Avsvovlingsgips er røykgassen som produseres ved forbrenning av svovelholdige brensler (kull, petroleum), industrielt fast avfall produsert under avsvovlingsrenseprosessen, og hemihydratgips (kjemisk formel CaSO4·0,5H2O). Ytelsen er sammenlignbar med naturlig bygningsgips. Derfor er det stadig mer forskning på og anvendelser av bruk av avsvovlet gips i stedet for naturlig gips for å produsere selvutjevnende materialer. Organiske polymerblandinger som vannreduserende middel, vannretensjonsmiddel og retarder er viktige funksjonelle komponenter i sammensetningen av selvutjevnende mørtelmaterialer. Samspillet og mekanismen mellom de to og sementbaserte materialer er problemstillinger som er verdt å legge merke til. På grunn av egenskapene til dannelsesprosessen er finheten til avsvovlet gips liten (partikkelstørrelsen er hovedsakelig fordelt mellom 40 og 60 μm), og pulvergraderingen er urimelig, slik at de reologiske egenskapene til avsvovlet gips er dårlige, og mørteloppslemmingen som fremstilles av den, er ofte lettere å skille, lagdele og bløde. Celluloseeter er det mest brukte tilsetningsstoffet i mørtel, og kombinert bruk med vannreduserende middel er en viktig garanti for å oppnå den omfattende ytelsen til avsvovlede gipsbaserte selvutjevnende materialer, som konstruksjonsytelse og senere mekanisk ytelse og holdbarhet.
I denne artikkelen brukes fluiditetsverdien som kontrollindeks (spredningsgrad 145 mm ± 5 mm), med fokus på virkningen av innholdet av celluloseeter og molekylvekt (viskositetsverdi) på vannforbruket til avsvovlede gipsbaserte selvutjevnende materialer, tapet av fluiditet over tid og koagulasjonen. Påvirkningsloven av grunnleggende egenskaper som tid og tidlige mekaniske egenskaper testes samtidig. Samtidig testes påvirkningsloven av celluloseeter på varmefrigjøring og varmefrigjøringshastighet for avsvovlet gipshydrering, analyseres dens innflytelse på hydreringsprosessen til avsvovlet gips, og innledningsvis diskuteres denne typen blandingskompatibilitet med avsvovlet gipsgeleringssystem.
1. Råvarer og testmetoder
1.1 Råvarer
Gipspulver: avsvovlet gipspulver produsert av et selskap i Tangshan, den viktigste mineralsammensetningen er hemihydratgips, den kjemiske sammensetningen er vist i tabell 1, og dens fysiske egenskaper er vist i tabell 2.
bilde
bilde
Tilsetningsstoffene inkluderer: celluloseeter (hydroksypropylmetylcellulose, forkortet HPMC); superplastiserende middel WR; skumdemper B-1; EVA-redispergerbart latekspulver S-05, som alle er kommersielt tilgjengelige.
Aggregat: naturlig elvesand, hjemmelaget fin sand siktet gjennom en 0,6 mm sil.
1.2 Testmetode
Fast avsvovlingsgips: sand:vann = 1:0,5:0,45, passende mengde andre tilsetningsstoffer, fluiditet som kontrollindeks (ekspansjon 145 mm ± 5 mm), ved å justere vannforbruket, henholdsvis blandet med sementbaserte materialer (avsvovlingsgips + sement) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ celluloseeter (HPMC-20 000); Fikser videre doseringen av celluloseeter til 1‰, velg HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 og HPMC-100 000 hydroksypropylmetylcelluloseetere med forskjellige molekylvekter (tilsvarende tall er henholdsvis H2, H4, H7,5 og H10), for å studere doseringen og molekylvekten (viskositetsverdien) til celluloseeter. Virkningen av endringene på egenskapene til gipsbasert selvutjevnende mørtel, og påvirkningen av de to på fluiditeten, herdetiden og de tidlige mekaniske egenskapene til den avsvovlede gipsblandingen av selvutjevnende mørtel diskuteres. Den spesifikke testmetoden utføres i samsvar med kravene i GB/T 17669.3-1999 «Bestemmelse av mekaniske egenskaper ved bygningsgips».
Hydreringsvarmetesten utføres med en blindprøve av avsvovlet gips og prøver med et celluloseeterinnhold på henholdsvis 0,5‰ og 3‰, og instrumentet som brukes er en TA-AIR-type varmehydreringstester.
2. Resultater og analyse
2.1 Effekt av celluloseeterinnhold på de grunnleggende egenskapene til mørtel
Med økningen av innholdet forbedres mørtelens bearbeidbarhet og kohesjon betydelig, tapet av fluiditet over tid reduseres betydelig, og konstruksjonsytelsen er mer utmerket, og den herdede mørtelen har ingen delamineringsfenomen, og overflateglattheten, glattheten og estetikken har blitt betydelig forbedret. Samtidig økte vannforbruket til mørtelen for å oppnå samme fluiditet betydelig. Ved 5‰ økte vannforbruket med 102 %, og den endelige herdetiden ble forlenget med 100 minutter, noe som var 2,5 ganger det for blindprøven. De tidlige mekaniske egenskapene til mørtelen minket betydelig med økningen av innholdet av celluloseeter. Da innholdet av celluloseeter var 5‰, minket 24-timers bøyefastheten og trykkfastheten til henholdsvis 18,75 % og 11,29 % av blindprøven. Trykkfastheten er henholdsvis 39,47 % og 23,45 % av blindprøven. Det er verdt å merke seg at med økningen av mengden vannretensjonsmiddel, sank også mørtelens bulktetthet betydelig, fra 2069 kg/m3 ved 0 til 1747 kg/m3 ved 5‰, en reduksjon på 15,56 %. Mørtelens tetthet avtar og porøsiteten øker, noe som er en av grunnene til den åpenbare reduksjonen i mørtelens mekaniske egenskaper.
Celluloseeter er en ikke-ionisk polymer. Hydroksylgruppene på celluloseeterkjeden og oksygenatomene på eterbindingen kan kombineres med vannmolekyler for å danne hydrogenbindinger, og dermed omdanne fritt vann til bundet vann, og dermed spille en rolle i vannretensjonen. Makroskopisk manifesteres dette som en økning i slammens kohesivitet [5]. Økningen i slammens viskositet vil ikke bare øke vannforbruket, men også den oppløste celluloseeteren vil bli adsorbert på overflaten av gipspartiklene, noe som hindrer hydreringsreaksjonen og forlenger herdetiden. Under omrøringsprosessen vil det også bli introdusert et stort antall luftbobler. Det vil dannes hulrom når mørtelen herder, noe som til slutt reduserer mørtelens styrke. Med tanke på det ensidige vannforbruket til mørtelblandingen, konstruksjonsytelsen, herdetiden og de mekaniske egenskapene, og senere holdbarheten osv., bør innholdet av celluloseeter i avsvovlet gipsbasert selvutjevnende mørtel ikke overstige 1‰.
2.2 Effekten av molekylvekten til celluloseeter på mørtelens ytelse
Vanligvis, jo høyere viskositet og jo finere finhet celluloseeter har, desto bedre vannretensjon og økende bindingsstyrke. Ytelsen vil bli negativt påvirket. Derfor ble innflytelsen av celluloseetere med forskjellige molekylvekter på de grunnleggende egenskapene til gipsbaserte selvutjevnende mørtelmaterialer ytterligere testet. Mørtelens vannbehov økte til en viss grad, men hadde ingen åpenbar effekt på herdetiden og fluiditeten. Samtidig viste bøye- og trykkfastheten til mørtel i forskjellige tilstander en nedadgående trend, men nedgangen var langt mindre enn innflytelsen av celluloseeterinnholdet på de mekaniske egenskapene. Oppsummert har økningen i molekylvekten til celluloseeter ingen åpenbar effekt på ytelsen til mørtelblandinger. Med tanke på konstruksjonens bekvemmelighet bør celluloseeter med lav viskositet og lav molekylvekt velges som avsvovlet gipsbasert selvutjevnende materiale.
2.3 Effekt av celluloseeter på hydratiseringsvarmen til avsvovlet gips
Med økningen av celluloseeterinnholdet, minket den eksoterme hydratiseringstoppen til avsvovlet gips gradvis, og tiden for toppposisjonen ble noe forsinket, mens den eksoterme hydratiseringsvarmen minket, men ikke tydelig. Dette viser at celluloseeter kan forsinke hydratiseringshastigheten og hydratiseringsgraden til avsvovlet gips til en viss grad, så doseringen bør ikke være for stor, og bør kontrolleres innenfor 1‰. Det kan sees at den kolloidale filmen som dannes etter at celluloseeter møter vann, adsorberes på overflaten av avsvovlede gipspartikler, noe som reduserer hydratiseringshastigheten til gipsen før 2 timer. Samtidig forsinker dens unike vannretensjons- og fortykningseffekter fordampningen av slammevann, og dissipasjon er gunstig for videre hydrering av avsvovlet gips i et senere stadium. For å oppsummere, når riktig dosering kontrolleres, har celluloseeter begrenset innflytelse på hydratiseringshastigheten og hydratiseringsgraden til selve avsvovlet gips. Samtidig vil økningen av celluloseeterinnhold og molekylvekt øke slammens viskositet betydelig og vise utmerket vannretensjonsytelse. For å sikre flytbarheten til den avsvovlede gipsavrettingsmørtelen, vil vannforbruket øke betydelig, noe som skyldes mørtelens forlengede herdetid. Hovedårsaken til nedgangen i mekaniske egenskaper.
3. Konklusjon
(1) Når fluiditet brukes som kontrollindeks, forlenges herdetiden til avsvovlet gipsbasert selvutjevnende mørtel betydelig med økningen av celluloseeterinnholdet, og de mekaniske egenskapene reduseres betydelig. Sammenlignet med innholdet har celluloseeterens molekylvekt liten effekt på de ovennevnte egenskapene til mørtelen. Helhetsbetraktet bør celluloseeter velges med lav molekylvekt (viskositetsverdi lavere enn 20 000 Pa·s), og doseringen bør kontrolleres innenfor 1‰ av sementmaterialet.
(2) Testresultatene av hydratiseringsvarme fra avsvovlet gips viser at innenfor rammen av denne testen har celluloseeter begrenset innflytelse på hydratiseringshastigheten og hydratiseringsprosessen til avsvovlet gips. Økningen i vannforbruk og reduksjonen i bulktetthet er hovedårsakene til reduksjonen i de mekaniske egenskapene til avsvovlet gipsbasert mørtel.
Publisert: 08. mai 2023