedårsagerne til faldet i de mekaniske egenskaber af afsvovlet gipsbaseret mørtel.
Udsendelsestidspunkt: 8. maj 2023