गंधकयुक्त इंधनांच्या (कोळसा, पेट्रोलियम) ज्वलनातून निर्माण होणारा धूर, गंधक-निराकरण शुद्धीकरण प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणारा औद्योगिक घनकचरा आणि हेमिहायड्रेट जिप्सम (रासायनिक सूत्र CaSO4· 0.5H2O) यांपासून गंधक-निराकरण जिप्सम तयार होतो, ज्याची कार्यक्षमता नैसर्गिक बांधकाम जिप्समच्या तुलनेत सारखीच असते. त्यामुळे, स्व-पातळीकरण साहित्य तयार करण्यासाठी नैसर्गिक जिप्समऐवजी गंधक-निराकरण जिप्सम वापरण्यावर अधिकाधिक संशोधन आणि अनुप्रयोग होत आहेत. पाणी कमी करणारे घटक, पाणी टिकवून ठेवणारे घटक आणि मंदक यांसारखे सेंद्रिय पॉलिमर मिश्रण हे स्व-पातळीकरण मोर्टार साहित्याच्या रचनेतील आवश्यक कार्यात्मक घटक आहेत. या दोन्हींची सिमेंटयुक्त साहित्यासोबत होणारी आंतरक्रिया आणि तिची कार्यपद्धती हे लक्ष देण्यायोग्य मुद्दे आहेत. निर्मिती प्रक्रियेच्या वैशिष्ट्यांमुळे, गंधकविरहित जिप्समचा बारीकपणा कमी असतो (कणांचा आकार प्रामुख्याने ४० ते ६० μm दरम्यान असतो), आणि पावडरचे वर्गीकरण अव्यवस्थित असते, त्यामुळे गंधकविरहित जिप्समचे प्रवाहशास्त्रीय गुणधर्म निकृष्ट असतात, आणि त्यापासून तयार केलेल्या मोर्टार स्लरीमध्ये अनेकदा सहजपणे विलगीकरण, स्तरीकरण आणि रक्तस्त्राव होतो. सेल्युलोज इथर हे मोर्टारमध्ये सर्वाधिक वापरले जाणारे मिश्रण आहे, आणि त्याचा पाणी कमी करणाऱ्या घटकासोबतचा एकत्रित वापर हा गंधकविरहित जिप्सम-आधारित स्व-समतलीकरण साहित्याची बांधकाम कामगिरी आणि नंतरची यांत्रिक व टिकाऊपणाची कामगिरी यांसारखी सर्वसमावेशक कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी एक महत्त्वाची हमी आहे.
या शोधनिबंधात, प्रवाहीपणाचे मूल्य नियंत्रण निर्देशांक म्हणून वापरले आहे (पसरण्याची पातळी १४५ मिमी ± ५ मिमी), आणि गंधकविरहित जिप्सम-आधारित स्व-पातळीकरण सामग्रीच्या पाण्याच्या वापरावरील सेल्युलोज इथरचे प्रमाण व रेणूभार (स्निग्धता मूल्य), कालांतराने होणारी प्रवाहीपणाची घट, आणि वेळ व प्रारंभिक यांत्रिक गुणधर्म यांसारख्या मूलभूत गुणधर्मांच्या गोठण प्रक्रियेवरील प्रभावाच्या नियमावर लक्ष केंद्रित केले आहे; त्याच वेळी, गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजनातील उष्णता उत्सर्जन आणि उष्णता उत्सर्जन दरावर सेल्युलोज इथरच्या प्रभावाच्या नियमाची चाचणी केली आहे, गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजन प्रक्रियेवरील त्याच्या प्रभावाचे विश्लेषण केले आहे, आणि गंधकविरहित जिप्सम जेलिंग प्रणालीसोबत या प्रकारच्या मिश्रणाच्या सुसंगततेवर प्राथमिक चर्चा केली आहे.
१. कच्चा माल आणि चाचणी पद्धती
१.१ कच्चा माल
जिप्सम पावडर: तांगशान येथील एका कंपनीने उत्पादित केलेली गंधकविरहित जिप्सम पावडर, मुख्य खनिज रचना हेमिहायड्रेट जिप्सम आहे, तिची रासायनिक रचना तक्ता 1 मध्ये आणि तिचे भौतिक गुणधर्म तक्ता 2 मध्ये दर्शविले आहेत.
चित्र
चित्र
मिश्रणांमध्ये यांचा समावेश आहे: सेल्युलोज इथर (हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज, थोडक्यात HPMC); सुपरप्लास्टिसायझर WR; डिफॉमर B-1; EVA रिडिस्पर्सिबल लेटेक्स पावडर S-05, हे सर्व व्यावसायिकरित्या उपलब्ध आहेत.
समुच्चय: नैसर्गिक नदीची वाळू, ०.६ मिमी चाळणीतून चाळलेली स्व-निर्मित बारीक वाळू.
१.२ चाचणी पद्धत
स्थिर गंधक-निराकरण जिप्सम: वाळू: पाणी = १:०.५:०.४५, इतर मिश्रकांची योग्य मात्रा, प्रवाहीपणा नियंत्रण निर्देशांक म्हणून (प्रसरण १४५ मिमी ± ५ मिमी), पाण्याचा वापर समायोजित करून, सिमेंटयुक्त सामग्री (गंधक-निराकरण जिप्सम + सिमेंट) सोबत अनुक्रमे ०, ०.५‰, १.०‰, २.०‰, ३.०‰ सेल्युलोज इथर (HPMC-२०,०००) मिसळले; पुढे, सेल्युलोज इथरचे प्रमाण १‰ निश्चित करून, वेगवेगळ्या आण्विक वजनाचे (संबंधित क्रमांक अनुक्रमे H2, H4, H7.5 आणि H10 आहेत) HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000 आणि HPMC-100,000 हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज इथर निवडले जातात. सेल्युलोज इथरचे प्रमाण आणि आण्विक वजन (स्निग्धता मूल्य) या बदलांचा जिप्सम-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टारच्या गुणधर्मांवर होणारा परिणाम, तसेच या दोन्हींचा गंधकविरहित जिप्सम सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टार मिश्रणाच्या प्रवाहीपणा, घट्ट होण्याचा वेळ आणि सुरुवातीच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर होणारा प्रभाव यांचा अभ्यास केला जातो. विशिष्ट चाचणी पद्धत GB/T 17669.3-1999 “इमारतीच्या जिप्समच्या यांत्रिक गुणधर्मांचे निर्धारण” च्या आवश्यकतांनुसार पार पाडली जाते.
जलयोजन उष्णता चाचणी ही गंधकविरहित जिप्समच्या रिक्त नमुन्याचा आणि अनुक्रमे 0.5‰ आणि 3‰ सेल्युलोज इथर सामग्री असलेल्या नमुन्यांचा वापर करून केली जाते आणि यासाठी TA-AIR प्रकारच्या जलयोजन उष्णता परीक्षक उपकरणाचा वापर केला जातो.
२. निकाल आणि विश्लेषण
२.१ सेल्युलोज इथरच्या प्रमाणाचा मोर्टारच्या मूलभूत गुणधर्मांवर होणारा परिणाम
सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढल्याने, मोर्टारची कार्यक्षमता आणि एकसंधता लक्षणीयरीत्या सुधारते, कालांतराने होणारी प्रवाहीपणाची घट लक्षणीयरीत्या कमी होते, आणि बांधकामाची कामगिरी अधिक उत्कृष्ट होते. तसेच, घट्ट झालेल्या मोर्टारमध्ये थर सुटण्याची (डिलॅमिनेशन) समस्या उद्भवत नाही आणि पृष्ठभागाचा गुळगुळीतपणा, सुबकपणा व सौंदर्य मोठ्या प्रमाणात सुधारते. त्याच वेळी, तोच प्रवाहीपणा मिळवण्यासाठी मोर्टारचा पाण्याचा वापर लक्षणीयरीत्या वाढला. ५‰ (सेल्युलोज इथर) प्रमाण असताना, पाण्याचा वापर १०२% ने वाढला आणि अंतिम घट्ट होण्याचा वेळ १०० मिनिटांनी वाढला, जो मूळ नमुन्याच्या (ब्लँक सॅम्पल) २.५ पट होता. सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढल्याने मोर्टारचे सुरुवातीचे यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी झाले. जेव्हा सेल्युलोज इथरचे प्रमाण ५‰ होते, तेव्हा २४ तासांची लवचिक शक्ती (फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथ) आणि दाबशक्ती (कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ) मूळ नमुन्याच्या तुलनेत अनुक्रमे १८.७५% आणि ११.२९% पर्यंत कमी झाली. दाबशक्ती मूळ नमुन्याच्या तुलनेत अनुक्रमे ३९.४७% आणि २३.४५% आहे. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की, पाणी धरून ठेवणाऱ्या घटकाचे प्रमाण वाढल्याने, मोर्टारची स्थूल घनता देखील लक्षणीयरीत्या कमी झाली, जी 0‰ वर 2069 kg/m³ पासून 5‰ वर 1747 kg/m³ पर्यंत पोहोचली, म्हणजेच 15.56% घट झाली. मोर्टारची घनता कमी होते आणि सच्छिद्रता वाढते, जे मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये स्पष्ट घट होण्यामागील कारणांपैकी एक आहे.
सेल्युलोज इथर हे एक नॉन-आयनिक पॉलिमर आहे. सेल्युलोज इथर साखळीवरील हायड्रॉक्सिल गट आणि इथर बंधावरील ऑक्सिजन अणू पाण्याच्या रेणूंशी संयोग करून हायड्रोजन बंध तयार करू शकतात, ज्यामुळे मुक्त पाण्याचे बद्ध पाण्यात रूपांतर होते आणि अशा प्रकारे ते पाणी धरून ठेवण्यास मदत करते. स्थूलमानाने हे स्लरीच्या एकसंधतेत वाढ म्हणून दिसून येते [5]. स्लरीच्या चिकटपणामध्ये वाढ झाल्यामुळे केवळ पाण्याचा वापरच वाढत नाही, तर विरघळलेले सेल्युलोज इथर जिप्सम कणांच्या पृष्ठभागावर शोषले जाते, ज्यामुळे हायड्रेशन प्रक्रियेत अडथळा येतो आणि सेट होण्याचा वेळ वाढतो; ढवळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, मोठ्या संख्येने हवेचे बुडबुडे देखील तयार होतात. मोर्टार कठीण झाल्यावर पोकळ्या तयार होतात, ज्यामुळे अखेरीस मोर्टारची ताकद कमी होते. मोर्टार मिश्रणाचा एकतर्फी पाण्याचा वापर, बांधकाम कार्यक्षमता, सेट होण्याचा वेळ आणि यांत्रिक गुणधर्म, आणि नंतरची टिकाऊपणा इत्यादींचा सर्वसमावेशक विचार करता, गंधकविरहित जिप्सम-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टारमधील सेल्युलोज इथरचे प्रमाण 1‰ पेक्षा जास्त नसावे.
२.२ सेल्युलोज इथरच्या रेणूभाराचा मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर होणारा परिणाम
सामान्यतः, सेल्युलोज इथरची स्निग्धता जितकी जास्त आणि कण जितके बारीक असतील, तितकी पाण्याची धारणाशक्ती चांगली असते आणि बंधाची ताकद वाढते, परंतु कामगिरीवर नकारात्मक परिणाम होतो. म्हणून, जिप्सम-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टार सामग्रीच्या मूलभूत गुणधर्मांवर वेगवेगळ्या आण्विक वजनाच्या सेल्युलोज इथरच्या प्रभावाची पुढील चाचणी घेण्यात आली. मोर्टारची पाण्याची गरज काही प्रमाणात वाढली, परंतु त्याचा सेटिंग वेळ आणि प्रवाहीपणावर कोणताही स्पष्ट परिणाम झाला नाही. त्याच वेळी, वेगवेगळ्या अवस्थांमधील मोर्टारच्या लवचिक आणि संकुचित ताकदीमध्ये घसरणीचा कल दिसून आला, परंतु ही घट यांत्रिक गुणधर्मांवर सेल्युलोज इथरच्या प्रमाणाच्या प्रभावापेक्षा खूपच कमी होती. सारांश, सेल्युलोज इथरच्या आण्विक वजनातील वाढीचा मोर्टार मिश्रणाच्या कामगिरीवर कोणताही स्पष्ट परिणाम होत नाही. बांधकामाची सोय लक्षात घेता, गंधकविरहित जिप्सम-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग सामग्री म्हणून कमी स्निग्धता आणि कमी आण्विक वजनाचे सेल्युलोज इथर निवडले पाहिजेत.
२.३ गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजन उष्णतेवर सेल्युलोज इथरचा परिणाम
सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढल्याने, गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजनाचे उष्णतादायी शिखर हळूहळू कमी झाले आणि शिखराच्या स्थानाची वेळ किंचित पुढे ढकलली गेली, तर जलयोजनाची उष्णतादायी घटली, पण ती लक्षणीय नव्हती. यावरून असे दिसून येते की, सेल्युलोज इथर गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजनाचा दर आणि जलयोजनाची पातळी काही प्रमाणात पुढे ढकलू शकते, त्यामुळे त्याचे प्रमाण खूप जास्त नसावे आणि ते १‰ च्या आत नियंत्रित केले पाहिजे. यावरून असे दिसून येते की, सेल्युलोज इथरचा पाण्याशी संपर्क आल्यानंतर तयार होणारा कलिल थर गंधकविरहित जिप्समच्या कणांच्या पृष्ठभागावर शोषला जातो, ज्यामुळे २ तासांपूर्वी जिप्समचा जलयोजनाचा दर कमी होतो. त्याच वेळी, त्याचे अद्वितीय पाणी धरून ठेवण्याचे आणि घट्ट करण्याचे परिणाम स्लरीमधील पाण्याच्या बाष्पीभवनास विलंब करतात आणि नंतरच्या टप्प्यात गंधकविरहित जिप्समच्या पुढील जलयोजनासाठी फायदेशीर ठरतात. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, जेव्हा योग्य प्रमाण नियंत्रित केले जाते, तेव्हा सेल्युलोज इथरचा गंधकविरहित जिप्समच्या हायड्रेशन दरावर आणि हायड्रेशनच्या प्रमाणावर मर्यादित प्रभाव पडतो. त्याच वेळी, सेल्युलोज इथरचे प्रमाण आणि रेणूभार वाढल्याने स्लरीची चिकटपणा लक्षणीयरीत्या वाढतो आणि उत्कृष्ट पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता दिसून येते. गंधकविरहित जिप्सम सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टारचा प्रवाहीपणा टिकवून ठेवण्यासाठी, पाण्याचा वापर लक्षणीयरीत्या वाढतो, ज्यामुळे मोर्टारचा सेट होण्याचा वेळ वाढतो आणि यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये घट होण्याचे हे मुख्य कारण आहे.
३. निष्कर्ष
(1) जेव्हा प्रवाहीपणा हा नियंत्रण निर्देशांक म्हणून वापरला जातो, तेव्हा सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढल्याने, गंधकविरहित जिप्सम-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टारचा सेटिंग वेळ लक्षणीयरीत्या वाढतो आणि यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी होतात; प्रमाणाच्या तुलनेत, सेल्युलोज इथरच्या रेणूभारातील वाढीचा मोर्टारच्या उपरोक्त गुणधर्मांवर फारसा परिणाम होत नाही. सर्वसमावेशक विचार केल्यास, कमी रेणूभार असलेला सेल्युलोज इथर (स्निग्धता मूल्य २०,००० Pa·s पेक्षा कमी) निवडला पाहिजे आणि त्याचे प्रमाण सिमेंटयुक्त पदार्थाच्या १‰ च्या आत नियंत्रित केले पाहिजे.
(2) गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजन उष्णतेच्या चाचणी निकालांवरून असे दिसून येते की या चाचणीच्या व्याप्तीमध्ये, सेल्युलोज इथरचा गंधकविरहित जिप्समच्या जलयोजन दरावर आणि जलयोजन प्रक्रियेवर मर्यादित प्रभाव पडतो. पाण्याच्या वापरात वाढ आणि स्थूल घनतेत घट ही गंधकविरहित जिप्सम-आधारित मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांमधील घटीची मुख्य कारणे आहेत.
पोस्ट करण्याची वेळ: मे-०८-२०२३