მსუბუქი შელესვისა და გოგირდის მოცილების თაბაშირ-ნაღმტყორცნების შესწავლა

გოგირდგაცლილი თაბაშირი არის სამრეწველო ქვეპროდუქტი, რომელიც მიიღება გოგირდშემცველი საწვავის წვის შემდეგ წარმოქმნილი გრიპის აირის გოგირდგაცლილებით და გაწმენდით წვრილი კირის ან კირქვის ფხვნილის ნალექის მეშვეობით. მისი ქიმიური შემადგენლობა იგივეა, რაც ბუნებრივი დიჰიდრატის თაბაშირის, ძირითადად CaSO4·2H2O-ს. ამჟამად, ჩემს ქვეყანაში ელექტროენერგიის წარმოების მეთოდში კვლავ დომინირებს ნახშირზე მომუშავე ელექტროენერგია, ხოლო თბოელექტროენერგიის წარმოების პროცესში ნახშირის მიერ გამოყოფილი SO2 ჩემი ქვეყნის წლიური ემისიების 50%-ზე მეტს შეადგენს. გოგირდის დიოქსიდის დიდი რაოდენობით გამოყოფამ გარემოს სერიოზული დაბინძურება გამოიწვია. გოგირდგაცლილი თაბაშირის წარმოებისთვის გრიპის აირის გოგირდგაცლილი ტექნოლოგიის გამოყენება მნიშვნელოვანი ღონისძიებაა ნახშირზე მომუშავე მრეწველობის ტექნოლოგიური განვითარების პრობლემების გადასაჭრელად. არასრული სტატისტიკის მიხედვით, ჩემს ქვეყანაში სველი გოგირდგაცლილი თაბაშირის გამოყოფამ წელიწადში 90 მილიონ ტონას გადააჭარბა და გოგირდგაცლილი თაბაშირის დამუშავების მეთოდი ძირითადად დაგროვებით ხორციელდება, რაც არა მხოლოდ მიწას იკავებს, არამედ რესურსების უზარმაზარ ხარჯვასაც იწვევს.

თაბაშირს აქვს მსუბუქი წონის, ხმაურის შემცირების, ხანძარსაწინააღმდეგო, თბოიზოლაციის და ა.შ. ფუნქციები. მისი გამოყენება შესაძლებელია ცემენტის წარმოებაში, სამშენებლო თაბაშირის წარმოებაში, დეკორატიულ ინჟინერიასა და სხვა სფეროებში. ამჟამად, მრავალმა მეცნიერმა ჩაატარა კვლევა თაბაშირის შეზელვაზე. კვლევები აჩვენებს, რომ თაბაშირის შეზელვის მასალას აქვს მიკროგაფართოება, კარგი დამუშავებადობა და პლასტიურობა და შეუძლია ჩაანაცვლოს ტრადიციული შეზელვის მასალები შიდა კედლების დეკორაციისთვის. სიუ ჯიანჯუნის და სხვების კვლევებმა აჩვენა, რომ გოგირდგაუცლილი თაბაშირის გამოყენება შესაძლებელია მსუბუქი კედლის მასალების დასამზადებლად. იე ბეიჰონგის და სხვების კვლევებმა აჩვენა, რომ გოგირდგაუცლილი თაბაშირისგან წარმოებული შეზელვის თაბაშირი შეიძლება გამოყენებულ იქნას გარე კედლის შიდა მხარის, შიდა ტიხრის კედლისა და ჭერის შეზელვის ფენისთვის და შეუძლია გადაჭრას ისეთი ხარისხის პრობლემები, როგორიცაა ტრადიციული შეზელვის ნაღმტყორცნების დაფქვა და ბზარები. მსუბუქი შეზელვის თაბაშირი არის ეკოლოგიურად სუფთა შეზელვის მასალის ახალი ტიპი. იგი მზადდება ჰემიჰიდრატის თაბაშირისგან, როგორც ძირითადი ცემენტის მასალისგან, მსუბუქი აგრეგატებისა და დანამატების დამატებით. ტრადიციულ ცემენტის შეზელვის მასალებთან შედარებით, ის არ იბზარება და არ ეკვრის. კარგი შეკვრაა, კარგად იჭედება, ეკოლოგიურად სუფთაა და იცავს გარემოს. ჰემიჰიდრატის თაბაშირის წარმოებისთვის გოგირდგაცლილი თაბაშირის გამოყენება არა მხოლოდ წყვეტს ბუნებრივი სამშენებლო თაბაშირის რესურსების ნაკლებობის პრობლემას, არამედ აცნობიერებს გოგირდგაცლილი თაბაშირის რესურსების გამოყენებას და აღწევს ეკოლოგიური გარემოს დაცვის მიზანს. ამიტომ, გოგირდგაცლილი თაბაშირის შესწავლის საფუძველზე, ეს ნაშრომი ამოწმებს გამაგრების დროს, მოღუნვის სიმტკიცეს და შეკუმშვის სიმტკიცეს, რათა შეისწავლოს მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაცლილი თაბაშირის ხსნარის მუშაობაზე მოქმედი ფაქტორები და უზრუნველყოს თეორიული საფუძველი მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაცლილი თაბაშირის ხსნარის შემუშავებისთვის.

1 ექსპერიმენტი

1.1 ნედლეული

გოგირდგაუმტარი თაბაშირის ფხვნილი: ჰემიჰიდრატის თაბაშირი, წარმოებული და გამომცხვარი ნამწვი აირის გოგირდგაუმტარი ტექნოლოგიით, მისი ძირითადი თვისებები ნაჩვენებია ცხრილში 1. მსუბუქი აგრეგატი: გამოიყენება ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლები და მისი ძირითადი თვისებები ნაჩვენებია ცხრილში 2. ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლები შერეულია 4%, 8%, 12% და 16% პროპორციებით, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუმტარი თაბაშირის ნაღმტყორცნის მასის თანაფარდობის მიხედვით.

შემანელებელი: გამოიყენეთ ნატრიუმის ციტრატი, ქიმიური ანალიზის სუფთა რეაგენტი, ნატრიუმის ციტრატი ეფუძნება მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაუმტარი თაბაშირ-ნაღმტყორცნის წონით თანაფარდობას, ხოლო შერევის თანაფარდობაა 0, 0.1%, 0.2%, 0.3%.

ცელულოზის ეთერი: გამოიყენეთ ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა (HPMC), სიბლანტე არის 400, HPMC ეფუძნება მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუფერულებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის წონით თანაფარდობას, ხოლო შერევის თანაფარდობაა 0, 0.1%, 0.2%, 0.4%.

1.2 ტესტირების მეთოდი

გოგირდგაცლილი თაბაშირის სტანდარტული კონსისტენციის წყლის მოხმარება და გამყარების დრო მოცემულია GB/T17669.4-1999 „სამშენებლო თაბაშირის ფიზიკური თვისებების განსაზღვრის“ მიხედვით, ხოლო მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაცლილი თაბაშირის ნაღმტყორცნების გამყარების დრო მოცემულია GB/T 28627-2012 „თაბაშირის შელესვის“ მიხედვით.

გოგირდგაცლილი თაბაშირის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცის განსაზღვრა ხდება GB/T9776-2008 „თაბაშირის მშენებლობის“ სტანდარტის შესაბამისად, ხოლო 40 მმ×40 მმ×160 მმ ზომის ნიმუშები ჩამოსხმულია და შესაბამისად იზომება 2h სიმტკიცე და მშრალი სიმტკიცე. მსუბუქი თაბაშირ-გოგირდგაცლილი თაბაშირ-ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე განისაზღვრება GB/T 28627-2012 „თაბაშირის შელესვის“ სტანდარტის შესაბამისად, ხოლო 1d და 28d სიმტკიცე შესაბამისად იზომება.

2 შედეგები და განხილვა

2.1 თაბაშირის ფხვნილის შემცველობის გავლენა მსუბუქი თაბაშირის გოგირდის შემცველი თაბაშირის მექანიკურ თვისებებზე

თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილისა და მსუბუქი აგრეგატის საერთო რაოდენობა 100%-ია, ხოლო ფიქსირებული მსუბუქი აგრეგატისა და დანამატის რაოდენობა უცვლელი რჩება. როდესაც თაბაშირის ფხვნილის რაოდენობა 60%, 70%, 80% და 90%-ია, გოგირდის მოცილება. თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცის შედეგები.

მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუფერულებული თაბაშირის ნაღმტყორცნების მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე ასაკთან ერთად იზრდება, რაც მიუთითებს, რომ თაბაშირის ჰიდრატაციის ხარისხი ასაკთან ერთად უფრო საკმარისად ხდება. გოგირდგაუფერულებული თაბაშირის ფხვნილის ზრდასთან ერთად, მსუბუქი შელესილი თაბაშირის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე საერთო ზრდის ტენდენციას ავლენდა, თუმცა ზრდა მცირე იყო და შეკუმშვის სიმტკიცე 28 დღის შემდეგ განსაკუთრებით აშკარა იყო. 1-ელ ასაკში, 90%-იან თაბაშირთან შერეული ფხვნილის მოღუნვის სიმტკიცე 10.3%-ით გაიზარდა 60%-იან თაბაშირთან შედარებით და შესაბამისი შეკუმშვის სიმტკიცე 10.1%-ით გაიზარდა. 28 დღის ასაკში, 90%-იან თაბაშირთან შერეული ფხვნილის მოღუნვის სიმტკიცე 8.8%-ით გაიზარდა 60%-იან თაბაშირთან შედარებით და შესაბამისი შეკუმშვის სიმტკიცე 2.6%-ით გაიზარდა. შეჯამებისთვის, შეიძლება დავასკვნათ, რომ თაბაშირის ფხვნილის რაოდენობას უფრო მეტი გავლენა აქვს მოღუნვის სიმტკიცეზე, ვიდრე შეკუმშვის სიმტკიცეს.

2.2 მსუბუქი აგრეგატის შემცველობის გავლენა მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაუფერულებელი თაბაშირის მექანიკურ თვისებებზე

თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილისა და მსუბუქი აგრეგატის საერთო რაოდენობა 100%-ია, ხოლო ფიქსირებული თაბაშირის ფხვნილისა და დანამატის რაოდენობა უცვლელი რჩება. როდესაც ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების რაოდენობა 4%, 8%, 12% და 16%-ია, მსუბუქი თაბაშირი აჩვენებს გოგირდგაცლილი თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცის შედეგებს.

იმავე ასაკში, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცლიებელი თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე შემცირდა ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების შემცველობის ზრდასთან ერთად. ეს იმიტომ ხდება, რომ ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების უმეტესობას შიგნით ღრუ სტრუქტურა აქვს და მათი საკუთარი სიმტკიცე დაბალია, რაც ამცირებს მსუბუქი შელესილი თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცეს. 1 დღის ასაკში, 16%-იანი თაბაშირის ფხვნილის მოღუნვის სიმტკიცე შემცირდა 35.3%-ით 4%-იან თაბაშირის ფხვნილთან შედარებით, ხოლო შესაბამისი შეკუმშვის სიმტკიცე შემცირდა 16.3%-ით. 28 დღის ასაკში, 16%-იანი თაბაშირის ფხვნილის მოღუნვის სიმტკიცე შემცირდა 24.6%-ით 4%-იან თაბაშირის ფხვნილთან შედარებით, ხოლო შესაბამისი შეკუმშვის სიმტკიცე მხოლოდ 6.0%-ით შემცირდა. შეჯამებისთვის, შეიძლება დავასკვნათ, რომ ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების შემცველობის გავლენა მოღუნვის სიმტკიცეზე უფრო დიდია, ვიდრე შეკუმშვის სიმტკიცეზე.

2.3 შემაფერხებელი ნივთიერების გავლენა მსუბუქად შელესილი გოგირდგაცლილი თაბაშირის გამაგრების დროზე

თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილის და მსუბუქი აგრეგატის საერთო დოზა 100%-ია, ხოლო ფიქსირებული თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილის, მსუბუქი აგრეგატის და ცელულოზის ეთერის დოზა უცვლელი რჩება. როდესაც ნატრიუმის ციტრატის დოზაა 0, 0.1%, 0.2%, 0.3%, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაცლილი თაბაშირის ნაღმტყორცნის გამაგრების დრო.

მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის საწყისი და საბოლოო გამაგრების დრო იზრდება ნატრიუმის ციტრატის შემცველობის ზრდასთან ერთად, თუმცა გამაგრების დროის ზრდა მცირეა. როდესაც ნატრიუმის ციტრატის შემცველობა 0.3%-ია, საწყისი გამაგრების დრო იზრდება 28 წუთით, ხოლო საბოლოო გამაგრების დრო 33 წუთით. გამაგრების დროის გახანგრძლივება შესაძლოა განპირობებული იყოს გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის დიდი ზედაპირის ფართობით, რომელსაც შეუძლია თაბაშირის ნაწილაკების გარშემო არსებული შემაფერხებელი ნივთიერებების შთანთქმა, რითაც მცირდება თაბაშირის დაშლის სიჩქარე და თრგუნავს თაბაშირის კრისტალიზაციას, რაც იწვევს თაბაშირის სუსპენზიის მიერ მყარი სტრუქტურული სისტემის ჩამოყალიბების შეუძლებლობას. გაახანგრძლივეთ თაბაშირის გამაგრების დრო.

2.4 ცელულოზის ეთერის შემცველობის გავლენა მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაცლილი თაბაშირის მექანიკურ თვისებებზე

თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილისა და მსუბუქი აგრეგატის საერთო დოზა 100%-ია, ხოლო ფიქსირებული თაბაშირის ფხვნილის, კირქვის ფხვნილის, მსუბუქი აგრეგატისა და შემანელებელი ნივთიერების დოზა უცვლელი რჩება. როდესაც ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის დოზაა 0, 0.1%, 0.2% და 0.4%, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუფერულებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე იზრდება.

1 დღის ასაკში, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვის სიმტკიცე თავდაპირველად გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის შემცველობის ზრდასთან ერთად; 28 დღის ასაკში, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვის სიმტკიცე. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის შემცველობის ზრდასთან ერთად, მოღუნვის სიმტკიცემ აჩვენა ჯერ შემცირების, შემდეგ ზრდის და შემდეგ შემცირების ტენდენცია. როდესაც ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის შემცველობა 0.2%-ია, მოღუნვის სიმტკიცე მაქსიმუმს აღწევს და აღემატება შესაბამის სიმტკიცეს, როდესაც ცელულოზის შემცველობა 0-ია. 1 დღის თუ 28 დღის ასაკის მიუხედავად, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის შეკუმშვის სიმტკიცე მცირდება ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის შემცველობის ზრდასთან ერთად და შესაბამისი კლების ტენდენცია უფრო აშკარაა 28 დღის ასაკში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ცელულოზის ეთერს აქვს წყლის შეკავების და გასქელების ეფექტი, ხოლო სტანდარტული კონსისტენციის მისაღებად წყლის მოთხოვნა გაიზრდება ცელულოზის ეთერის შემცველობის ზრდასთან ერთად, რაც იწვევს სუსპენზიის სტრუქტურის წყალ-ცემენტის თანაფარდობის ზრდას, რითაც მცირდება თაბაშირის ნიმუშის სიმტკიცე.

3 დასკვნა

(1) გოგირდგაცლილი თაბაშირის ჰიდრატაციის ხარისხი ასაკთან ერთად უფრო საკმარისი ხდება. გოგირდგაცლილი თაბაშირის ფხვნილის შემცველობის ზრდასთან ერთად, მსუბუქი თაბაშირის მოსახვევი და შეკუმშვის სიმტკიცე საერთო ზრდის ტენდენციას ავლენდა, თუმცა ზრდა მცირე იყო.

(2) ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების შემცველობის ზრდასთან ერთად, მსუბუქი თაბაშირის გოგირდგაუცლიებელი თაბაშირის ნაღმტყორცნის მოღუნვისა და შეკუმშვის სიმტკიცე შესაბამისად მცირდება, თუმცა ვიტრიფიცირებული მიკრომარცვლების შემცველობის გავლენა მოღუნვის სიმტკიცეზე უფრო მეტია, ვიდრე შეკუმშვის სიმტკიცის.

(3) ნატრიუმის ციტრატის შემცველობის ზრდასთან ერთად, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუცხოებული თაბაშირის ნაღმტყორცნის საწყისი და საბოლოო გამაგრების დრო ხანგრძლივდება, მაგრამ როდესაც ნატრიუმის ციტრატის შემცველობა მცირეა, გამაგრების დროზე გავლენა აშკარა არ არის.

(4) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის შემცველობის ზრდასთან ერთად, მსუბუქად შელესილი გოგირდგაუფერულებული თაბაშირ-ნაღმტყორცნის შეკუმშვის სიმტკიცე მცირდება, თუმცა მოხრის სიმტკიცე 1 დღის შემდეგ ჯერ იზრდება და შემდეგ მცირდება, ხოლო 28 დღის შემდეგ ჯერ მცირდება, შემდეგ იზრდება და შემდეგ მცირდება.