A kéntelenítő gipsz a kéntartalmú tüzelőanyagok (szén, kőolaj), a kéntelenítő tisztítási folyamat során keletkező ipari szilárd hulladék és a hemihidrát gipsz (kémiai képlet CaSO4· 0,5H2O) elégetéséből származó füstgáz, amelynek teljesítménye összehasonlítható a természetes építési gipszélével. Ezért egyre több kutatás és alkalmazás folyik a kéntelenítő gipsz természetes gipsz helyett történő felhasználására önterülő anyagok előállításához. A szerves polimer adalékok, mint például a vízcsökkentő szer, a vízmegtartó szer és a lassító, nélkülözhetetlen funkcionális összetevők az önterülő habarcsanyagok összetételében. A kettő kölcsönhatása és mechanizmusa a cementtartalmú anyagokkal figyelmet érdemel. A képződési folyamat sajátosságai miatt a kéntelenítő gipsz finomsága kicsi (a szemcseméret főként 40 és 60 μm között oszlik meg), és a por szemcsemérete ésszerűtlen, így a kéntelenítő gipsz reológiai tulajdonságai gyengék, és az általa készített habarcsszuszpenzió gyakran könnyebben szegregálódik, rétegződik és kivérzik. A cellulóz-éter a habarcsokban leggyakrabban használt adalék, és vízcsökkentő szerrel kombinálva fontos garancia a kéntelenített gipsz alapú önterülő anyagok átfogó teljesítményének megvalósítására, mint például az építési teljesítmény, valamint a későbbi mechanikai és tartóssági teljesítmény.
Ebben a cikkben a folyékonysági értéket használjuk kontrollindexként (terülési fok 145 mm±5 mm), a cellulóz-éter tartalmának és a molekulatömegnek (viszkozitási érték) a kéntelenített gipsz alapú önterülő anyagok vízfogyasztására gyakorolt hatására, a folyékonyság időbeli elvesztésére és a koagulációra gyakorolt hatására összpontosítva. Az alapvető tulajdonságok, például az idő és a korai mechanikai tulajdonságok hatásának törvénye; egyidejűleg teszteljük a cellulóz-éter hatásának törvényét a kéntelenített gipsz hidratációjának hőfelszabadulására és hőfelszabadulási sebességére, elemezzük a hatását a kéntelenített gipsz hidratációs folyamatára, és kezdetben megvitatjuk az ilyen típusú adalékok kompatibilitását a kéntelenített gipsz gélesítő rendszerrel.
1. Nyersanyagok és vizsgálati módszerek
1.1 Nyersanyagok
Gipszpor: egy Tangshanban található vállalat által gyártott kéntelenített gipszpor, amelynek fő ásványi összetétele hemihidrát gipsz, kémiai összetételét az 1. táblázat, fizikai tulajdonságait pedig a 2. táblázat mutatja.
kép
kép
Az adalékok a következők: cellulóz-éter (hidroxipropil-metilcellulóz, röviden HPMC); WR szuperplasztifikátor; B-1 habzásgátló; S-05 EVA újradiszpergálható latexpor, amelyek mindegyike kereskedelmi forgalomban kapható.
Adalékanyag: természetes folyami homok, saját készítésű finom homok, 0,6 mm-es szitán átszitálva.
1.2 Vizsgálati módszer
Fix kéntelenítő gipsz: homok: víz = 1:0,5:0,45, megfelelő mennyiségű egyéb adalék, folyékonyság, mint kontroll index (tágulás 145 mm ± 5 mm), a vízfogyasztás beállításával, cementtartalmú anyagokkal (kéntelenítő gipsz + cement) keverve 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ cellulóz-éter (HPMC-20 000); A cellulóz-éter adagolását 1‰-ra rögzítve, különböző molekulatömegű (a megfelelő számok H2, H4, H7,5 és H10) HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 és HPMC-100 000 hidroxipropil-metilcellulóz-étereket választva vizsgálják a cellulóz-éter adagolását és molekulatömegét (viszkozitási értékét). A változásoknak a gipsz alapú önterülő habarcs tulajdonságaira gyakorolt hatását, valamint a kettő befolyását a kéntelenített gipsz önterülő habarcskeverék folyékonyságára, kötési idejére és korai mechanikai tulajdonságaira tárgyalják. A specifikus vizsgálati módszert a GB/T 17669.3-1999 „Építési gipsz mechanikai tulajdonságainak meghatározása” szabvány követelményeinek megfelelően végzik.
A hidratációs hővizsgálatot kéntelenített gipsz vakmintával, valamint 0,5‰, illetve 3‰ cellulóz-éter tartalmú mintákkal végzik, és a használt műszer egy TA-AIR típusú hidratációs hővizsgáló.
2. Eredmények és elemzés
2.1 A cellulóz-éter tartalom hatása a habarcs alapvető tulajdonságaira
A tartalom növelésével a habarcs bedolgozhatósága és kohéziója jelentősen javul, az időbeli folyékonyságveszteség jelentősen csökken, a kivitelezési teljesítmény kiválóbb, a megkeményedett habarcsnak nincs delaminációs jelensége, a felület simasága, simasága és esztétikai megjelenése jelentősen javul. Ugyanakkor a habarcs vízfogyasztása ugyanazon folyékonyság eléréséhez jelentősen megnőtt. 5‰-nál a vízfogyasztás 102%-kal nőtt, a végső kötési idő pedig 100 perccel hosszabbodott, ami 2,5-szerese a vakminta kötési idejének. A habarcs korai mechanikai tulajdonságai jelentősen romlottak a cellulóz-éter tartalom növekedésével. Amikor a cellulóz-éter tartalom 5‰ volt, a 24 órás hajlítószilárdság és nyomószilárdság a vakminta 18,75%-ára, illetve 11,29%-ára csökkent. A nyomószilárdság a vakminta 39,47%-a, illetve 23,45%-a volt. Érdemes megjegyezni, hogy a vízvisszatartó adalék mennyiségének növekedésével a habarcs testsűrűsége is jelentősen csökkent, 2069 kg/m3-ről 0 hőmérsékleten 1747 kg/m3-re 5‰-nál, ami 15,56%-os csökkenést jelent. A habarcs sűrűsége csökken, porozitása pedig növekszik, ami az egyik oka a habarcs mechanikai tulajdonságainak nyilvánvaló csökkenésének.
A cellulóz-éter egy nemionos polimer. A cellulóz-éterlánc hidroxilcsoportjai és az éterkötés oxigénatomjai vízmolekulákkal egyesülve hidrogénkötéseket képezhetnek, a szabad vizet kötött vízzé alakítva, ezáltal szerepet játszva a vízvisszatartásban. Makroszkopikusan ez a zagy kohéziójának növekedésében nyilvánul meg [5]. A zagy viszkozitásának növekedése nemcsak a vízfogyasztást növeli, hanem az oldott cellulóz-éter a gipszrészecskék felületén is adszorbeálódik, akadályozva a hidratációs reakciót és meghosszabbítva a kötési időt; a keverési folyamat során nagyszámú légbuborék is keletkezik. A habarcs keményedésével üregek képződnek, amelyek végül csökkentik a habarcs szilárdságát. Átfogóan figyelembe véve a habarcskeverék egyoldali vízfogyasztását, a szerkezeti teljesítményt, a kötési időt és a mechanikai tulajdonságokat, valamint később a tartósságot stb., a kéntelenített gipsz alapú önterülő habarcsban a cellulóz-éter tartalma nem haladhatja meg az 1‰-ot.
2.2 A cellulóz-éter molekulatömegének hatása a habarcs teljesítményére
Általában minél nagyobb a viszkozitása és minél finomabb a cellulóz-éter szemcsemérete, annál jobb a vízvisszatartása és annál nagyobb a kötési szilárdság. A teljesítmény negatívan változik. Ezért a különböző molekulatömegű cellulóz-éterek hatását a gipszalapú önterülő habarcsanyagok alapvető tulajdonságaira tovább vizsgálták. A habarcs vízigénye bizonyos mértékig nőtt, de nem volt nyilvánvaló hatása a kötési időre és a folyékonyságra. Ugyanakkor a habarcs hajlító- és nyomószilárdsága különböző állapotokban csökkenő tendenciát mutatott, de a csökkenés jóval kisebb volt, mint a cellulóz-éter-tartalom hatása a mechanikai tulajdonságokra. Összefoglalva, a cellulóz-éter molekulatömegének növekedése nincs nyilvánvaló hatással a habarcskeverékek teljesítményére. A konstrukció kényelmét figyelembe véve az alacsony viszkozitású és kis molekulatömegű cellulóz-étert kell választani kénmentesített gipszalapú önterülő anyagként.
2.3 A cellulóz-éter hatása a kéntelenített gipsz hidratációs hőjére
A cellulóz-éter tartalmának növekedésével a kéntelenített gipsz exoterm hidratációs csúcsa fokozatosan csökkent, és a csúcs pozíciójának ideje kissé késett, míg az exoterm hidratációs hő csökkent, de nem jelentősen. Ez azt mutatja, hogy a cellulóz-éter bizonyos mértékig késleltetheti a kéntelenített gipsz hidratációs sebességét és hidratációs fokát, ezért az adagolás nem lehet túl nagy, és 1 ‰-on belül kell szabályozni. Látható, hogy a cellulóz-éter vízzel való találkozása után képződő kolloid film adszorbeálódik a kéntelenített gipszrészecskék felületén, ami 2 óra előtt csökkenti a gipsz hidratációs sebességét. Ugyanakkor egyedi vízvisszatartó és sűrítő hatása késlelteti a zagyvíz elpárolgását, és a diszszipáció előnyös a kéntelenített gipsz további hidratációja szempontjából a későbbi szakaszban. Összefoglalva, ha a megfelelő adagolást szabályozzák, a cellulóz-éternek korlátozott hatása van a kéntelenített gipsz hidratációs sebességére és hidratációs fokára. Ugyanakkor a cellulóz-éter tartalmának és molekulatömegének növekedése jelentősen növeli a zagy viszkozitását, és kiváló vízvisszatartó teljesítményt mutat. A kénmentesített gipsz önterülő habarcs folyékonyságának biztosítása érdekében a vízfogyasztás jelentősen megnő, ami a habarcs megnyúlt kötési idejének köszönhető. A mechanikai tulajdonságok romlásának fő oka.
3. Következtetés
(1) Ha a folyékonyságot használják kontrollindexként, a cellulóz-éter-tartalom növekedésével a kénmentesített gipsz alapú önterülő habarcs kötési ideje jelentősen meghosszabbodik, és a mechanikai tulajdonságai jelentősen romlanak; a cellulóz-éter molekulatömegének növekedése a tartalomhoz képest csekély hatással van a habarcs fenti tulajdonságaira. Összességében kis molekulatömegű cellulóz-étert kell választani (viszkozitási érték kisebb, mint 20 000 Pa·s), és az adagolást a cementtartalmú anyag 1 ‰-es pontosságán belül kell szabályozni.
(2) A kéntelenített gipsz hidratációs hőjének vizsgálati eredményei azt mutatják, hogy a vizsgálat keretein belül a cellulóz-éternek korlátozott hatása van a kéntelenített gipsz hidratációs sebességére és hidratációs folyamatára. A kéntelenített gipsz alapú habarcs mechanikai tulajdonságainak csökkenésének fő okai a vízfogyasztás növekedése és a testsűrűség csökkenése.
Közzététel ideje: 2023. május 8.