Rikinpoistokipsi on teollisuuden sivutuote, joka saadaan poistamalla rikkipitoisen polttoaineen polttamisen jälkeen syntyvästä savukaasusta rikki ja puhdistamalla se hienoksi kalkki- tai kalkkikivijauhelietteeksi. Sen kemiallinen koostumus on sama kuin luonnon dihydraattikipsin, pääasiassa CaSO4·2H2O. Tällä hetkellä maani sähköntuotantomenetelmä on edelleen pääosin hiilivoimalaitosten ns. hiilivoimalaitosten päästöt lämpövoimantuotannossa muodostavat yli 50 % maani vuosittaisista päästöistä. Suuri määrä rikkidioksidipäästöjä on aiheuttanut vakavaa ympäristön saastumista. Savukaasujen rikinpoistoteknologian käyttö rikinpoistokipsin tuottamiseen on tärkeä toimenpide hiilivoimaloihin liittyvien teollisuudenalojen teknologisen kehityksen ratkaisemiseksi. Puutteellisten tilastojen mukaan märän rikinpoistokipsin päästöt maassani ovat ylittäneet 90 miljoonaa tonnia vuodessa, ja rikinpoistokipsin käsittelymenetelmä on pääasiassa kasaamista, mikä ei ainoastaan vie maata, vaan aiheuttaa myös valtavaa resurssien tuhlausta.
Kipsillä on keveys-, melunvaimennus-, palontorjunta-, lämmöneristysominaisuuksia jne. Sitä voidaan käyttää sementin tuotannossa, rakennuskipsin tuotannossa, sisustustekniikassa ja muilla aloilla. Tällä hetkellä monet tutkijat ovat tehneet tutkimusta rappauslaastista. Tutkimukset osoittavat, että rappausmateriaalilla on mikrolaajenemista, hyvä työstettävyys ja plastisuus, ja se voi korvata perinteiset rappausmateriaalit sisäseinien koristelussa. Xu Jianjunin ja muiden tutkimukset ovat osoittaneet, että rikittömästä kipsistä voidaan valmistaa kevyitä seinämateriaaleja. Ye Beihongin ja muiden tutkimukset ovat osoittaneet, että rikittömästä kipsistä valmistettua rappauskipsiä voidaan käyttää ulkoseinän, väliseinän ja katon sisäpuolen rappauskerroksena, ja se voi ratkaista yleisiä laatuongelmia, kuten perinteisen rappauslaastin kuoriutumista ja halkeilua. Kevyt rappauskipsi on uudentyyppinen ympäristöystävällinen rappausmateriaali. Se valmistetaan hemihydraattikipsistä pääsementtimateriaalina lisäämällä kevyitä kiviaineksia ja lisäaineita. Verrattuna perinteisiin sementtirappausmateriaaleihin se ei halkeile helposti, tarttuu hyvin, kutistuu hyvin, on vihreä ja ympäristöystävällinen. Rikittömän kipsin käyttö hemihydraattikipsin valmistuksessa ei ainoastaan ratkaise luonnollisten rakennuskipsivarojen puutteen ongelmaa, vaan myös toteuttaa rikittömän kipsin resurssien hyödyntämisen ja saavuttaa ekologisen ympäristön suojelutavoitteen. Siksi tässä artikkelissa testataan rikittömän kipsin tutkimukseen perustuen sen sitoutumisaikaa, taivutuslujuutta ja puristuslujuutta, jotta voidaan tutkia kevytrappauslaastin suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä ja tarjota teoreettinen perusta kevytrappauslaastin kehittämiselle.
1 koe
1.1 Raaka-aineet
Rikinpoistokipsijauhe: Savukaasujen rikinpoistotekniikalla tuotettu ja kalsinoitu hemihydraattikipsi, jonka perusominaisuudet on esitetty taulukossa 1. Kevytkiviaines: käytetään lasitettuja mikrorakeita, joiden perusominaisuudet on esitetty taulukossa 2. Lasitetut mikrorakeet sekoitetaan suhteissa 4 %, 8 %, 12 % ja 16 % kevyen rapatun rikittömän kipsilaastin massasuhteista.
Hidastin: Käytä natriumsitraattia, kemiallisen analyysin puhdasta reagenssia, natriumsitraatti perustuu kevyen rappauksen rikinpoistokipsilaastin painosuhteeseen ja sekoitussuhde on 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%.
Selluloosaeetteri: käytä hydroksipropyylimetyyliselluloosaa (HPMC), viskositeetti on 400, HPMC perustuu kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin painosuhteeseen ja sekoitussuhde on 0, 0,1 %, 0,2 % ja 0,4 %.
1.2 Testausmenetelmä
Rikittömän kipsin standardikonsistenssin vedenkulutus ja kovettumisaika viittaavat standardiin GB/T17669.4-1999 ”Rakennuskipsilaastin fysikaalisten ominaisuuksien määritys”, ja kevytrappauksen rikittömän kipsilaastin kovettumisaika viittaa standardiin GB/T 28627-2012 ”Kipsilaastin käyttö”.
Rikittömän kipsin taivutus- ja puristuslujuudet mitataan standardin GB/T9776-2008 ”Rakennuskipsi” mukaisesti, ja 40 mm × 40 mm × 160 mm kokoiset näytteet muovataan ja mitataan vastaavasti 2 tunnin lujuus ja kuivalujuus. Kevytrappauksen, rikittömän kipsilaastin taivutus- ja puristuslujuus mitataan standardin GB/T 28627-2012 ”Rappauskipsi” mukaisesti, ja mitataan vastaavasti luonnollisen kovettumisen lujuus 1 päivän ja 28 päivän kuluttua.
2 Tulokset ja keskustelu
2.1 Kipsijauheen pitoisuuden vaikutus kevytrappauskipsin mekaanisiin ominaisuuksiin
Kipsijauheen, kalkkikivijauheen ja kevytkiviaineksen kokonaismäärä on 100 %, ja kiinteän kevytkiviaineksen ja lisäaineen määrä pysyy muuttumattomana. Kun kipsijauheen määrä on 60 %, 70 %, 80 % ja 90 %, rikinpoisto Kipsilaastin taivutus- ja puristuslujuuden tulokset.
Kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin taivutuslujuus ja puristuslujuus kasvavat iän myötä, mikä osoittaa, että kipsin hydraatioaste on iän myötä riittävämpi. Rikittömän kipsijauheen määrän kasvaessa kevytkipsilaastin taivutuslujuus ja puristuslujuus osoittivat yleistä nousutrendiä, mutta kasvu oli pientä, ja puristuslujuus 28 päivän kohdalla oli erityisen selvä. Yhden päivän iässä 90-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuus kasvoi 10,3 % verrattuna 60-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuuteen, ja vastaava puristuslujuus kasvoi 10,1 %. 28 päivän iässä 90-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuus kasvoi 8,8 % verrattuna 60-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuus kasvoi 2,6 %. Yhteenvetona voidaan todeta, että kipsijauheen määrällä on suurempi vaikutus taivutuslujuuteen kuin puristuslujuuteen.
2.2 Kevytkiviaineksen pitoisuuden vaikutus kevytrappauksen ja rikittömän kipsin mekaanisiin ominaisuuksiin
Kipsijauheen, kalkkikivijauheen ja kevytkiviaineksen kokonaismäärä on 100 %, ja kiinteän kipsijauheen ja lisäaineen määrä pysyy muuttumattomana. Kun lasitettujen mikrorakeiden määrä on 4 %, 8 %, 12 % ja 16 %, kevytkipsi... Rikittömän kipsilaastin taivutus- ja puristuslujuuden tulokset.
Samassa iässä kevyen rappauslaastin taivutuslujuus ja puristuslujuus heikkenivät lasitettujen mikrohelmien pitoisuuden kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että useimmilla lasitetuilla mikrohelmillä on ontto rakenne sisällä ja niiden oma lujuus on alhainen, mikä heikentää kevyen rappauslaastin taivutus- ja puristuslujuutta. Yhden päivän iässä 16-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuus oli pienentynyt 35,3 % verrattuna 4-prosenttiseen kipsijauheeseen, ja vastaava puristuslujuus oli pienentynyt 16,3 %. 28 päivän iässä 16-prosenttisen kipsijauheen taivutuslujuus oli pienentynyt 24,6 % verrattuna 4-prosenttiseen kipsijauheeseen, kun taas vastaava puristuslujuus oli pienentynyt vain 6,0 %. Yhteenvetona voidaan todeta, että lasitettujen mikrohelmien pitoisuuden vaikutus taivutuslujuuteen on suurempi kuin puristuslujuuteen.
2.3 Hidastinpitoisuuden vaikutus kevyesti rapatun rikittömän kipsin kovettumisaikaan
Kipsijauheen, kalkkikivijauheen ja kevytkivimurskeen kokonaisannos on 100 %, ja kiinteän kipsijauheen, kalkkikivijauheen, kevytkivimurskeen ja selluloosaeetterin annostus pysyy muuttumattomana. Kun natriumsitraatin annostus on 0, 0,1 %, 0,2 % ja 0,3 %, saadaan kevytrappauksen, rikittömän kipsilaastin, kovettumisajat.
Kevyesti rapatun rikittömän kipsilaastin alku- ja loppukovettumisaika pidentyvät natriumsitraattipitoisuuden kasvaessa, mutta kovettumisajan pidentyminen on pieni. Kun natriumsitraattipitoisuus on 0,3 %, alkukovettumisaika pitenee 28 minuuttia ja lopullinen kovettumisaika 33 minuuttia. Kovettumisajan pidentyminen voi johtua rikittömän kipsin suuresta pinta-alasta, joka voi imeä hidastinta kipsihiukkasten ympärille, mikä vähentää kipsin liukenemisnopeutta ja estää kipsin kiteytymistä, mikä johtaa kipsilietteen kyvyttömyyteen muodostaa kiinteää rakennejärjestelmää. Pidentää kipsin kovettumisaikaa.
2.4 Selluloosaeetteripitoisuuden vaikutus kevytrappauksen ja rikittömän kipsin mekaanisiin ominaisuuksiin
Kipsijauheen, kalkkikivijauheen ja kevytkivimurskeen kokonaisannos on 100 %, ja kiinteän kipsijauheen, kalkkikivijauheen, kevytkivimurskeen ja hidastimen annostus pysyy muuttumattomana. Kun hydroksipropyylimetyyliselluloosan annostus on 0, 0,1 %, 0,2 % ja 0,4 %, saadaan kevytrappauksen, rikittömän kipsilaastin, taivutus- ja puristuslujuuden tulokset.
Yhden päivän iässä kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin taivutuslujuus ensin kasvoi ja sitten laski hydroksipropyylimetyyliselluloosapitoisuuden kasvaessa; 28 päivän iässä kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin taivutuslujuus hydroksipropyylimetyyliselluloosapitoisuuden kasvaessa osoitti ensin lasku-, sitten nousu- ja lopuksi laskusuuntausta. Kun hydroksipropyylimetyyliselluloosapitoisuus on 0,2 %, taivutuslujuus saavuttaa maksiminsa ja ylittää vastaavan lujuuden, kun selluloosapitoisuus on 0. Riippumatta siitä, onko ikää yksi vai 28 päivää, kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin puristuslujuus pienenee hydroksipropyylimetyyliselluloosapitoisuuden kasvaessa, ja vastaava laskutrendi on selvempi 28 päivän iässä. Tämä johtuu siitä, että selluloosaeetterillä on vedenpidätys- ja sakeuttamisvaikutus, ja normaalin sakeuden vedentarve kasvaa selluloosaeetteripitoisuuden kasvaessa, mikä johtaa lieterakenteen vesi-sementtisuhteen kasvuun ja siten kipsinäytteen lujuuden vähenemiseen.
3 Johtopäätös
(1) Rikittömän kipsin hydraatioaste paranee iän myötä. Rikittömän kipsijauheen pitoisuuden kasvaessa kevyen rappauskipsin taivutus- ja puristuslujuus osoittivat kokonaisuudessaan nousevaa trendiä, mutta kasvu oli pieni.
(2) Lasitettujen mikrorakeiden pitoisuuden kasvaessa kevytrappauksen omaavan rikittömän kipsilaastin taivutuslujuus ja puristuslujuus pienenevät vastaavasti, mutta lasitettujen mikrorakeiden pitoisuuden vaikutus taivutuslujuuteen on suurempi kuin puristuslujuuden.
(3) Natriumsitraattipitoisuuden kasvaessa kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin alku- ja loppukovettumisaika pitenevät, mutta kun natriumsitraattipitoisuus on pieni, vaikutus kovettumisaikaan ei ole ilmeinen.
(4) Hydroksipropyylimetyyliselluloosapitoisuuden kasvaessa kevyesti rapatun, rikittömän kipsilaastin puristuslujuus heikkenee, mutta taivutuslujuus ensin kasvaa ja sitten laskee 1 päivän kohdalla ja 28 päivän kohdalla. Se ensin laskee, sitten kasvaa ja lopuksi laskee.
Julkaisun aika: 02.02.2023