Ο γύψος αποθείωσης είναι το αέριο καύσης που παράγεται από την καύση καυσίμων που περιέχουν θείο (άνθρακας, πετρέλαιο), βιομηχανικών στερεών αποβλήτων που παράγονται κατά τη διαδικασία καθαρισμού αποθείωσης και ημιένυδρου γύψου (χημικός τύπος CaSO4· 0,5H2O), η απόδοση του οποίου είναι συγκρίσιμη με αυτή του φυσικού οικοδομικού γύψου. Ως εκ τούτου, υπάρχουν όλο και περισσότερες έρευνες και εφαρμογές χρήσης αποθειωμένου γύψου αντί για φυσικό γύψο για την παραγωγή αυτοεπιπεδούμενων υλικών. Τα οργανικά πολυμερή μείγματα, όπως ο μειωτικός παράγοντας νερού, ο παράγοντας συγκράτησης νερού και ο επιβραδυντής, είναι απαραίτητα λειτουργικά συστατικά στη σύνθεση των αυτοεπιπεδούμενων κονιαμάτων. Η αλληλεπίδραση και ο μηχανισμός των δύο με τα τσιμεντοειδή υλικά είναι ζητήματα που αξίζουν προσοχής. Λόγω των χαρακτηριστικών της διαδικασίας σχηματισμού, η λεπτότητα του αποθειωμένου γύψου είναι μικρή (το μέγεθος των σωματιδίων κατανέμεται κυρίως μεταξύ 40 και 60 μm) και η διαβάθμιση της σκόνης είναι παράλογη, επομένως οι ρεολογικές ιδιότητες του αποθειωμένου γύψου είναι κακές και το πολτό κονιάματος που παρασκευάζεται από αυτόν είναι συχνά ευκολότερο. Συμβαίνουν διαχωρισμός, στρωματοποίηση και αιμορραγία. Ο αιθέρας κυτταρίνης είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο πρόσμικτο σε κονιάματα και η συνδυασμένη χρήση του με αναγωγικό παράγοντα νερού αποτελεί σημαντική εγγύηση για την επίτευξη της ολοκληρωμένης απόδοσης των αυτοεπιπεδούμενων υλικών με βάση τον αποθειωμένο γύψο, όπως η κατασκευαστική απόδοση και η μετέπειτα μηχανική και ανθεκτική απόδοση.
Σε αυτή την εργασία, η τιμή ρευστότητας χρησιμοποιείται ως δείκτης ελέγχου (βαθμός διασποράς 145 mm±5 mm), εστιάζοντας στην επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης και του μοριακού βάρους (τιμή ιξώδους) στην κατανάλωση νερού των αυτοεπιπεδούμενων υλικών με βάση τον αποθειωμένο γύψο, στην απώλεια ρευστότητας με την πάροδο του χρόνου και στην πήξη. Ο νόμος της επιρροής βασικών ιδιοτήτων όπως ο χρόνος και οι πρώιμες μηχανικές ιδιότητες. Ταυτόχρονα, ελέγχεται ο νόμος της επιρροής του αιθέρα κυτταρίνης στην απελευθέρωση θερμότητας και στον ρυθμό απελευθέρωσης θερμότητας της ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου, αναλύεται η επίδρασή του στη διαδικασία ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου και αρχικά συζητείται η συμβατότητα αυτού του τύπου πρόσμιξης με το σύστημα πηκτωματοποίησης του αποθειωμένου γύψου.
1. Πρώτες ύλες και μέθοδοι δοκιμών
1.1 Πρώτες ύλες
Σκόνη γύψου: αποθειωμένη σκόνη γύψου που παράγεται από μια εταιρεία στο Tangshan, η κύρια ορυκτή σύνθεση είναι ημιένυδρος γύψος, η χημική της σύνθεση παρουσιάζεται στον Πίνακα 1 και οι φυσικές της ιδιότητες παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.
εικόνα
εικόνα
Τα πρόσθετα περιλαμβάνουν: αιθέρα κυτταρίνης (υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη, HPMC για συντομία), υπερπλαστικοποιητή WR, αποαφριστικό B-1, σκόνη επαναδιασπειρόμενου λάτεξ EVA S-05, τα οποία είναι όλα εμπορικά διαθέσιμα.
Αδρανή: φυσική άμμος ποταμού, αυτοσχέδια λεπτή άμμος κοσκινισμένη μέσω κόσκινου 0,6 mm.
1.2 Μέθοδος δοκιμής
Σταθερός γύψος αποθείωσης: άμμος: νερό = 1:0,5:0,45, κατάλληλη ποσότητα άλλων προσμίξεων, ρευστότητα ως δείκτης ελέγχου (διαστολή 145 mm ± 5 mm), ρυθμίζοντας την κατανάλωση νερού, αντίστοιχα αναμεμειγμένο με τσιμεντοειδή υλικά (γύψος αποθείωσης + Τσιμέντο) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ αιθέρας κυτταρίνης (HPMC-20.000). Περαιτέρω, καθορίστε τη δοσολογία του αιθέρα κυτταρίνης στο 1‰, επιλέξτε αιθέρες υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 και HPMC-100.000 με διαφορετικά μοριακά βάρη (οι αντίστοιχοι αριθμοί είναι H2, H4, H7,5 και H10 αντίστοιχα), για να μελετήσετε τη δοσολογία και το μοριακό βάρος (τιμή ιξώδους) του αιθέρα κυτταρίνης. Συζητείται η επίδραση των αλλαγών στις ιδιότητες του αυτοεπιπεδούμενου κονιάματος με βάση τον γύψο και η επίδραση των δύο στη ρευστότητα, τον χρόνο πήξης και τις πρώιμες μηχανικές ιδιότητες του μείγματος αυτοεπιπεδούμενου κονιάματος αποθειωμένου γύψου. Η συγκεκριμένη μέθοδος δοκιμής εκτελείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του GB/T 17669.3-1999 "Προσδιορισμός Μηχανικών Ιδιοτήτων Γύψου Δόμησης".
Η δοκιμή θερμότητας ενυδάτωσης διεξάγεται χρησιμοποιώντας ένα λευκό δείγμα αποθειωμένου γύψου και δείγματα με περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης 0,5‰ και 3‰, αντίστοιχα, και το όργανο που χρησιμοποιείται είναι ένας ελεγκτής θερμότητας ενυδάτωσης τύπου TA-AIR.
2. Αποτελέσματα και ανάλυση
2.1 Επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στις βασικές ιδιότητες του κονιάματος
Με την αύξηση της περιεκτικότητας, η εργασιμότητα και η συνοχή του κονιάματος βελτιώνονται σημαντικά, η απώλεια ρευστότητας με την πάροδο του χρόνου μειώνεται σημαντικά και η κατασκευαστική απόδοση είναι άριστη, ενώ το σκληρυμένο κονίαμα δεν παρουσιάζει φαινόμενο αποκόλλησης, ενώ η λεία επιφάνεια, η λείανση και η αισθητική έχουν βελτιωθεί σημαντικά. Ταυτόχρονα, η κατανάλωση νερού του κονιάματος για την επίτευξη της ίδιας ρευστότητας αυξήθηκε σημαντικά. Στα 5‰, η κατανάλωση νερού αυξήθηκε κατά 102% και ο τελικός χρόνος πήξης παρατάθηκε κατά 100 λεπτά, που ήταν 2,5 φορές μεγαλύτερος από αυτόν του τυφλού δείγματος. Οι πρώιμες μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος μειώθηκαν σημαντικά με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης. Όταν η περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης ήταν 5‰, η 24ωρη αντοχή σε κάμψη και η αντοχή σε θλίψη μειώθηκαν στο 18,75% και 11,29% του τυφλού δείγματος αντίστοιχα. Η αντοχή σε θλίψη είναι 39,47% και 23,45% του τυφλού δείγματος αντίστοιχα. Αξίζει να σημειωθεί ότι με την αύξηση της ποσότητας του παράγοντα συγκράτησης νερού, η πυκνότητα του κονιάματος μειώθηκε επίσης σημαντικά, από 2069 kg/m3 στο 0 σε 1747 kg/m3 στο 5‰, μια μείωση 15,56%. Η πυκνότητα του κονιάματος μειώνεται και το πορώδες αυξάνεται, γεγονός που αποτελεί έναν από τους λόγους για την προφανή μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων του κονιάματος.
Ο αιθέρας κυτταρίνης είναι ένα μη ιοντικό πολυμερές. Οι υδροξυλομάδες στην αιθερική αλυσίδα κυτταρίνης και τα άτομα οξυγόνου στον αιθερικό δεσμό μπορούν να συνδυαστούν με μόρια νερού για να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου, μετατρέποντας το ελεύθερο νερό σε δεσμευμένο νερό, παίζοντας έτσι ρόλο στη συγκράτηση του νερού. Μακροσκοπικά, αυτό εκδηλώνεται ως αύξηση της συνεκτικότητας του πολτού [5]. Η αύξηση του ιξώδους του πολτού όχι μόνο θα αυξήσει την κατανάλωση νερού, αλλά και ο διαλυμένος αιθέρας κυτταρίνης θα προσροφηθεί στην επιφάνεια των σωματιδίων γύψου, εμποδίζοντας την αντίδραση ενυδάτωσης και παρατείνοντας τον χρόνο πήξης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάδευσης, θα εισαχθεί επίσης ένας μεγάλος αριθμός φυσαλίδων αέρα. Θα σχηματιστούν κενά καθώς το κονίαμα σκληραίνει, μειώνοντας τελικά την αντοχή του κονιάματος. Λαμβάνοντας συνολικά υπόψη τη μονομερή κατανάλωση νερού του μείγματος κονιάματος, την κατασκευαστική απόδοση, τον χρόνο πήξης και τις μηχανικές ιδιότητες, και την μετέπειτα ανθεκτικότητα κ.λπ., η περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης στο αυτοεπιπεδούμενο κονίαμα με βάση τον αποθειωμένο γύψο δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1‰.
2.2 Η επίδραση του μοριακού βάρους του αιθέρα κυτταρίνης στην απόδοση του κονιάματος
Συνήθως, όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες και όσο λεπτότερη είναι η λεπτότητα του αιθέρα κυτταρίνης, τόσο καλύτερη είναι η κατακράτηση νερού και αυξάνεται η αντοχή συγκόλλησης. Η απόδοση θα επηρεαστεί αρνητικά. Επομένως, η επίδραση των αιθέρων κυτταρίνης διαφορετικών μοριακών βαρών στις βασικές ιδιότητες των αυτοεπιπεδούμενων κονιαμάτων με βάση τον γύψο δοκιμάστηκε περαιτέρω. Η ζήτηση νερού του κονιάματος αυξήθηκε σε κάποιο βαθμό, αλλά δεν είχε εμφανή επίδραση στον χρόνο πήξης και τη ρευστότητα. Ταυτόχρονα, οι αντοχές κάμψης και θλίψης του κονιάματος σε διαφορετικές καταστάσεις έδειξαν πτωτική τάση, αλλά η μείωση ήταν πολύ μικρότερη από την επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στις μηχανικές ιδιότητες. Συνοπτικά, η αύξηση του μοριακού βάρους του αιθέρα κυτταρίνης δεν έχει εμφανή επίδραση στην απόδοση των μειγμάτων κονιαμάτων. Λαμβάνοντας υπόψη την ευκολία κατασκευής, ο αιθέρας κυτταρίνης χαμηλού ιξώδους και μικρού μοριακού βάρους θα πρέπει να επιλέγεται ως αυτοεπιπεδούμενα υλικά με βάση τον αποθειωμένο γύψο.
2.3 Επίδραση του αιθέρα κυτταρίνης στη θερμότητα ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου
Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης, η εξώθερμη κορυφή ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου μειώθηκε σταδιακά και ο χρόνος της θέσης της κορυφής καθυστέρησε ελαφρώς, ενώ η εξώθερμη θερμότητα ενυδάτωσης μειώθηκε, αλλά όχι προφανώς. Αυτό δείχνει ότι ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να καθυστερήσει τον ρυθμό ενυδάτωσης και τον βαθμό ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου σε κάποιο βαθμό, επομένως η δόση δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη και πρέπει να ελέγχεται εντός 1‰. Μπορεί να φανεί ότι η κολλοειδής μεμβράνη που σχηματίζεται μετά την επαφή του αιθέρα κυτταρίνης με το νερό προσροφάται στην επιφάνεια των σωματιδίων αποθειωμένου γύψου, γεγονός που μειώνει τον ρυθμό ενυδάτωσης του γύψου πριν από 2 ώρες. Ταυτόχρονα, οι μοναδικές επιδράσεις συγκράτησης νερού και πύκνωσης καθυστερούν την εξάτμιση του νερού του πολτού και η διασπορά είναι ευεργετική για την περαιτέρω ενυδάτωση του αποθειωμένου γύψου στο μεταγενέστερο στάδιο. Συνοψίζοντας, όταν ελέγχεται η κατάλληλη δοσολογία, ο αιθέρας κυτταρίνης έχει περιορισμένη επίδραση στον ρυθμό ενυδάτωσης και τον βαθμό ενυδάτωσης του ίδιου του αποθειωμένου γύψου. Ταυτόχρονα, η αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης και του μοριακού βάρους θα αυξήσει σημαντικά το ιξώδες του πολτού και θα δείξει εξαιρετική απόδοση συγκράτησης νερού. Προκειμένου να διασφαλιστεί η ρευστότητα του αυτοεπιπεδούμενου κονιάματος αποθειωμένου γύψου, η κατανάλωση νερού θα αυξηθεί σημαντικά, γεγονός που οφείλεται στον παρατεταμένο χρόνο πήξης του κονιάματος. Ο κύριος λόγος για τη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων.
3. Συμπέρασμα
(1) Όταν η ρευστότητα χρησιμοποιείται ως δείκτης ελέγχου, με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης, ο χρόνος πήξης του αυτοεπιπεδούμενου κονιάματος με βάση τον αποθειωμένο γύψο παρατείνεται σημαντικά και οι μηχανικές ιδιότητες μειώνονται σημαντικά. Σε σύγκριση με την περιεκτικότητα, το μοριακό βάρος του αιθέρα κυτταρίνης. Η αύξηση έχει μικρή επίδραση στις παραπάνω ιδιότητες του κονιάματος. Λαμβάνοντας υπόψη συνολικά, ο αιθέρας κυτταρίνης θα πρέπει να επιλέγεται με μικρό μοριακό βάρος (τιμή ιξώδους μικρότερη από 20.000 Pa·s) και η δοσολογία θα πρέπει να ελέγχεται εντός 1‰ του τσιμεντοειδούς υλικού.
(2) Τα αποτελέσματα των δοκιμών θερμότητας ενυδάτωσης αποθειωμένου γύψου δείχνουν ότι, εντός του πεδίου εφαρμογής της παρούσας δοκιμής, ο αιθέρας κυτταρίνης έχει περιορισμένη επίδραση στον ρυθμό ενυδάτωσης και στη διαδικασία ενυδάτωσης του αποθειωμένου γύψου. Η αύξηση της κατανάλωσης νερού και η μείωση της πυκνότητας όγκου είναι οι κύριοι λόγοι για τη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων του κονιάματος με βάση τον αποθειωμένο γύψο.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Μαΐου 2023