Ontzwavelingsgips is een industrieel bijproduct dat wordt verkregen door het ontzwavelen en zuiveren van rookgassen die vrijkomen bij de verbranding van zwavelhoudende brandstoffen met behulp van een slurry van fijn kalk- of kalksteenpoeder. De chemische samenstelling is gelijk aan die van natuurlijk dihydraatgips, voornamelijk CaSO4·2H2O. Momenteel wordt de energieproductie in ons land nog steeds gedomineerd door kolencentrales, en de SO2-uitstoot van kolen tijdens de thermische energieproductie is verantwoordelijk voor meer dan 50% van de jaarlijkse emissies. De grote hoeveelheid zwaveldioxide-uitstoot veroorzaakt ernstige milieuvervuiling. Het gebruik van rookgasontzwavelingstechnologie voor de productie van ontzwavelingsgips is een belangrijke maatregel om de technologische ontwikkeling van de kolengestookte industrieën te bevorderen. Volgens onvolledige statistieken bedraagt de uitstoot van nat ontzwaveld gips in mijn land meer dan 90 miljoen ton per jaar. De verwerkingsmethode van ontzwaveld gips bestaat voornamelijk uit het opstapelen ervan, wat niet alleen land in beslag neemt, maar ook leidt tot een enorme verspilling van grondstoffen.
Gips heeft eigenschappen zoals een laag gewicht, geluidsreductie, brandpreventie en thermische isolatie. Het kan worden gebruikt in de cementproductie, de bouw van gips, de decoratietechniek en andere sectoren. Momenteel doen veel wetenschappers onderzoek naar pleisterwerk. Uit onderzoek blijkt dat pleistermateriaal micro-expansie, goede verwerkbaarheid en plasticiteit bezit en traditionele pleistermaterialen voor binnenmuurdecoratie kan vervangen. Studies van Xu Jianjun en anderen hebben aangetoond dat ontzwavelde gips kan worden gebruikt om lichtgewicht wandmaterialen te maken. Studies van Ye Beihong en anderen hebben aangetoond dat pleistergips, geproduceerd met ontzwavelde gips, kan worden gebruikt voor de pleisterlaag aan de binnenzijde van buitenmuren, binnenwanden en plafonds, en dat het veelvoorkomende kwaliteitsproblemen zoals afbladderen en scheuren van traditionele pleistermortel kan oplossen. Lichtgewicht pleistergips is een nieuw type milieuvriendelijk pleistermateriaal. Het wordt gemaakt van hemihydraatgips als belangrijkste bindmiddel, waaraan lichtgewicht aggregaten en hulpstoffen worden toegevoegd. Vergeleken met traditionele cementpleistermaterialen is het minder gevoelig voor scheuren, hecht het goed, heeft het een geringe krimp en is het groen en milieuvriendelijk. Het gebruik van ontzwavelingsgips voor de productie van hemihydraatgips lost niet alleen het probleem van het tekort aan natuurlijke bouwgipsbronnen op, maar maakt ook de benutting van ontzwavelingsgips mogelijk en draagt bij aan de bescherming van het milieu. Daarom worden in dit artikel, gebaseerd op onderzoek naar ontzwavelingsgips, de uithardingstijd, buigsterkte en druksterkte getest om de factoren te onderzoeken die de prestaties van lichtgewicht pleistermortel op basis van ontzwavelingsgips beïnvloeden en een theoretische basis te bieden voor de ontwikkeling van dergelijke mortels.
1 experiment
1.1 Grondstoffen
Ontzwavelingsgipspoeder: Hemihydraatgips geproduceerd en gecalcineerd met behulp van rookgasontzwavelingstechnologie. De basiseigenschappen hiervan staan in Tabel 1. Lichtgewicht aggregaat: verglaasde microkorrels worden gebruikt. De basiseigenschappen hiervan staan in Tabel 2. Verglaasde microkorrels worden in verhoudingen van 4%, 8%, 12% en 16% toegevoegd aan de lichtgewicht, ontzwavelingsgipsmortel.
Vertrager: Gebruik natriumcitraat, een chemisch zuiver reagens. De hoeveelheid natriumcitraat is gebaseerd op de gewichtsverhouding van licht ontzwavelingsgipsmortel voor pleisterwerk, en de mengverhouding is 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%.
Cellulose-ether: gebruik hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), viscositeit 400. HPMC is gebaseerd op de gewichtsverhouding van licht gepleisterde, ontzwaveelde gipsmortel, en de mengverhouding is 0, 0,1%, 0,2%, 0,4%.
1.2 Testmethode
Het waterverbruik en de uithardingstijd van de standaardconsistentie van ontzwaveld gips worden bepaald volgens GB/T17669.4-1999 “Bepaling van de fysische eigenschappen van bouwgipspleister”, en de uithardingstijd van lichte pleistermortel van ontzwaveld gips wordt bepaald volgens GB/T 28627-2012 “Pleistergips”.
De buig- en druksterkte van ontzwaveld gips worden bepaald volgens GB/T9776-2008 “Bouwgips”. Hiervoor worden proefstukken van 40 mm × 40 mm × 160 mm gevormd, waarna respectievelijk de sterkte na 2 uur en de droge sterkte worden gemeten. De buig- en druksterkte van lichtgewicht pleistermortel van ontzwaveld gips worden bepaald volgens GB/T 28627-2012 “Pleistergips”. De sterkte na natuurlijke uitharding wordt respectievelijk na 1 en 28 dagen gemeten.
2 Resultaten en discussie
2.1 Het effect van het gipspoedergehalte op de mechanische eigenschappen van lichtgewicht ontzwavelingsgips voor pleisterwerk
De totale hoeveelheid gipspoeder, kalksteenpoeder en lichtgewicht toeslagmateriaal is 100%, en de hoeveelheid vast toeslagmateriaal en hulpstoffen blijft ongewijzigd. Bij een ontzwavelingspercentage van 60%, 70%, 80% en 90% worden de buig- en druksterkte van de gipsmortel bepaald.
De buigsterkte en druksterkte van lichtgewicht gipsmortel met ontzwavelingspoeder nemen beide toe met de leeftijd, wat erop wijst dat de hydratatiegraad van het gips met de tijd verbetert. Met een toenemende hoeveelheid ontzwavelingsgipspoeder vertoonden de buigsterkte en druksterkte van lichtgewicht gipsmortel een algemene stijgende trend, maar de toename was gering. De druksterkte na 28 dagen was met name significant verbeterd. Na 1 dag was de buigsterkte van gips gemengd met 90% ontzwavelingspoeder 10,3% hoger dan die van gips gemengd met 60% ontzwavelingspoeder, en de overeenkomstige druksterkte steeg met 10,1%. Na 28 dagen was de buigsterkte van gips gemengd met 90% ontzwavelingspoeder 8,8% hoger dan die van gips gemengd met 60% ontzwavelingspoeder, en de overeenkomstige druksterkte steeg met 2,6%. Samenvattend kan worden geconcludeerd dat de hoeveelheid gipspoeder een groter effect heeft op de buigsterkte dan op de druksterkte.
2.2 Effect van het gehalte aan lichtgewicht toeslagmateriaal op de mechanische eigenschappen van lichtgewicht gepleisterd ontzwaveld gips
De totale hoeveelheid gipspoeder, kalksteenpoeder en lichtgewicht toeslagmateriaal is 100%, en de hoeveelheid gefixeerd gipspoeder en hulpstoffen blijft ongewijzigd. Wanneer de hoeveelheid verglaasde microkorrels 4%, 8%, 12% en 16% bedraagt, worden de resultaten van de buig- en druksterkte van ontzwavelde gipsmortel weergegeven.
Op dezelfde leeftijd namen de buigsterkte en druksterkte van lichtgewicht gipsmortel met ontzwaveling af naarmate het gehalte aan verglaasde microkorrels toenam. Dit komt doordat de meeste verglaasde microkorrels een holle structuur hebben en een lage eigen sterkte, wat de buig- en druksterkte van de lichtgewicht gipsmortel vermindert. Na 1 dag was de buigsterkte van 16% gipspoeder met 35,3% afgenomen ten opzichte van 4% gipspoeder, en de overeenkomstige druksterkte met 16,3%. Na 28 dagen was de buigsterkte van 16% gipspoeder met 24,6% afgenomen ten opzichte van 4% gipspoeder, terwijl de overeenkomstige druksterkte slechts met 6,0% was afgenomen. Samenvattend kan worden geconcludeerd dat het effect van het gehalte aan verglaasde microkorrels op de buigsterkte groter is dan het effect op de druksterkte.
2.3 Effect van het gehalte aan vertrager op de uithardingstijd van licht gepleisterd ontzwaveld gips
De totale dosering van gipspoeder, kalksteenpoeder en lichtgewicht toeslagmateriaal is 100%, en de dosering van vast gipspoeder, kalksteenpoeder, lichtgewicht toeslagmateriaal en cellulose-ether blijft ongewijzigd. Bij een dosering van natriumcitraat van 0%, 0,1%, 0,2% en 0,3% worden de uithardingstijdresultaten van licht gepleisterde, ontzwavelde gipsmortel bepaald.
Zowel de begin- als de eindhardingstijd van licht gepleisterde, ontzwavelde gipsmortel nemen toe met een hoger natriumcitraatgehalte, maar de toename van de hardingstijd is gering. Bij een natriumcitraatgehalte van 0,3% verlengt de beginhardingstijd met 28 minuten en de eindhardingstijd met 33 minuten. De verlenging van de hardingstijd kan worden toegeschreven aan het grote oppervlak van ontzwaveld gips, waardoor de vertrager rond de gipsdeeltjes kan worden geabsorbeerd. Dit vermindert de oplossnelheid van het gips en remt de kristallisatie ervan, waardoor de gipsmortel geen stevig structuursysteem kan vormen. Dit verlengt de hardingstijd van het gips.
2.4 Effect van het cellulose-ethergehalte op de mechanische eigenschappen van lichtgewicht gepleisterd ontzwaveld gips
De totale dosering van gipspoeder, kalksteenpoeder en lichtgewicht toeslagmateriaal is 100%, en de dosering van vast gipspoeder, kalksteenpoeder, lichtgewicht toeslagmateriaal en vertrager blijft ongewijzigd. Bij een dosering van hydroxypropylmethylcellulose van 0%, 0,1%, 0,2% en 0,4% worden de buig- en druksterkteresultaten van licht gepleisterde, ontzwavelde gipsmortel weergegeven.
Na 1 dag nam de buigsterkte van licht gepleisterde, ontzwavelingsgipsmortel eerst toe en vervolgens af met een toenemend gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose. Na 28 dagen vertoonde de buigsterkte van licht gepleisterde, ontzwavelingsgipsmortel met een toenemend gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose een trend van eerst afnemen, vervolgens toenemen en daarna weer afnemen. Bij een gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose van 0,2% bereikte de buigsterkte het maximum en overtrof deze de overeenkomstige sterkte bij een cellulosegehalte van 0. Ongeacht de leeftijd (1 of 28 dagen) nam de druksterkte van licht gepleisterde, ontzwavelingsgipsmortel af met een toenemend gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose, waarbij de bijbehorende afnametrend duidelijker was na 28 dagen. Dit komt doordat cellulose-ether een waterbindend en verdikkend effect heeft. De waterbehoefte voor een standaardconsistentie neemt toe naarmate het cellulose-ethergehalte stijgt, wat resulteert in een hogere water-cementverhouding van de slurrystructuur en daardoor een lagere sterkte van het gipsmonster.
3 Conclusie
(1) De hydratatiegraad van ontzwaveld gips wordt met de tijd steeds beter. Met de toename van het gehalte aan ontzwaveld gipspoeder vertoonden de buig- en druksterkte van lichtgewicht pleistergips over het algemeen een stijgende trend, maar de toename was gering.
(2) Met de toename van het gehalte aan verglaasde microkorrels nemen de buigsterkte en de druksterkte van lichtgewicht gepleisterde ontzwavelingsgipsmortel navenant af, maar het effect van het gehalte aan verglaasde microkorrels op de buigsterkte is groter dan dat op de druksterkte.
(3) Met de toename van het natriumcitraatgehalte worden de begin- en eindhardingstijd van licht gepleisterde ontzwavelde gipsmortel verlengd, maar wanneer het natriumcitraatgehalte laag is, is het effect op de hardingstijd niet显著.
(4) Met de toename van het gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose neemt de druksterkte van licht gepleisterde ontzwavelde gipsmortel af, maar de buigsterkte vertoont een trend van eerst toenemen en vervolgens afnemen na 1 dag, en na 28 dagen vertoont deze een trend van eerst afnemen, vervolgens toenemen en vervolgens afnemen.
Geplaatst op: 2 februari 2023