हल्के वजन वाले प्लास्टर और सल्फर-मुक्त जिप्सम मोर्टार पर अध्ययन

सल्फर-मुक्त जिप्सम एक औद्योगिक उप-उत्पाद है जो सल्फर युक्त ईंधन के दहन के बाद उत्पन्न द्रव गैस को बारीक चूने या चूना पत्थर के पाउडर के घोल से शुद्ध करके प्राप्त किया जाता है। इसकी रासायनिक संरचना प्राकृतिक डाइहाइड्रेट जिप्सम के समान होती है, जिसमें मुख्य रूप से CaSO4·2H2O होता है। वर्तमान में, हमारे देश में बिजली उत्पादन का मुख्य स्रोत कोयला आधारित बिजली उत्पादन है, और तापीय विद्युत उत्पादन की प्रक्रिया में कोयले से उत्सर्जित SO2 हमारे देश के वार्षिक उत्सर्जन का 50% से अधिक है। सल्फर डाइऑक्साइड के भारी उत्सर्जन से गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण हुआ है। द्रव गैस के सल्फर-मुक्तीकरण तकनीक का उपयोग करके सल्फर-मुक्त जिप्सम का उत्पादन कोयला आधारित संबंधित उद्योगों के तकनीकी विकास की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। अधूरे आंकड़ों के अनुसार, मेरे देश में गीले डीसल्फराइज्ड जिप्सम का उत्सर्जन 90 मिलियन टन/वर्ष से अधिक हो गया है, और डीसल्फराइज्ड जिप्सम की प्रसंस्करण विधि मुख्य रूप से ढेर लगाने पर आधारित है, जो न केवल भूमि का कब्जा करती है, बल्कि संसाधनों की भारी बर्बादी भी करती है।

जिप्सम में हल्के वजन, शोर कम करने, अग्निरोधक क्षमता, ऊष्मीय इन्सुलेशन आदि गुण होते हैं। इसका उपयोग सीमेंट उत्पादन, निर्माण जिप्सम उत्पादन, सजावट इंजीनियरिंग और अन्य क्षेत्रों में किया जा सकता है। वर्तमान में, कई विद्वानों ने प्लास्टरिंग सामग्री पर शोध किया है। शोध से पता चलता है कि प्लास्टरिंग सामग्री में सूक्ष्म विस्तार, अच्छी कार्यक्षमता और प्लास्टिसिटी होती है, और यह आंतरिक दीवार सजावट के लिए पारंपरिक प्लास्टरिंग सामग्रियों का स्थान ले सकती है। जू जियानजुन और अन्य के अध्ययनों से पता चला है कि सल्फर रहित जिप्सम का उपयोग हल्के दीवार सामग्री बनाने के लिए किया जा सकता है। ये बेइहोंग और अन्य के अध्ययनों से पता चला है कि सल्फर रहित जिप्सम से उत्पादित प्लास्टरिंग जिप्सम का उपयोग बाहरी दीवार, आंतरिक विभाजन दीवार और छत के भीतरी भाग की प्लास्टरिंग परत के लिए किया जा सकता है, और यह पारंपरिक प्लास्टरिंग मोर्टार की सामान्य गुणवत्ता समस्याओं जैसे कि पपड़ी उतरना और दरारें पड़ना आदि को दूर कर सकता है। हल्का प्लास्टरिंग जिप्सम एक नई प्रकार की पर्यावरण के अनुकूल प्लास्टरिंग सामग्री है। यह हेमीहाइड्रेट जिप्सम को मुख्य सीमेंटयुक्त सामग्री के रूप में उपयोग करके, हल्के एग्रीगेट और मिश्रणों को मिलाकर बनाया जाता है। परंपरागत सीमेंट प्लास्टरिंग सामग्रियों की तुलना में, यह आसानी से दरार नहीं पड़ता, अच्छी तरह चिपकता है, कम सिकुड़ता है, और पर्यावरण के अनुकूल है। सल्फर रहित जिप्सम का उपयोग करके हेमीहाइड्रेट जिप्सम का उत्पादन न केवल प्राकृतिक भवन निर्माण जिप्सम संसाधनों की कमी की समस्या का समाधान करता है, बल्कि सल्फर रहित जिप्सम के संसाधनों का उपयोग भी सुनिश्चित करता है और पारिस्थितिक पर्यावरण संरक्षण के उद्देश्य को पूरा करता है। इसलिए, सल्फर रहित जिप्सम के अध्ययन के आधार पर, यह शोधपत्र सेटिंग समय, फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ का परीक्षण करता है, ताकि हल्के वजन वाले प्लास्टरिंग के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारकों का अध्ययन किया जा सके और हल्के वजन वाले प्लास्टरिंग के लिए सल्फर रहित जिप्सम मोर्टार के विकास हेतु सैद्धांतिक आधार प्रदान किया जा सके।

1 प्रयोग

1.1 कच्चा माल

सल्फर-मुक्त जिप्सम पाउडर: फ्लू गैस सल्फर-मुक्तीकरण तकनीक द्वारा उत्पादित और कैल्सीनेटेड हेमिहाइड्रेट जिप्सम, इसके मूल गुण तालिका 1 में दर्शाए गए हैं। हल्का समुच्चय: विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स का उपयोग किया जाता है, और इसके मूल गुण तालिका 2 में दर्शाए गए हैं। विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स को हल्के प्लास्टर वाले सल्फर-मुक्त जिप्सम मोर्टार के द्रव्यमान अनुपात के आधार पर 4%, 8%, 12% और 16% के अनुपात में मिलाया जाता है।

मंदक: सोडियम साइट्रेट का उपयोग करें, रासायनिक विश्लेषण शुद्ध अभिकर्मक, सोडियम साइट्रेट हल्के प्लास्टरिंग डिसल्फराइजेशन जिप्सम मोर्टार के वजन अनुपात पर आधारित है, और मिश्रण अनुपात 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% है।

सेल्युलोज ईथर: हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज (HPMC) का उपयोग करें, चिपचिपाहट 400 है, HPMC हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार के वजन अनुपात पर आधारित है, और मिश्रण अनुपात 0, 0.1%, 0.2%, 0.4% है।

1.2 परीक्षण विधि

मानक स्थिरता वाले सल्फररहित जिप्सम की जल खपत और जमने का समय जीबी/टी 17669.4-1999 "भवन निर्माण जिप्सम प्लास्टर के भौतिक गुणों का निर्धारण" के अनुसार निर्धारित किया जाता है, और हल्के प्लास्टरिंग सल्फररहित जिप्सम मोर्टार के जमने का समय जीबी/टी 28627-2012 "प्लास्टरिंग जिप्सम" के अनुसार निर्धारित किया जाता है।

सल्फर रहित जिप्सम की फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव सामर्थ्य का परीक्षण जीबी/टी 9776-2008 "भवन निर्माण जिप्सम" के अनुसार किया गया, और 40 मिमी × 40 मिमी × 160 मिमी आकार के नमूने ढाले गए, और क्रमशः 2 घंटे की सामर्थ्य और शुष्क सामर्थ्य का मापन किया गया। हल्के वजन वाले प्लास्टरयुक्त सल्फर रहित जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव सामर्थ्य का परीक्षण जीबी/टी 28627-2012 "प्लास्टरिंग जिप्सम" के अनुसार किया गया, और क्रमशः 1 दिन और 28 दिन की प्राकृतिक उपचार सामर्थ्य का मापन किया गया।

2 परिणाम और चर्चा

2.1 हल्के वजन वाले प्लास्टरिंग में सल्फर-मुक्त जिप्सम की यांत्रिक विशेषताओं पर जिप्सम पाउडर की मात्रा का प्रभाव

जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर और हल्के एग्रीगेट की कुल मात्रा 100% है, जबकि स्थिर हल्के एग्रीगेट और मिश्रण की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। जिप्सम पाउडर की मात्रा 60%, 70%, 80% और 90% होने पर, जिप्सम मोर्टार की सल्फर-मुक्ति और संपीडन शक्ति के परिणाम प्राप्त किए गए।

हल्के प्लास्टर वाले सल्फर-मुक्त जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ दोनों ही समय के साथ बढ़ती हैं, जिससे पता चलता है कि जिप्सम का हाइड्रेशन स्तर समय के साथ बेहतर होता जाता है। सल्फर-मुक्त जिप्सम पाउडर की मात्रा बढ़ने के साथ, हल्के प्लास्टर वाले जिप्सम की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ में समग्र रूप से वृद्धि देखी गई, लेकिन यह वृद्धि कम थी, और 28 दिनों में कंप्रेसिव स्ट्रेंथ में वृद्धि विशेष रूप से स्पष्ट थी। 1 दिन की आयु में, 90% जिप्सम पाउडर के मिश्रण की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ 60% जिप्सम पाउडर के मिश्रण की तुलना में 10.3% बढ़ गई, और इसी के अनुरूप कंप्रेसिव स्ट्रेंथ में 10.1% की वृद्धि हुई। 28 दिनों की आयु में, 90% जिप्सम पाउडर के मिश्रण की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ 60% जिप्सम पाउडर के मिश्रण की तुलना में 8.8% बढ़ गई, और इसी के अनुरूप कंप्रेसिव स्ट्रेंथ में 2.6% की वृद्धि हुई। संक्षेप में, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि जिप्सम पाउडर की मात्रा का प्रभाव संपीड़न शक्ति की तुलना में फ्लेक्सुरल शक्ति पर अधिक होता है।

2.2 हल्के वजन वाले एग्रीगेट की मात्रा का हल्के वजन वाले प्लास्टरयुक्त डीसल्फराइज्ड जिप्सम के यांत्रिक गुणों पर प्रभाव

जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर और हल्के एग्रीगेट की कुल मात्रा 100% है, जबकि स्थिर जिप्सम पाउडर और मिश्रण की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। जब विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की मात्रा 4%, 8%, 12% और 16% होती है, तो हल्के प्लास्टर के डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ के परिणाम प्राप्त होते हैं।

समान आयु में, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ, विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की मात्रा बढ़ने के साथ कम हो गई। इसका कारण यह है कि अधिकांश विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की आंतरिक संरचना खोखली होती है और उनकी अपनी स्ट्रेंथ कम होती है, जिससे हल्के प्लास्टर वाले जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ कम हो जाती है। 1 दिन की आयु में, 16% जिप्सम पाउडर की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ 4% जिप्सम पाउडर की तुलना में 35.3% कम हो गई, और इसी के अनुरूप कंप्रेसिव स्ट्रेंथ 16.3% कम हो गई। 28 दिन की आयु में, 16% जिप्सम पाउडर की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ 4% जिप्सम पाउडर की तुलना में 24.6% कम हो गई, जबकि इसी के अनुरूप कंप्रेसिव स्ट्रेंथ में केवल 6.0% की कमी आई। संक्षेप में, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की मात्रा का फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ पर प्रभाव, कंप्रेसिव स्ट्रेंथ पर पड़ने वाले प्रभाव से अधिक होता है।

2.3 हल्के प्लास्टर वाले सल्फर-मुक्त जिप्सम के जमने के समय पर मंदक पदार्थ की मात्रा का प्रभाव

जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर और हल्के एग्रीगेट की कुल मात्रा 100% है, जबकि स्थिर जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर, हल्के एग्रीगेट और सेल्युलोज ईथर की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। सोडियम साइट्रेट की मात्रा 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% होने पर, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार के सेटिंग समय के परिणाम प्राप्त होते हैं।

हल्के प्लास्टर वाले सल्फर-मुक्त जिप्सम मोर्टार का प्रारंभिक और अंतिम सेटिंग समय, सोडियम साइट्रेट की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन सेटिंग समय में वृद्धि मामूली होती है। जब सोडियम साइट्रेट की मात्रा 0.3% होती है, तो प्रारंभिक सेटिंग समय 28 मिनट और अंतिम सेटिंग समय 33 मिनट तक बढ़ जाता है। सेटिंग समय में वृद्धि सल्फर-मुक्त जिप्सम के बड़े सतह क्षेत्र के कारण हो सकती है, जो जिप्सम कणों के आसपास के अवरोधक को अवशोषित कर सकता है, जिससे जिप्सम के घुलने की दर कम हो जाती है और जिप्सम का क्रिस्टलीकरण बाधित होता है, जिसके परिणामस्वरूप जिप्सम घोल एक ठोस संरचनात्मक प्रणाली बनाने में असमर्थ हो जाता है।

2.4 हल्के प्लास्टरयुक्त डीसल्फराइज्ड जिप्सम के यांत्रिक गुणों पर सेल्युलोज ईथर की मात्रा का प्रभाव

जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर और हल्के एग्रीगेट की कुल मात्रा 100% है, जबकि स्थिर जिप्सम पाउडर, चूना पत्थर पाउडर, हल्के एग्रीगेट और रिटार्डर की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा 0, 0.1%, 0.2% और 0.4% होने पर, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार के फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ के परिणाम प्राप्त किए गए।

1 दिन की आयु में, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल सामर्थ्य, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा में वृद्धि के साथ पहले बढ़ती है और फिर घटती है; 28 दिन की आयु में, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा में वृद्धि के साथ, फ्लेक्सुरल सामर्थ्य में पहले कमी, फिर वृद्धि और फिर कमी का रुझान देखा गया। जब हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा 0.2% होती है, तो फ्लेक्सुरल सामर्थ्य अधिकतम स्तर पर पहुँच जाती है, और सेलुलोज की मात्रा 0 होने पर संबंधित सामर्थ्य से अधिक हो जाती है। चाहे आयु 1 दिन हो या 28 दिन, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की संपीडन सामर्थ्य, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा में वृद्धि के साथ घटती है, और यह गिरावट का रुझान 28 दिन की आयु में अधिक स्पष्ट होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेल्युलोज ईथर में जल धारण और गाढ़ापन लाने का प्रभाव होता है, और मानक स्थिरता के लिए पानी की मांग सेल्युलोज ईथर की मात्रा में वृद्धि के साथ बढ़ेगी, जिसके परिणामस्वरूप घोल की संरचना का जल-सीमेंट अनुपात बढ़ जाएगा, जिससे जिप्सम नमूने की ताकत कम हो जाएगी।

3 निष्कर्ष

(1) सल्फर रहित जिप्सम की जलयोजन डिग्री उम्र के साथ अधिक पर्याप्त हो जाती है। सल्फर रहित जिप्सम पाउडर की मात्रा बढ़ने के साथ, हल्के प्लास्टरिंग जिप्सम की फ्लेक्सुरल और संपीडन शक्ति में समग्र रूप से ऊपर की ओर रुझान दिखा, लेकिन वृद्धि मामूली थी।

(2) विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की सामग्री में वृद्धि के साथ, हल्के वजन वाले प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ और कंप्रेसिव स्ट्रेंथ तदनुसार कम हो जाती है, लेकिन फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ पर विट्रिफाइड माइक्रोबीड्स की सामग्री का प्रभाव कंप्रेसिव स्ट्रेंथ की तुलना में अधिक होता है।

(3) सोडियम साइट्रेट की मात्रा बढ़ने के साथ, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार का प्रारंभिक सेटिंग समय और अंतिम सेटिंग समय बढ़ जाता है, लेकिन जब सोडियम साइट्रेट की मात्रा कम होती है, तो सेटिंग समय पर प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है।

(4) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मात्रा बढ़ने के साथ, हल्के प्लास्टर वाले डीसल्फराइज्ड जिप्सम मोर्टार की संपीडन शक्ति घटती है, लेकिन फ्लेक्सुरल शक्ति 1 दिन में पहले बढ़ने और फिर घटने की प्रवृत्ति दिखाती है, और 28 दिन में यह पहले घटने, फिर बढ़ने और फिर घटने की प्रवृत्ति दिखाती है।