Күкіртті ластау гипсі - күкіртті отынның (көмір, мұнай), күкіртті ластауды тазарту процесінде пайда болатын өнеркәсіптік қатты қалдықтардың және гемигидрат гипсінің (химиялық формуласы CaSO4·0.5H2O) жануынан пайда болатын түтін газы, оның өнімділігі табиғи құрылыс гипсінің өнімділігімен салыстыруға болады. Сондықтан, өздігінен тегістелетін материалдарды алу үшін табиғи гипстің орнына күкіртті ластауды қолдану бойынша зерттеулер мен қолданбалар көбейіп келеді. Суды қалпына келтіретін агент, суды сақтайтын агент және баяулатқыш сияқты органикалық полимер қоспалары өздігінен тегістелетін ерітінді материалдарының құрамындағы маңызды функционалды компоненттер болып табылады. Екеуінің цементті материалдармен өзара әрекеттесуі мен механизмі назар аударуға тұрарлық мәселелердің бірі. Қалыптасу процесінің сипаттамаларына байланысты күкіртті ластауды гипстің ұсақтығы аз (бөлшектердің мөлшері негізінен 40-тан 60 мкм-ге дейін таралған) және ұнтақтың градациясы негізсіз, сондықтан күкіртті ластауды гипстің реологиялық қасиеттері нашар, ал ол дайындаған ерітінді суспензиясы көбінесе оңай бөлінеді, стратификация және қан кету орын алады. Целлюлоза эфирі ерітіндіде ең көп қолданылатын қоспа болып табылады, және оны суды қалпына келтіретін агентпен бірге қолдану күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі өздігінен тегістеу материалдарының құрылыс өнімділігі, кейінірек механикалық және беріктік көрсеткіштері сияқты кешенді өнімділігіне қол жеткізудің маңызды кепілі болып табылады.
Бұл мақалада сұйықтық мәні бақылау индексі ретінде пайдаланылады (жайылу дәрежесі 145 мм±5 мм), целлюлоза эфирінің мөлшері мен молекулалық салмақтың (тұтқырлық мәні) күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі өздігінен тегістеу материалдарының су шығынына, уақыт өте келе сұйықтықтың жоғалуына және коагуляцияға әсеріне назар аударылады. Уақыт және ерте механикалық қасиеттер сияқты негізгі қасиеттердің әсер ету заңы; сонымен бірге целлюлоза эфирінің күкіртсіздендірілген гипс гидратациясының жылу бөлінуі мен жылу бөліну жылдамдығына әсер ету заңын тексеріңіз, оның күкіртсіздендірілген гипстің гидратация процесіне әсерін талдаңыз және бастапқыда қоспаның бұл түрін күкіртсіздендірілген гипсті гельдеу жүйесімен үйлесімділікте талқылаңыз.
1. Шикізат және сынақ әдістері
1.1 Шикізат
Гипс ұнтағы: Таншань қаласындағы компания шығаратын күкіртсіздендірілген гипс ұнтағы, негізгі минералды құрамы гемигидраттық гипс, оның химиялық құрамы 1-кестеде, ал физикалық қасиеттері 2-кестеде көрсетілген.
сурет
сурет
Қоспалардың құрамына мыналар кіреді: целлюлоза эфирі (гидроксипропил метилцеллюлоза, қысқаша HPMC); WR суперпластификаторы; B-1 көбікке қарсы май; EVA қайта еритін латекс ұнтағы S-05, олардың барлығы коммерциялық түрде қолжетімді.
Агрегат: табиғи өзен құмы, 0,6 мм електен өткізілген өздігінен жасалған ұсақ құм.
1.2 Сынақ әдісі
Бекітілген күкіртсіздендіру гипсі: құм: су = 1:0,5:0,45, басқа қоспалардың тиісті мөлшері, сұйықтық бақылау индексі ретінде (кеңейту 145 мм ± 5 мм), су шығынын реттеу арқылы, тиісінше цементті материалдармен (күкіртсіздендіру гипсі + цемент) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ целлюлоза эфирімен (HPMC-20,000) араластырылады; целлюлоза эфирінің мөлшерін 1‰ етіп бекітіңіз, целлюлоза эфирінің мөлшерін және молекулалық салмағын (тұтқырлық мәнін) зерттеу үшін әртүрлі молекулалық салмағы бар (сәйкес сандары H2, H4, H7.5 және H10) HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000 және HPMC-100,000 гидроксипропил метилцеллюлоза эфирлерін таңдаңыз. Гипс негізіндегі өздігінен тегістелетін ерітіндінің қасиеттеріне өзгерістердің әсері және екеуінің декүкіртсіздендірілген гипс өздігінен тегістелетін ерітінді қоспасының сұйықтығына, қату уақытына және ерте механикалық қасиеттеріне әсері талқыланады. Нақты сынақ әдісі GB/T 17669.3-1999 «Құрылыс гипсінің механикалық қасиеттерін анықтау» талаптарына сәйкес жүзеге асырылады.
Гидратация жылуын сынау күкіртсіздендірілген гипстің бос үлгісін және целлюлоза эфирінің мөлшері сәйкесінше 0,5‰ және 3‰ болатын үлгілерді пайдалану арқылы жүргізіледі, ал қолданылатын құрал - TA-AIR типті гидратация жылуын өлшейтін құрал.
2. Нәтижелер және талдау
2.1 Целлюлоза эфирінің құрамының ерітіндінің негізгі қасиеттеріне әсері
Құрамының жоғарылауымен ерітіндінің жұмысқа жарамдылығы мен біркелкілігі айтарлықтай жақсарады, уақыт өте келе сұйықтықтың жоғалуы айтарлықтай азаяды, құрылыс өнімділігі жоғарылайды, ал қатайтылған ерітіндіде деламинация құбылысы болмайды, бетінің тегістігі, тегістігі және эстетикасы айтарлықтай жақсарды. Сонымен қатар, ерітіндінің сол сұйықтыққа жету үшін су шығыны айтарлықтай артты. 5‰ кезінде су шығыны 102%-ға артты, ал соңғы қату уақыты 100 минутқа ұзарды, бұл бос үлгідегіден 2,5 есе көп. Ерітіндінің алғашқы механикалық қасиеттері целлюлоза эфирінің құрамының артуымен айтарлықтай төмендеді. Целлюлоза эфирінің құрамы 5‰ болғанда, 24 сағаттық иілу беріктігі мен сығылу беріктігі бос үлгінің сәйкесінше 18,75% және 11,29%-ға дейін төмендеді. Сығылу беріктігі бос үлгінің сәйкесінше 39,47% және 23,45% құрайды. Су ұстағыш зат мөлшерінің артуымен ерітіндінің көлемдік тығыздығы да айтарлықтай төмендегенін, 0 кезіндегі 2069 кг/м3-тен 5‰ кезіндегі 1747 кг/м3-ке дейін, яғни 15,56%-ға төмендегенін атап өткен жөн. Ерітінді тығыздығы төмендейді және кеуектілігі артады, бұл ерітіндінің механикалық қасиеттерінің айқын төмендеуінің себептерінің бірі болып табылады.
Целлюлоза эфирі - иондық емес полимер. Целлюлоза эфир тізбегіндегі гидроксил топтары және эфир байланысындағы оттегі атомдары су молекулаларымен бірігіп, сутектік байланыстар түзе алады, бос суды байланысқан суға айналдырады, осылайша суды ұстап тұруда рөл атқарады. Макроскопиялық тұрғыдан алғанда, бұл суспензияның бірігуінің жоғарылауы ретінде көрінеді [5]. Суспензия тұтқырлығының жоғарылауы тек су шығынын ғана емес, сонымен қатар еріген целлюлоза эфирі гипс бөлшектерінің бетіне адсорбцияланады, бұл гидратация реакциясын тежейді және қату уақытын ұзартады; араластыру процесінде көптеген ауа көпіршіктері де пайда болады. Ерітінді қатаю кезінде бос орындар пайда болады, бұл ақырында ерітіндінің беріктігін төмендетеді. Ерітінді қоспасының біржақты су шығынын, құрылыс өнімділігін, қату уақыты мен механикалық қасиеттерін, кейінірек беріктігі мен т.б. ескере отырып, күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі өздігінен тегістелетін ерітіндідегі целлюлоза эфирінің мөлшері 1‰-ден аспауы керек.
2.2 Целлюлоза эфирінің молекулалық салмағының ерітіндінің өнімділігіне әсері
Әдетте, целлюлоза эфирінің тұтқырлығы неғұрлым жоғары және ұсақ болса, суды ұстап тұру және байланыс беріктігін арттыру соғұрлым жақсы болады. Өнімділікке кері әсер етеді. Сондықтан, гипс негізіндегі өздігінен тегістелетін ерітінді материалдарының негізгі қасиеттеріне әртүрлі молекулалық салмақтағы целлюлоза эфирлерінің әсері одан әрі тексерілді. Ерітіндіге су қажеттілігі белгілі бір дәрежеде артты, бірақ қату уақыты мен сұйықтыққа айқын әсер еткен жоқ. Сонымен қатар, ерітіндінің әртүрлі күйлердегі иілу және сығылу беріктігі төмендеу үрдісін көрсетті, бірақ төмендеу целлюлоза эфирінің құрамының механикалық қасиеттерге әсерінен әлдеқайда аз болды. Қорытындылай келе, целлюлоза эфирінің молекулалық салмағының артуы ерітінді қоспаларының өнімділігіне айқын әсер етпейді. Құрылымның ыңғайлылығын ескере отырып, төмен тұтқырлықтағы және шағын молекулалық салмақтағы целлюлоза эфирін күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі өздігінен тегістелетін материалдар ретінде таңдау керек.
2.3 Целлюлоза эфирінің күкіртсіздендірілген гипстің гидратация жылуына әсері
Целлюлоза эфирінің мөлшерінің артуымен күкіртсіздендірілген гипстің экзотермиялық гидратация шыңы біртіндеп төмендеді, ал шыңның орналасу уақыты сәл кешікті, ал гидратацияның экзотермиялық жылуы төмендеді, бірақ айқын емес. Бұл целлюлоза эфирінің күкіртсіздендірілген гипстің гидратация жылдамдығы мен гидратация дәрежесін белгілі бір дәрежеде кешіктіре алатынын көрсетеді, сондықтан мөлшер тым үлкен болмауы керек және 1‰ шегінде бақылануы керек. Целлюлоза эфирі сумен кездескеннен кейін пайда болған коллоидты қабықтың күкіртсіздендірілген гипс бөлшектерінің бетінде адсорбцияланатынын көруге болады, бұл гипстің гидратация жылдамдығын 2 сағат бұрын төмендетеді. Сонымен қатар, оның бірегей суды ұстап тұру және қоюландыру әсері суспензия суының булануын кешіктіреді және диссипация күкіртсіздендірілген гипстің кейінгі кезеңде одан әрі гидратациялануына пайдалы. Қорытындылай келе, тиісті мөлшер бақыланған кезде, целлюлоза эфирінің күкіртсіздендірілген гипстің өзінің гидратация жылдамдығы мен гидратация дәрежесіне әсері шектеулі. Сонымен қатар, целлюлоза эфирінің мөлшері мен молекулалық салмағының артуы суспензияның тұтқырлығын айтарлықтай арттырады және суды жақсы ұстайды. Күкіртсіздендірілген гипс өздігінен тегістелетін ерітіндінің сұйықтығын қамтамасыз ету үшін су шығыны айтарлықтай артады, бұл ерітіндінің қату уақытының ұзаруына байланысты. Механикалық қасиеттердің төмендеуінің негізгі себебі.
3. Қорытынды
(1) Бақылау индексі ретінде сұйықтық пайдаланылған кезде, целлюлоза эфирінің мөлшерінің артуымен, күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі өздігінен тегістелетін ерітіндінің қату уақыты айтарлықтай ұзарады және механикалық қасиеттері айтарлықтай төмендейді; құрамымен салыстырғанда, целлюлоза эфирінің молекулалық салмағының артуы ерітіндінің жоғарыда аталған қасиеттеріне аз әсер етеді. Жан-жақты қарастыра отырып, целлюлоза эфирін аз молекулалық салмағымен (тұтқырлық мәні 20 000 Pa·s-тан төмен) таңдау керек, ал дозасын цементті материалдың 1‰ шегінде бақылау керек.
(2) Күкіртсіздендірілген гипстің гидратация жылуын сынау нәтижелері осы сынақ аясында целлюлоза эфирінің күкіртсіздендірілген гипстің гидратация жылдамдығы мен гидратация процесіне шектеулі әсер ететінін көрсетеді. Су тұтынудың артуы және көлемдік тығыздықтың төмендеуі күкіртсіздендірілген гипс негізіндегі ерітіндінің механикалық қасиеттерінің төмендеуінің негізгі себептері болып табылады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 8 мамыр