Le gypse de désulfuration est un sous-produit industriel obtenu par désulfuration et purification des gaz de combustion issus de la combustion de combustibles soufrés par une fine boue de chaux ou de calcaire. Sa composition chimique est identique à celle du gypse dihydraté naturel, principalement composée de CaSO4·2H2O. Actuellement, la production d'électricité en Chine repose encore majoritairement sur le charbon, et le SO2 émis par le charbon lors de la production d'électricité thermique représente plus de 50 % des émissions annuelles du pays. Les importantes émissions de dioxyde de soufre ont entraîné une grave pollution environnementale. L'utilisation de la technologie de désulfuration des gaz de combustion pour produire du gypse désulfuré est une mesure importante pour le développement technologique des industries liées au charbon. Selon des statistiques incomplètes, les émissions de gypse désulfuré humide dans mon pays ont dépassé 90 millions de t/an, et la méthode de traitement du gypse désulfuré est principalement accumulée, ce qui non seulement occupe des terres, mais provoque également un énorme gaspillage de ressources.
Le plâtre présente des propriétés d'allègement, d'insonorisation, de prévention des incendies et d'isolation thermique. Il peut être utilisé dans la production de ciment, la production de plâtre pour la construction, la décoration et d'autres domaines. De nombreux chercheurs ont actuellement mené des recherches sur le plâtre de plâtrage. Ces recherches montrent que ce matériau présente une micro-expansion, une bonne maniabilité et une bonne plasticité, et peut remplacer les plâtres traditionnels pour la décoration murale intérieure. Des études menées par Xu Jianjun et d'autres chercheurs ont montré que le plâtre désulfuré peut être utilisé pour la fabrication de matériaux muraux légers. Des études menées par Ye Beihong et d'autres chercheurs ont montré que le plâtre de plâtrage produit à partir de plâtre désulfuré peut être utilisé pour la couche d'enduit des faces intérieures des murs extérieurs, des cloisons intérieures et des plafonds, et peut résoudre les problèmes de qualité courants tels que l'écaillage et la fissuration des mortiers de plâtrage traditionnels. Le plâtre de plâtrage léger est un nouveau type de plâtre respectueux de l'environnement. Il est composé de plâtre semi-hydraté comme principal matériau cimentaire, auquel sont ajoutés des granulats et des adjuvants légers. Comparé aux enduits de ciment traditionnels, il est moins sujet aux fissures et à l'adhérence. Il possède une bonne adhérence, un bon retrait et est écologique et respectueux de l'environnement. L'utilisation de gypse désulfuré pour la production de gypse semi-hydraté résout non seulement le problème du manque de ressources naturelles en gypse de construction, mais permet également d'optimiser les ressources et de protéger l'environnement. Par conséquent, en se basant sur l'étude du gypse désulfuré, cet article teste le temps de prise, la résistance à la flexion et la résistance à la compression afin d'étudier les facteurs affectant les performances du mortier de gypse désulfuré pour enduit léger et de fournir une base théorique pour le développement de ce mortier.
1 expérience
1.1 Matières premières
Poudre de gypse de désulfuration : gypse semi-hydraté produit et calciné par la technologie de désulfuration des gaz de combustion, ses propriétés de base sont présentées dans le tableau 1. Granulat léger : des microbilles vitrifiées sont utilisées et ses propriétés de base sont présentées dans le tableau 2. Les microbilles vitrifiées sont mélangées dans des proportions de 4 %, 8 %, 12 % et 16 % en fonction du rapport massique du mortier de gypse désulfuré enduit léger.
Retardateur : Utiliser du citrate de sodium, réactif pur d'analyse chimique, le citrate de sodium est basé sur le rapport pondéral du mortier de gypse de désulfuration de plâtrage léger, et le rapport de mélange est de 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 %.
Éther de cellulose : utiliser de l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), la viscosité est de 400, l'HPMC est basé sur le rapport pondéral du mortier de plâtre désulfuré enduit léger, et le rapport de mélange est de 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,4 %.
1.2 Méthode d'essai
La consommation d'eau et le temps de prise de la consistance standard du plâtre désulfuré se réfèrent à GB/T17669.4-1999 « Détermination des propriétés physiques du plâtre de construction », et le temps de prise du mortier de plâtre désulfuré pour enduit léger se réfère à GB/T 28627-2012 « Plâtrage du plâtre ».
Les résistances à la flexion et à la compression du plâtre désulfuré sont déterminées conformément à la norme GB/T9776-2008 « Plâtre de construction ». Des échantillons de 40 mm × 40 mm × 160 mm sont moulés, puis la résistance à 2 h et la résistance à sec sont mesurées respectivement. Les résistances à la flexion et à la compression du mortier de plâtre désulfuré léger sont déterminées conformément à la norme GB/T 28627-2012 « Plâtrerie ». Les résistances à la prise naturelle pour 1 d et 28 d sont mesurées respectivement.
2 Résultats et discussion
2.1 Effet de la teneur en poudre de gypse sur les propriétés mécaniques du gypse de désulfuration pour enduit léger
La quantité totale de poudre de gypse, de poudre de calcaire et de granulats légers est de 100 %, tandis que la quantité de granulats légers fixes et d'adjuvants reste inchangée. Lorsque la quantité de poudre de gypse est de 60 %, 70 %, 80 % et 90 %, la désulfuration influence la résistance à la flexion et à la compression du mortier de gypse.
La résistance à la flexion et à la compression du mortier de plâtre léger désulfuré augmente avec l'âge, ce qui indique que le degré d'hydratation du gypse devient plus suffisant avec l'âge. Avec l'augmentation de la poudre de gypse désulfuré, la résistance à la flexion et à la compression du plâtre léger a montré une tendance générale à la hausse, mais l'augmentation était faible, et la résistance à la compression à 28 jours était particulièrement évidente. À l'âge de 1 jour, la résistance à la flexion de la poudre de gypse mélangée à 90 % a augmenté de 10,3 % par rapport à celle de la poudre de gypse mélangée à 60 %, et la résistance à la compression correspondante a augmenté de 10,1 %. À l'âge de 28 jours, la résistance à la flexion de la poudre de gypse mélangée à 90 % a augmenté de 8,8 % par rapport à celle de la poudre de gypse mélangée à 60 %, et la résistance à la compression correspondante a augmenté de 2,6 %. En résumé, on peut conclure que la quantité de poudre de gypse a plus d’effet sur la résistance à la flexion que sur la résistance à la compression.
2.2 Effet de la teneur en granulats légers sur les propriétés mécaniques du plâtre léger désulfuré
La quantité totale de poudre de gypse, de poudre de calcaire et de granulats légers est de 100 %, tandis que la quantité de poudre de gypse fixe et d'adjuvant reste inchangée. Lorsque la quantité de microbilles vitrifiées est de 4 %, 8 %, 12 % et 16 %, le plâtre léger présente des résultats de résistance à la flexion et à la compression du mortier de gypse désulfuré.
Au même âge, la résistance à la flexion et à la compression du mortier de plâtre léger désulfuré a diminué avec l'augmentation de la teneur en microbilles vitrifiées. En effet, la plupart des microbilles vitrifiées présentent une structure creuse et leur propre résistance est faible, ce qui réduit la résistance à la flexion et à la compression du mortier de plâtre léger. À 1 jour, la résistance à la flexion du mortier de plâtre léger contenant 16 % de poudre de plâtre était réduite de 35,3 % par rapport à celle du mortier contenant 4 %, et la résistance à la compression correspondante était réduite de 16,3 %. À 28 jours, la résistance à la flexion du mortier de plâtre léger contenant 16 % de poudre de plâtre était réduite de 24,6 % par rapport à celle du mortier de plâtre léger contenant 4 %, tandis que la résistance à la compression correspondante n'était réduite que de 6,0 %. En résumé, on peut conclure que l’effet de la teneur en microbilles vitrifiées sur la résistance à la flexion est supérieur à celui sur la résistance à la compression.
2.3 Effet de la teneur en retardateur sur le temps de prise du plâtre désulfuré léger
Le dosage total de poudre de plâtre, de poudre de calcaire et de granulats légers est de 100 %, tandis que le dosage de poudre de plâtre fixe, de poudre de calcaire, de granulats légers et d'éther de cellulose reste inchangé. Lorsque le dosage de citrate de sodium est de 0, 0,1 %, 0,2 % ou 0,3 %, le temps de prise du mortier de plâtre léger désulfuré est réduit.
Les temps de prise initiale et finale du mortier de plâtre léger désulfuré augmentent avec la teneur en citrate de sodium, mais cette augmentation est faible. Avec une teneur en citrate de sodium de 0,3 %, le temps de prise initiale est prolongé de 28 minutes et le temps de prise finale de 33 minutes. Cet allongement peut être dû à la grande surface du plâtre désulfuré, qui peut absorber le retardateur autour des particules, réduisant ainsi la vitesse de dissolution du plâtre et inhibant sa cristallisation, ce qui empêche le coulis de plâtre de former une structure solide. Prolonger le temps de prise du plâtre.
2.4 Effet de la teneur en éther de cellulose sur les propriétés mécaniques du plâtre léger désulfuré
Le dosage total de poudre de plâtre, de poudre de calcaire et de granulats légers est de 100 %, tandis que le dosage de poudre de plâtre fixe, de poudre de calcaire, de granulats légers et de retardateur de prise reste inchangé. Lorsque le dosage d'hydroxypropylméthylcellulose est de 0, 0,1 %, 0,2 % et 0,4 %, les résistances à la flexion et à la compression du mortier de plâtre léger désulfuré sont obtenues.
Français À l'âge de 1 jour, la résistance à la flexion du mortier de plâtre désulfuré enduit léger a d'abord augmenté puis diminué avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose ; à l'âge de 28 jours, la résistance à la flexion du mortier de plâtre désulfuré enduit léger Avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose, la résistance à la flexion a montré une tendance à la baisse d'abord, puis à l'augmentation puis à la baisse. Lorsque la teneur en hydroxypropylméthylcellulose est de 0,2 %, la résistance à la flexion atteint le maximum et dépasse la résistance correspondante lorsque la teneur en cellulose est de 0. Quel que soit l'âge de 1 jour ou de 28 jours, la résistance à la compression du mortier de plâtre désulfuré enduit léger diminue avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose, et la tendance à la baisse correspondante est plus évidente à 28 jours. Cela est dû au fait que l'éther de cellulose a pour effet de retenir l'eau et d'épaissir, et la demande en eau pour une consistance standard augmentera avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, ce qui entraînera une augmentation du rapport eau-ciment de la structure de la suspension, réduisant ainsi la résistance de l'échantillon de gypse.
3 Conclusion
(1) Le degré d'hydratation du gypse désulfuré s'améliore avec l'âge. Avec l'augmentation de la teneur en poudre de gypse désulfuré, la résistance à la flexion et à la compression du gypse léger pour enduit a globalement augmenté, mais cette augmentation est restée faible.
(2) Avec l'augmentation de la teneur en microbilles vitrifiées, la résistance à la flexion et la résistance à la compression du mortier de plâtre désulfuré léger diminuent en conséquence, mais l'effet de la teneur en microbilles vitrifiées sur la résistance à la flexion est supérieur à celui de la résistance à la compression.
(3) Avec l'augmentation de la teneur en citrate de sodium, le temps de prise initial et le temps de prise final du mortier de plâtre désulfuré léger sont prolongés, mais lorsque la teneur en citrate de sodium est faible, l'effet sur le temps de prise n'est pas évident.
(4) Avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose, la résistance à la compression du mortier de plâtre désulfuré léger diminue, mais la résistance à la flexion montre une tendance à l'augmentation puis à la diminution à 1 jour, et à 28 jours. Elle a montré une tendance à la diminution d'abord, puis à l'augmentation puis à la diminution.
Date de publication : 02/02/2023