Gipsum penyahsulfuran ialah gas serombong yang dihasilkan oleh pembakaran bahan api yang mengandungi sulfur (arang batu, petroleum), sisa pepejal perindustrian yang dihasilkan semasa proses penulenan penyahsulfuran, dan gipsum hemihidrat (formula kimia CaSO4· 0.5H2O), prestasinya setanding dengan gipsum bangunan semula jadi. Oleh itu, terdapat semakin banyak kajian dan aplikasi penggunaan gipsum penyahsulfuran dan bukannya gipsum semula jadi untuk menghasilkan bahan perataan sendiri. Campuran polimer organik seperti agen pengurangan air, agen penahan air dan perencat adalah komponen berfungsi penting dalam komposisi bahan mortar penyahsulfuran sendiri. Interaksi dan mekanisme kedua-duanya dengan bahan simen adalah isu yang perlu diberi perhatian. Disebabkan oleh ciri-ciri proses pembentukan, kehalusan gipsum penyahsulfuran adalah kecil (saiz zarah terutamanya diagihkan antara 40 dan 60 μm), dan penggredan serbuk tidak munasabah, jadi sifat reologi gipsum penyahsulfuran adalah lemah, dan buburan mortar yang disediakan olehnya selalunya lebih mudah Pengasingan, stratifikasi dan pendarahan berlaku. Eter selulosa merupakan bahan tambahan yang paling biasa digunakan dalam mortar, dan penggunaannya bersama agen pengurangan air merupakan jaminan penting untuk merealisasikan prestasi komprehensif bahan perataan kendiri berasaskan gipsum yang dinyahsulfurisasi seperti prestasi pembinaan dan kemudiannya prestasi mekanikal dan ketahanan.
Dalam kertas kerja ini, nilai kebendairan digunakan sebagai indeks kawalan (darjah penyebaran 145 mm±5 mm), dengan memberi tumpuan kepada kesan kandungan eter selulosa dan berat molekul (nilai kelikatan) terhadap penggunaan air bahan perataan kendiri berasaskan gipsum yang dinyahsulfurisasi, kehilangan kebendairan dari semasa ke semasa, dan hukum pengaruh sifat asas seperti masa dan sifat mekanikal awal pembekuan; pada masa yang sama, uji hukum pengaruh eter selulosa terhadap pelepasan haba dan kadar pelepasan haba penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi, analisis pengaruhnya terhadap proses penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi, dan pada mulanya bincangkan jenis campuran ini Keserasian dengan sistem pembentuk gel gipsum yang dinyahsulfurisasi.
1. Bahan mentah dan kaedah ujian
1.1 Bahan mentah
Serbuk gipsum: serbuk gipsum desulfurisasi yang dihasilkan oleh sebuah syarikat di Tangshan, komposisi mineral utama ialah gipsum hemihidrat, komposisi kimianya ditunjukkan dalam Jadual 1, dan sifat fizikalnya ditunjukkan dalam Jadual 2.
gambar
gambar
Campuran tambahan termasuk: selulosa eter (hidroksipropil metilselulosa, HPMC untuk pendek); superplasticizer WR; penyahbuih B-1; serbuk lateks boleh larut semula EVA S-05, semuanya boleh didapati secara komersial.
Agregat: pasir sungai semula jadi, pasir halus buatan sendiri yang diayak melalui penapis 0.6 mm.
1.2 Kaedah ujian
Gipsum penyahsulfuran tetap: pasir: air = 1:0.5:0.45, jumlah campuran lain yang sesuai, kebendairan sebagai indeks kawalan (pengembangan 145 mm ± 5 mm), dengan melaraskan penggunaan air, masing-masing dicampur dengan bahan simen (gipsum penyahsulfuran + Simen) 0, 0.5‰, 1.0‰, 2.0‰, 3.0‰ eter selulosa (HPMC-20,000); Tetapkan dos eter selulosa kepada 1‰, pilih eter hidroksipropil metilselulosa HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000, dan HPMC-100,000 dengan berat molekul yang berbeza (nombor yang sepadan ialah H2, H4, H7.5, dan H10 masing-masing), untuk mengkaji dos dan berat molekul (nilai kelikatan) eter selulosa. Kesan perubahan pada sifat mortar perataan kendiri berasaskan gipsum, dan pengaruh kedua-duanya pada kebendairan, masa penetapan dan sifat mekanikal awal campuran mortar perataan kendiri gipsum yang dinyahsulfurisasi dibincangkan. Kaedah ujian khusus dijalankan mengikut keperluan GB/T 17669.3-1999 "Penentuan Sifat Mekanikal Gipsum Bangunan".
Ujian haba penghidratan dijalankan menggunakan sampel kosong gipsum yang dinyahsulfurisasi dan sampel dengan kandungan eter selulosa masing-masing 0.5‰ dan 3‰, dan instrumen yang digunakan ialah penguji haba penghidratan jenis TA-AIR.
2. Keputusan dan analisis
2.1 Kesan kandungan eter selulosa terhadap sifat asas mortar
Dengan peningkatan kandungan, kebolehkerjaan dan kepaduan mortar bertambah baik dengan ketara, kehilangan kebendairan dari semasa ke semasa berkurangan dengan ketara, dan prestasi pembinaan lebih cemerlang, dan mortar yang dikeraskan tidak mempunyai fenomena delaminasi, dan kelicinan, kehalusan dan estetika permukaan telah bertambah baik dengan ketara. Pada masa yang sama, penggunaan air mortar untuk mencapai kebendairan yang sama meningkat dengan ketara. Pada 5‰, penggunaan air meningkat sebanyak 102%, dan masa penetapan akhir dilanjutkan sebanyak 100 minit, iaitu 2.5 kali ganda daripada sampel kosong. Sifat mekanikal awal mortar menurun dengan ketara dengan peningkatan kandungan eter selulosa. Apabila kandungan eter selulosa ialah 5‰, kekuatan lenturan dan kekuatan mampatan 24 jam masing-masing menurun kepada 18.75% dan 11.29% daripada sampel kosong. Kekuatan mampatan masing-masing ialah 39.47% dan 23.45% daripada sampel kosong. Perlu diingatkan bahawa dengan peningkatan jumlah agen penahan air, ketumpatan pukal mortar juga menurun dengan ketara, daripada 2069 kg/m3 pada 0 kepada 1747 kg/m3 pada 5‰, penurunan sebanyak 15.56%. Ketumpatan mortar berkurangan dan keliangan meningkat, yang merupakan salah satu sebab penurunan ketara dalam sifat mekanikal mortar.
Eter selulosa ialah polimer bukan ionik. Kumpulan hidroksil pada rantai eter selulosa dan atom oksigen pada ikatan eter boleh bergabung dengan molekul air untuk membentuk ikatan hidrogen, menukarkan air bebas menjadi air terikat, sekali gus memainkan peranan dalam pengekalan air. Secara makroskopik, ia ditunjukkan sebagai peningkatan dalam kekohesifan buburan [5]. Peningkatan kelikatan buburan bukan sahaja akan meningkatkan penggunaan air, tetapi juga eter selulosa terlarut akan terjerap pada permukaan zarah gipsum, menghalang tindak balas penghidratan dan memanjangkan masa penetapan; semasa proses pengadukan, sebilangan besar gelembung udara juga akan diperkenalkan. Lompang akan terbentuk apabila mortar mengeras, akhirnya mengurangkan kekuatan mortar. Dengan mempertimbangkan penggunaan air unilateral campuran mortar, prestasi pembinaan, masa penetapan dan sifat mekanikal, dan ketahanan kemudian, dsb., kandungan eter selulosa dalam mortar perataan kendiri berasaskan gipsum yang dinyahsulfur tidak boleh melebihi 1‰.
2.2 Kesan berat molekul selulosa eter terhadap prestasi mortar
Biasanya, semakin tinggi kelikatan dan semakin halus kehalusan eter selulosa, semakin baik pengekalan air dan meningkatkan kekuatan ikatan. Prestasi akan terjejas secara negatif. Oleh itu, pengaruh eter selulosa dengan berat molekul yang berbeza terhadap sifat asas bahan mortar perataan kendiri berasaskan gipsum diuji selanjutnya. Permintaan air mortar meningkat sehingga tahap tertentu, tetapi tidak mempunyai kesan yang jelas terhadap masa penetapan dan kebendairan. Pada masa yang sama, kekuatan lenturan dan mampatan mortar dalam keadaan yang berbeza menunjukkan trend menurun, tetapi penurunannya jauh lebih rendah daripada pengaruh kandungan eter selulosa terhadap sifat mekanikal. Secara ringkasnya, peningkatan berat molekul eter selulosa tidak mempunyai kesan yang jelas terhadap prestasi campuran mortar. Memandangkan kemudahan pembinaan, eter selulosa kelikatan rendah dan berat molekul kecil harus dipilih sebagai bahan perataan kendiri berasaskan gipsum yang dinyahsulfurisasi.
2.3 Kesan eter selulosa terhadap haba penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi
Dengan peningkatan kandungan eter selulosa, puncak penghidratan eksotermik gipsum yang dinyahsulfurisasi secara beransur-ansur menurun, dan masa kedudukan puncak sedikit tertangguh, manakala haba penghidratan eksotermik menurun, tetapi tidak jelas. Ini menunjukkan bahawa eter selulosa boleh melambatkan kadar penghidratan dan tahap penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi sehingga tahap tertentu, jadi dos tidak boleh terlalu besar, dan harus dikawal dalam lingkungan 1‰. Dapat dilihat bahawa filem koloid yang terbentuk selepas eter selulosa bertemu dengan air terjerap pada permukaan zarah gipsum yang dinyahsulfurisasi, yang mengurangkan kadar penghidratan gipsum sebelum 2 jam. Pada masa yang sama, kesan pengekalan air dan penebalannya yang unik melambatkan penyejatan air buburan dan Pelesapan bermanfaat untuk penghidratan selanjutnya gipsum yang dinyahsulfurisasi pada peringkat kemudian. Kesimpulannya, apabila dos yang sesuai dikawal, eter selulosa mempunyai pengaruh yang terhad terhadap kadar penghidratan dan tahap penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi itu sendiri. Pada masa yang sama, peningkatan kandungan eter selulosa dan berat molekul akan meningkatkan kelikatan buburan dengan ketara dan menunjukkan prestasi pengekalan air yang sangat baik. Bagi memastikan kebendairan mortar perataan sendiri gipsum yang dinyahsulfurisasi, penggunaan air akan meningkat dengan ketara, yang disebabkan oleh masa penetapan mortar yang berpanjangan. Sebab utama penurunan sifat mekanikal.
3. Kesimpulan
(1) Apabila kebendairan digunakan sebagai indeks kawalan, dengan peningkatan kandungan eter selulosa, masa penetapan mortar perataan kendiri berasaskan gipsum yang dinyahsulfurisasi akan berpanjangan dengan ketara, dan sifat mekanikalnya berkurangan dengan ketara; berbanding dengan kandungannya, peningkatan berat molekul eter selulosa mempunyai sedikit kesan terhadap sifat mortar di atas. Dengan mempertimbangkan secara menyeluruh, eter selulosa harus dipilih dengan berat molekul yang kecil (nilai kelikatan lebih rendah daripada 20 000 Pa·s), dan dos harus dikawal dalam lingkungan 1‰ daripada bahan simen.
(2) Keputusan ujian haba penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi menunjukkan bahawa dalam skop ujian ini, eter selulosa mempunyai pengaruh yang terhad terhadap kadar penghidratan dan proses penghidratan gipsum yang dinyahsulfurisasi. Peningkatan penggunaan air dan penurunan ketumpatan pukal adalah sebab utama penurunan sifat mekanikal mortar berasaskan gipsum yang dinyahsulfurisasi.
Masa siaran: 08-Mei-2023