हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग आणि गंधक-निराकरण जिप्सम मोर्टारवरील अभ्यास

गंधक-विरहित जिप्सम हे एक औद्योगिक उप-उत्पादन आहे, जे गंधकयुक्त इंधनाच्या ज्वलनानंतर निर्माण होणाऱ्या धुराच्या वायूचे (फ्लू गॅसचे) बारीक चुना किंवा चुनखडीच्या भुकटीच्या स्लरीद्वारे गंधक-विरहितीकरण आणि शुद्धीकरण करून मिळवले जाते. त्याची रासायनिक रचना नैसर्गिक डायहायड्रेट जिप्समसारखीच असते, ज्यात प्रामुख्याने CaSO4·2H2O असते. सध्या, आपल्या देशातील वीज निर्मिती पद्धतीमध्ये कोळशावर आधारित वीज निर्मितीचेच वर्चस्व आहे आणि औष्णिक वीज निर्मितीच्या प्रक्रियेत कोळशाद्वारे उत्सर्जित होणारा SO2 हा आपल्या देशाच्या वार्षिक उत्सर्जनाच्या ५०% पेक्षा जास्त आहे. मोठ्या प्रमाणात होणाऱ्या सल्फर डायऑक्साइडच्या उत्सर्जनामुळे गंभीर पर्यावरण प्रदूषण झाले आहे. धुराच्या वायूच्या गंधक-विरहितीकरण तंत्रज्ञानाचा वापर करून गंधक-विरहित जिप्सम तयार करणे, हा कोळशावर आधारित संबंधित उद्योगांच्या तांत्रिक विकासाची समस्या सोडवण्यासाठी एक महत्त्वाचा उपाय आहे. अपूर्ण आकडेवारीनुसार, माझ्या देशात ओल्या गंधक-निराकरण जिप्समचे उत्सर्जन प्रति वर्ष ९० दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त झाले आहे, आणि गंधक-निराकरण जिप्समची प्रक्रिया पद्धत प्रामुख्याने ढिगारे करून ठेवण्याची आहे, ज्यामुळे केवळ जमिनीचाच व्याप पडत नाही, तर संसाधनांचाही प्रचंड अपव्यय होतो.

जिप्सममध्ये हलके वजन, आवाज कमी करणे, अग्निरोधक, उष्णतारोधक इत्यादी गुणधर्म आहेत. याचा उपयोग सिमेंट उत्पादन, बांधकाम जिप्सम उत्पादन, सजावट अभियांत्रिकी आणि इतर क्षेत्रांमध्ये केला जाऊ शकतो. सध्या, अनेक विद्वानांनी प्लास्टरिंग जिप्समवर संशोधन केले आहे. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की प्लास्टरिंग मटेरियलमध्ये सूक्ष्म-विस्तार, चांगली कार्यक्षमता आणि लवचिकता असते, आणि ते घरातील भिंतींच्या सजावटीसाठी पारंपरिक प्लास्टरिंग साहित्याची जागा घेऊ शकते. शू जियानजुन आणि इतरांच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की गंधकविरहित जिप्समचा उपयोग हलक्या वजनाचे भिंतीचे साहित्य बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ये बेइहोंग आणि इतरांच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की गंधकविरहित जिप्समपासून तयार केलेले प्लास्टरिंग जिप्सम बाहेरील भिंतीच्या आतील बाजूस, आतील विभाजक भिंती आणि छताच्या प्लास्टरिंग थरासाठी वापरले जाऊ शकते, आणि ते पारंपरिक प्लास्टरिंग मोर्टारमधील कवच निघणे आणि तडे जाणे यांसारख्या सामान्य गुणवत्तेच्या समस्या सोडवू शकते. हलक्या वजनाचे प्लास्टरिंग जिप्सम हे एक नवीन प्रकारचे पर्यावरणपूरक प्लास्टरिंग साहित्य आहे. हे हेमिहायड्रेट जिप्समला मुख्य सिमेंटयुक्त पदार्थ म्हणून वापरून, त्यात हलक्या वजनाचे समुच्चय आणि मिश्रके मिसळून बनवले जाते. पारंपारिक सिमेंट प्लास्टरिंग साहित्याच्या तुलनेत, याला सहज तडे जात नाहीत, याची चिकटण्याची क्षमता चांगली आहे, आकुंचन कमी होते, आणि हे हरित व पर्यावरणपूरक आहे. गंधकविरहित जिप्समचा वापर करून हेमिहायड्रेट जिप्सम तयार केल्याने केवळ नैसर्गिक बांधकाम जिप्सम संसाधनांच्या कमतरतेची समस्या सुटत नाही, तर गंधकविरहित जिप्समच्या संसाधनांचा योग्य वापर होतो आणि पर्यावरणाचे संरक्षण करण्याचा उद्देशही साध्य होतो. म्हणूनच, गंधकविरहित जिप्समच्या अभ्यासावर आधारित, या शोधनिबंधात हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणाऱ्या घटकांचा अभ्यास करण्यासाठी त्याचा सेटिंग वेळ, लवचिक शक्ती आणि संपीडन शक्ती यांची चाचणी केली आहे, आणि हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या विकासासाठी एक सैद्धांतिक आधार प्रदान केला आहे.

१ प्रयोग

१.१ कच्चा माल

गंधक-निराकरण जिप्सम पावडर: फ्लू गॅस गंधक-निराकरण तंत्रज्ञानाने उत्पादित आणि कॅल्साइन केलेले हेमिहायड्रेट जिप्सम, त्याचे मूलभूत गुणधर्म तक्ता १ मध्ये दर्शविले आहेत. हलके वजनाचे ॲग्रीगेट: विट्रिफाइड मायक्रोबीड्स वापरले जातात, आणि त्याचे मूलभूत गुणधर्म तक्ता २ मध्ये दर्शविले आहेत. हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधक-निराकरण जिप्सम मोर्टारच्या वस्तुमान गुणोत्तरावर आधारित, विट्रिफाइड मायक्रोबीड्स ४%, ८%, १२% आणि १६% या प्रमाणात मिसळले जातात.

मंदक: सोडियम सायट्रेट वापरा, जे रासायनिक विश्लेषणासाठी शुद्ध अभिकर्मक आहे. हलक्या प्लास्टरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या गंधक-निराकरण जिप्सम मोर्टारमध्ये सोडियम सायट्रेट वजनाच्या प्रमाणावर आधारित असते आणि त्याचे मिश्रणाचे प्रमाण 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% असते.

सेल्युलोज इथर: हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज (HPMC) वापरा, याची स्निग्धता 400 आहे, HPMC हे हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या वजनाच्या प्रमाणावर आधारित आहे आणि त्याचे मिश्रणाचे प्रमाण 0, 0.1%, 0.2%, 0.4% आहे.

१.२ चाचणी पद्धत

डीसल्फ्युराइज्ड जिप्समच्या मानक सुसंगततेसाठी पाण्याचा वापर आणि सेट होण्याचा वेळ GB/T17669.4-1999 “इमारतीच्या जिप्सम प्लास्टरच्या भौतिक गुणधर्मांचे निर्धारण” मध्ये संदर्भित केला जातो आणि हलक्या प्लास्टरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या डीसल्फ्युराइज्ड जिप्सम मोर्टारचा सेट होण्याचा वेळ GB/T 28627-2012 “प्लास्टरिंग जिप्सम” मध्ये संदर्भित केला जातो.

गंधकविरहित जिप्समची वाकण शक्ती आणि संपीडन शक्ती GB/T9776-2008 “बिल्डिंग जिप्सम” नुसार तपासली जाते, आणि ४० मिमी × ४० मिमी × १६० मिमी आकाराचे नमुने तयार करून, त्यांची २ तासांनंतरची शक्ती आणि कोरडी शक्ती अनुक्रमे मोजली जाते. हलक्या वजनाच्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारची वाकण शक्ती आणि संपीडन शक्ती GB/T 28627-2012 “प्लास्टरिंग जिप्सम” नुसार तपासली जाते, आणि नैसर्गिकरित्या घट्ट झाल्यानंतर १ दिवस आणि २८ दिवसांनंतरची शक्ती अनुक्रमे मोजली जाते.

२ निकाल आणि चर्चा

२.१ हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या गंधक-निराकरण जिप्समच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर जिप्सम पावडरच्या प्रमाणाचा होणारा परिणाम

जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर आणि हलके खडी यांचे एकूण प्रमाण १००% आहे, आणि स्थिर हलकी खडी व मिश्रकाचे प्रमाण अपरिवर्तित राहते. जेव्हा जिप्सम पावडरचे प्रमाण ६०%, ७०%, ८०% आणि ९०% असते, तेव्हा गंधक काढून टाकण्याच्या प्रक्रियेनंतर जिप्सम मोर्टारच्या वाकण आणि संपीडन शक्तीचे परिणाम तपासले जातात.

हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारची वाकण्याची शक्ती आणि दाबण्याची शक्ती दोन्ही वयानुसार वाढतात, यावरून असे दिसून येते की वयानुसार जिप्समच्या जलयोजनाची पातळी अधिक पुरेशी होते. गंधकविरहित जिप्सम पावडरच्या वाढीसह, हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग जिप्समच्या वाकण्याच्या शक्ती आणि दाबण्याच्या शक्तीमध्ये एकंदरीत वाढीचा कल दिसून आला, परंतु ही वाढ कमी होती आणि २८ दिवसांनंतरची दाबण्याची शक्ती विशेषतः लक्षणीय होती. १ दिवसाच्या वयात, ९०% जिप्सम पावडरच्या वाकण्याच्या शक्तीत ६०% जिप्सम पावडरच्या तुलनेत १०.३% वाढ झाली आणि संबंधित दाबण्याच्या शक्तीत १०.१% वाढ झाली. २८ दिवसांच्या वयात, ९०% जिप्सम पावडरच्या वाकण्याच्या शक्तीत ६०% जिप्सम पावडरच्या तुलनेत ८.८% वाढ झाली आणि संबंधित दाबण्याच्या शक्तीत २.६% वाढ झाली. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, असा निष्कर्ष काढता येतो की जिप्सम पावडरच्या प्रमाणाचा परिणाम संपीडन शक्तीपेक्षा वक्रता शक्तीवर अधिक होतो.

२.२ हलक्या वजनाच्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्समच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर हलक्या वजनाच्या एकत्रित घटकांच्या प्रमाणाचा होणारा परिणाम

जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर आणि हलके एकत्रित साहित्य यांचे एकूण प्रमाण १००% आहे, आणि स्थिर जिप्सम पावडर आणि मिश्रणाचे प्रमाण अपरिवर्तित राहते. जेव्हा काचमय सूक्ष्मकणांचे प्रमाण ४%, ८%, १२% आणि १६% असते, तेव्हा गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या वाकण आणि संपीडन शक्तीचे परिणाम.

त्याच वयात, व्हिट्रिफाइड मायक्रोबीड्सचे प्रमाण वाढल्याने हलक्या प्लास्टर केलेल्या डीसल्फ्युराइज्ड जिप्सम मोर्टारची फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथ (वाकण्याची ताकद) आणि कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथ (दाबण्याची ताकद) कमी झाली. याचे कारण असे की, बहुतेक व्हिट्रिफाइड मायक्रोबीड्सची रचना आतून पोकळ असते आणि त्यांची स्वतःची ताकद कमी असते, ज्यामुळे हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग जिप्सम मोर्टारची फ्लेक्झुरल आणि कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथ कमी होते. १ दिवसाच्या वयात, ४% जिप्सम पावडरच्या तुलनेत १६% जिप्सम पावडरची फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथ ३५.३% ने कमी झाली, आणि संबंधित कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथ १६.३% ने कमी झाली. २८ दिवसांच्या वयात, ४% जिप्सम पावडरच्या तुलनेत १६% जिप्सम पावडरची फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथ २४.६% ने कमी झाली, तर संबंधित कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथ केवळ ६.०% ने कमी झाली. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, असा निष्कर्ष काढता येतो की विट्रिफाइड मायक्रोबीड्सच्या घटकांचा लवचिक शक्तीवरील परिणाम हा संपीडन शक्तीवरील परिणामापेक्षा जास्त असतो.

२.३ हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्समच्या घट्ट होण्याच्या वेळेवर मंदकाच्या प्रमाणाचा होणारा परिणाम

जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर आणि हलके खडी यांचे एकूण प्रमाण १००% आहे, आणि स्थिर जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर, हलके खडी आणि सेल्युलोज इथर यांचे प्रमाण अपरिवर्तित राहते. जेव्हा सोडियम सायट्रेटचे प्रमाण ०, ०.१%, ०.२%, ०.३% असते, तेव्हा हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या सेटिंग वेळेचे परिणाम.

हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारचा प्रारंभिक सेटिंग वेळ आणि अंतिम सेटिंग वेळ, दोन्ही सोडियम सायट्रेटचे प्रमाण वाढल्याने वाढतात, परंतु सेटिंग वेळेतील वाढ कमी असते. जेव्हा सोडियम सायट्रेटचे प्रमाण ०.३% असते, तेव्हा प्रारंभिक सेटिंग वेळ २८ मिनिटांनी वाढतो आणि अंतिम सेटिंग वेळ ३३ मिनिटांनी वाढतो. सेटिंग वेळेतील ही वाढ गंधकविरहित जिप्समच्या मोठ्या पृष्ठभागामुळे असू शकते, जो जिप्समच्या कणांभोवती असलेला रिटार्डर शोषून घेऊ शकतो, ज्यामुळे जिप्समचा विरघळण्याचा दर कमी होतो आणि जिप्समच्या स्फटिकीकरणास प्रतिबंध होतो. परिणामी, जिप्सम स्लरी एक मजबूत संरचनात्मक प्रणाली तयार करू शकत नाही आणि जिप्समचा सेटिंग वेळ वाढतो.

२.४ हलक्या वजनाच्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्समच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर सेल्युलोज इथरच्या प्रमाणाचा होणारा परिणाम

जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर आणि हलक्या वजनाच्या खडीचे एकूण प्रमाण १००% आहे, आणि स्थिर जिप्सम पावडर, चुनखडी पावडर, हलक्या वजनाची खडी आणि मंदकाचे प्रमाण अपरिवर्तित राहते. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण ०, ०.१%, ०.२% आणि ०.४% असते, तेव्हा हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या वाकण आणि संपीडन शक्तीचे परिणाम.

१ दिवसाच्या वयात, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण वाढल्याने हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारची वाकण्याची ताकद प्रथम वाढली आणि नंतर कमी झाली; २८ दिवसांच्या वयात, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण वाढल्याने, हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारच्या वाकण्याच्या ताकदीमध्ये प्रथम घट, नंतर वाढ आणि पुन्हा घट होण्याचा कल दिसून आला. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण ०.२% असते, तेव्हा वाकण्याची ताकद कमाल पातळीवर पोहोचते आणि सेल्युलोजचे प्रमाण ० असतानाच्या संबंधित ताकदीपेक्षा जास्त होते. वय १ दिवस असो वा २८ दिवस, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण वाढल्याने हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारची दाबशक्ती कमी होते आणि हा संबंधित घटीचा कल २८ दिवसांच्या वयात अधिक स्पष्ट दिसतो. याचे कारण असे की, सेल्युलोज इथरमध्ये पाणी धरून ठेवण्याचा आणि घट्ट करण्याचा गुणधर्म असतो आणि सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढल्याने प्रमाणित सुसंगततेसाठी पाण्याची मागणी वाढते, परिणामी स्लरी संरचनेतील पाणी-सिमेंट गुणोत्तर वाढते, ज्यामुळे जिप्सम नमुन्याची ताकद कमी होते.

३ निष्कर्ष

(1) गंधकविरहित जिप्समची जलयोजन पातळी वयानुसार अधिक पुरेशी होते. गंधकविरहित जिप्सम पावडरचे प्रमाण वाढल्याने, हलक्या वजनाच्या प्लास्टरिंग जिप्समच्या वाकण शक्ती आणि संपीडन शक्तीमध्ये एकंदरीत वाढीचा कल दिसून आला, परंतु ही वाढ कमी होती.

(2) विट्रिफाइड मायक्रोबीड्सचे प्रमाण वाढल्याने, हलक्या वजनाच्या प्लास्टर केलेल्या डीसल्फ्युराइज्ड जिप्सम मोर्टारची फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथ आणि कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथ त्यानुसार कमी होते, परंतु फ्लेक्झुरल स्ट्रेंथवरील विट्रिफाइड मायक्रोबीड्सच्या प्रमाणाचा प्रभाव कॉम्प्रेशिव्ह स्ट्रेंथपेक्षा जास्त असतो.

(3) सोडियम सायट्रेटचे प्रमाण वाढल्याने, हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारचा प्रारंभिक सेटिंग वेळ आणि अंतिम सेटिंग वेळ वाढतो, परंतु जेव्हा सोडियम सायट्रेटचे प्रमाण कमी असते, तेव्हा सेटिंग वेळेवर होणारा परिणाम स्पष्ट दिसत नाही.

(4) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे प्रमाण वाढल्याने, हलक्या प्लास्टर केलेल्या गंधकविरहित जिप्सम मोर्टारची संपीडन शक्ती कमी होते, परंतु लवचिक शक्ती 1 दिवसानंतर प्रथम वाढून नंतर कमी होण्याचा कल दर्शवते आणि 28 दिवसानंतर प्रथम कमी होणे, नंतर वाढणे आणि नंतर कमी होण्याचा कल दर्शवते.