O xeso desulfurante é o gas de combustión producido pola combustión de combustibles que conteñen xofre (carbón, petróleo), residuos sólidos industriais producidos durante o proceso de purificación por desulfuración e xeso hemihidratado (fórmula química CaSO4· 0.5H2O), cuxo rendemento é comparable ao do xeso de construción natural. Polo tanto, hai cada vez máis investigacións e aplicacións para o uso de xeso desulfurado en lugar de xeso natural para producir materiais autonivelantes. As aditivas de polímeros orgánicos, como o axente redutor de auga, o axente de retención de auga e o retardador, son compoñentes funcionais esenciais na composición dos materiais de morteiro autonivelantes. A interacción e o mecanismo de ambos cos materiais cementicios son cuestións que merecen atención. Debido ás características do proceso de formación, a finura do xeso desulfurado é pequena (o tamaño das partículas distribúese principalmente entre 40 e 60 μm) e a gradación do po non é razoable, polo que as propiedades reolóxicas do xeso desulfurado son deficientes e a pasta de morteiro preparada con el adoita producirse segregación, estratificación e sangramento máis fáciles. O éter de celulosa é a mestura máis utilizada no morteiro e o seu uso combinado cun axente redutor de auga é unha garantía importante para obter o rendemento integral dos materiais autonivelantes a base de xeso desulfurado, como o rendemento construtivo e, posteriormente, o rendemento mecánico e de durabilidade.
Neste artigo, o valor de fluidez utilízase como índice de control (grao de dispersión 145 mm ± 5 mm), centrándose no impacto do contido de éter de celulosa e o peso molecular (valor de viscosidade) no consumo de auga dos materiais autonivelantes a base de xeso desulfurado, a perda de fluidez ao longo do tempo e a coagulación. A lei de influencia de propiedades básicas como o tempo e as propiedades mecánicas iniciais; ao mesmo tempo, proba a lei de influencia do éter de celulosa na liberación de calor e na taxa de liberación de calor da hidratación do xeso desulfurado, analiza a súa influencia no proceso de hidratación do xeso desulfurado e, inicialmente, discute a compatibilidade deste tipo de mestura co sistema de xelificación do xeso por desulfuración.
1. Materias primas e métodos de ensaio
1.1 Materias primas
Xeso en po: xeso en po desulfurado producido por unha empresa de Tangshan, a principal composición mineral é o xeso hemihidratado, a súa composición química móstrase na Táboa 1 e as súas propiedades físicas na Táboa 2.
imaxe
imaxe
As mesturas inclúen: éter de celulosa (hidroxipropilmetilcelulosa, HPMC para abreviar); superplastificante WR; antiespumante B-1; látex redispersable en po EVA S-05, todos os cales están dispoñibles comercialmente.
Agregado: area de río natural, area fina artesanal peneirada cun peneiro de 0,6 mm.
1.2 Método de proba
Xeso de desulfuración fixo: area: auga = 1:0,5:0,45, cantidade axeitada doutros aditivos, fluidez como índice de control (expansión 145 mm ± 5 mm), axustando o consumo de auga, mesturado respectivamente con materiais cementicios (xeso de desulfuración + cemento) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ éter de celulosa (HPMC-20.000); Ademais, fixando a dosificación do éter de celulosa ao 1‰, escollendo éteres de hidroxipropilmetilcelulosa HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 e HPMC-100.000 con diferentes pesos moleculares (os números correspondentes son H2, H4, H7,5 e H10 respectivamente) para estudar a dosificación e o peso molecular (valor de viscosidade) do éter de celulosa. Discútese o impacto dos cambios nas propiedades do morteiro autonivelante a base de xeso e a influencia de ambos na fluidez, o tempo de fraguado e as primeiras propiedades mecánicas da mestura de morteiro autonivelante de xeso desulfurado. O método de ensaio específico lévase a cabo de acordo cos requisitos da norma GB/T 17669.3-1999 "Determinación das propiedades mecánicas do xeso para construción".
A proba de calor de hidratación realízase empregando unha mostra en branco de xeso desulfurado e mostras cun contido de éter de celulosa do 0,5‰ e 3‰, respectivamente, e o instrumento empregado é un proba de calor de hidratación tipo TA-AIR.
2. Resultados e análise
2.1 Efecto do contido de éter de celulosa nas propiedades básicas do morteiro
Co aumento do contido, a traballabilidade e a cohesión do morteiro melloran significativamente, a perda de fluidez ao longo do tempo redúcese significativamente e o rendemento da construción é máis excelente, e o morteiro endurecido non ten fenómeno de delaminación, e a suavidade superficial, a lisura e a estética melloran moito. Ao mesmo tempo, o consumo de auga do morteiro para acadar a mesma fluidez aumentou significativamente. Ao 5‰, o consumo de auga aumentou un 102 % e o tempo de fraguado final prolongouse en 100 minutos, o que foi 2,5 veces superior ao da mostra en branco. As propiedades mecánicas iniciais do morteiro diminuíron significativamente co aumento do contido de éter de celulosa. Cando o contido de éter de celulosa foi do 5‰, a resistencia á flexión e a resistencia á compresión ás 24 h diminuíron ao 18,75 % e ao 11,29 % da mostra en branco, respectivamente. A resistencia á compresión é do 39,47 % e do 23,45 % da mostra en branco, respectivamente. Cómpre sinalar que co aumento da cantidade de axente retenedor de auga, a densidade aparente do morteiro tamén diminuíu significativamente, de 2069 kg/m3 a 0 a 1747 kg/m3 a 5‰, unha diminución do 15,56 %. A densidade do morteiro diminúe e a porosidade aumenta, o que é unha das razóns da evidente diminución das propiedades mecánicas do morteiro.
O éter de celulosa é un polímero non iónico. Os grupos hidroxilo da cadea de éter de celulosa e os átomos de osíxeno da unión do éter poden combinarse con moléculas de auga para formar enlaces de hidróxeno, convertendo a auga libre en auga ligada, o que desempeña un papel na retención de auga. Macroscopicamente, maniféstase como un aumento da cohesión da suspensión [5]. O aumento da viscosidade da suspensión non só aumentará o consumo de auga, senón que o éter de celulosa disolto se adsorberá na superficie das partículas de xeso, o que dificultará a reacción de hidratación e prolongará o tempo de fraguado; durante o proceso de axitación, tamén se introducirá un gran número de burbullas de aire. Formaranse ocos a medida que o morteiro endurece, o que acabará por reducir a resistencia do morteiro. Tendo en conta de forma integral o consumo unilateral de auga da mestura do morteiro, o rendemento da construción, o tempo de fraguado e as propiedades mecánicas, e a durabilidade posterior, etc., o contido de éter de celulosa no morteiro autonivelante a base de xeso desulfurado non debe superar o 1‰.
2.2 O efecto do peso molecular do éter de celulosa no rendemento do morteiro
Normalmente, canto maior sexa a viscosidade e a finura do éter de celulosa, mellor será a retención de auga e aumentará a forza de adhesión. O rendemento verase afectado negativamente. Polo tanto, probouse máis a fondo a influencia dos éteres de celulosa de diferentes pesos moleculares nas propiedades básicas dos materiais de morteiro autonivelantes a base de xeso. A demanda de auga do morteiro aumentou ata certo punto, pero non tivo un efecto obvio no tempo de fraguado nin na fluidez. Ao mesmo tempo, as resistencias á flexión e á compresión do morteiro en diferentes estados mostraron unha tendencia á baixa, pero o descenso foi moito menor que a influencia do contido de éter de celulosa nas propiedades mecánicas. En resumo, o aumento do peso molecular do éter de celulosa non ten un efecto obvio no rendemento das mesturas de morteiro. Tendo en conta a comodidade da construción, débese seleccionar éter de celulosa de baixa viscosidade e pequeno peso molecular como materiais autonivelantes a base de xeso desulfurado.
2.3 Efecto do éter de celulosa sobre a calor de hidratación do xeso desulfurado
Co aumento do contido de éter de celulosa, o pico de hidratación exotérmico do xeso desulfurado diminuíu gradualmente e o tempo da posición do pico atrasouse lixeiramente, mentres que a calor de hidratación exotérmica diminuíu, pero non de forma evidente. Isto demostra que o éter de celulosa pode atrasar a velocidade e o grao de hidratación do xeso desulfurado ata certo punto, polo que a dosificación non debe ser demasiado grande e debe controlarse dentro de 1‰. Pódese observar que a película coloidal formada despois de que o éter de celulosa se atope coa auga adsórbese na superficie das partículas de xeso desulfurado, o que reduce a velocidade de hidratación do xeso antes de 2 horas. Ao mesmo tempo, os seus efectos únicos de retención de auga e espesamento atrasan a evaporación da auga da lama e a disipación é beneficiosa para unha maior hidratación do xeso desulfurado na fase posterior. En resumo, cando se controla a dosificación axeitada, o éter de celulosa ten unha influencia limitada na velocidade de hidratación e no grao de hidratación do propio xeso desulfurado. Ao mesmo tempo, o aumento do contido de éter de celulosa e do peso molecular incrementará significativamente a viscosidade da lama e mostrará un excelente rendemento de retención de auga. Para garantir a fluidez do morteiro autonivelante de xeso desulfurado, o consumo de auga aumentará significativamente, o que se debe ao tempo de fraguado prolongado do morteiro. A principal razón da diminución das propiedades mecánicas.
3. Conclusión
(1) Cando se emprega a fluidez como índice de control, co aumento do contido de éter de celulosa, o tempo de fraguado do morteiro autonivelante a base de xeso desulfurado prolóngase significativamente e as propiedades mecánicas redúcense significativamente; en comparación co contido, o peso molecular do éter de celulosa. O aumento ten pouco efecto nas propiedades mencionadas do morteiro. Considerando isto de forma integral, débese seleccionar éter de celulosa cun peso molecular pequeno (valor de viscosidade inferior a 20 000 Pa·s) e a dosificación debe controlarse dentro de 1‰ do material cementoso.
(2) Os resultados da proba de calor de hidratación do xeso desulfurado mostran que, dentro do alcance desta proba, o éter de celulosa ten unha influencia limitada na taxa de hidratación e no proceso de hidratación do xeso desulfurado. O aumento do consumo de auga e a diminución da densidade aparente son as principais razóns da diminución das propiedades mecánicas do morteiro a base de xeso desulfurado.
Data de publicación: 08 de maio de 2023