Гипс од десумпорисања је димни гас који настаје сагоревањем горива која садрже сумпор (угаљ, нафта), индустријског чврстог отпада насталог током процеса пречишћавања десумпорисањем, а хемихидратни гипс (хемијска формула CaSO4· 0.5H2O) има перформансе упоредиве са перформансама природног грађевинског гипса. Стога постоји све више истраживања и примена коришћења десумпорисаног гипса уместо природног гипса за производњу самонивелишућих материјала. Органски полимерни додаци као што су средство за смањење воде, средство за задржавање воде и успоривач су битне функционалне компоненте у саставу самонивелишућих малтера. Интеракција и механизам ова два са цементним материјалима су питања вредна пажње. Због карактеристика процеса формирања, финоћа десумпорисаног гипса је мала (величина честица је углавном распоређена између 40 и 60 μm), а градација праха је неразумна, па су реолошка својства десумпорисаног гипса лоша, а малтерска суспензија припремљена њиме је често лакша. Долази до сегрегације, стратификације и крварења. Целулозни етар је најчешће коришћени додатак у малтеру, а његова комбинована употреба са средством за смањење воде је важна гаранција за остваривање свеобухватних перформанси самонивелишућих материјала на бази десулфуризованог гипса, као што су грађевинске перформансе, а касније и механичке перформансе и издржљивост.
У овом раду, вредност флуидности се користи као контролни индекс (степен ширења 145 мм±5 мм), фокусирајући се на утицај садржаја целулозног етра и молекулске тежине (вредност вискозности) на потрошњу воде самонивелишућих материјала на бази десулфуризованог гипса, губитак флуидности током времена и коагулацију. Закон утицаја основних својстава као што су време и рана механичка својства; истовремено, тестирати закон утицаја целулозног етра на ослобађање топлоте и брзину ослобађања топлоте хидратацијом десулфуризованог гипса, анализирати његов утицај на процес хидратације десулфуризованог гипса и прво размотрити ову врсту додатка. Компатибилност са системом за желирање десулфуризованог гипса.
1. Сировине и методе испитивања
1.1 Сировине
Гипсани прах: десулфуризовани гипсани прах који производи компанија у Тангшану, главни минерални састав је полухидратни гипс, његов хемијски састав је приказан у Табели 1, а његова физичка својства су приказана у Табели 2.
слика
слика
Додаци укључују: целулозни етар (хидроксипропил метилцелулоза, скраћено HPMC); суперпластификатор WR; средство за уклањање пене B-1; EVA редисперговани латекс прах S-05, а сви су комерцијално доступни.
Агрегат: природни речни песак, фини песак домаће производње просејан кроз сито од 0,6 мм.
1.2 Метода испитивања
Фиксни гипс за десулфуризацију: песак: вода = 1:0,5:0,45, одговарајућа количина осталих додатака, флуидност као контролни индекс (ширење 145 мм ± 5 мм), подешавањем потрошње воде, респективно помешано са цементним материјалима (гипс за десулфуризацију + цемент) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ целулозни етар (HPMC-20.000); Даље фиксирати дозу целулозног етра на 1‰, одабрати HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 и HPMC-100.000 хидроксипропил метилцелулозне етре са различитим молекулским тежинама (одговарајући бројеви су H2, H4, H7,5 и H10 респективно), да би се проучила доза и молекулска тежина (вредност вискозности) целулозног етра. Разматра се утицај промена на својства саморазравњујућег малтера на бази гипса, као и утицај ова два фактора на флуидност, време везивања и рана механичка својства десулфуризоване гипсане саморазравњујуће малтерске смеше. Специфична метода испитивања спроведена је у складу са захтевима GB/T 17669.3-1999 „Одређивање механичких својстава грађевинског гипса“.
Тест топлоте хидратације се спроводи коришћењем слепог узорка десулфуризованог гипса и узорака са садржајем целулозног етра од 0,5‰ и 3‰, респективно, а коришћени инструмент је тестер топлоте хидратације типа TA-AIR.
2. Резултати и анализа
2.1 Утицај садржаја целулозног етра на основна својства малтера
Са повећањем садржаја, обрадивост и кохезија малтера су значајно побољшане, губитак флуидности током времена је значајно смањен, а грађевинске перформансе су одличније, а очврсли малтер нема феномен деламинације, а глаткоћа површине, глаткоћа и естетика су значајно побољшане. Истовремено, потрошња воде малтера за постизање исте флуидности је значајно повећана. При 5‰, потрошња воде је повећана за 102%, а коначно време везивања је продужено за 100 минута, што је 2,5 пута више него код слепог узорка. Рана механичка својства малтера су значајно смањена са повећањем садржаја целулозног етра. Када је садржај целулозног етра био 5‰, чврстоћа на савијање и чврстоћа на притисак након 24 сата су смањене на 18,75% и 11,29% слепог узорка, респективно. Чврстоћа на притисак је 39,47% и 23,45% слепог узорка, респективно. Вреди напоменути да се са повећањем количине средства за задржавање воде значајно смањила и запреминска густина малтера, са 2069 кг/м3 при 0 на 1747 кг/м3 при 5‰, што је смањење од 15,56%. Густина малтера се смањује, а порозност повећава, што је један од разлога за очигледно смањење механичких својстава малтера.
Целулозни етар је нејонски полимер. Хидроксилне групе на ланцу целулозног етра и атоми кисеоника на етарској вези могу се комбиновати са молекулима воде и формирати водоничне везе, претварајући слободну воду у везану воду, чиме играју улогу у задржавању воде. Макроскопски се то манифестује као повећање кохезивности суспензије [5]. Повећање вискозности суспензије не само да ће повећати потрошњу воде, већ ће се растворени целулозни етар адсорбовати на површини честица гипса, ометајући реакцију хидратације и продужавајући време везивања; током процеса мешања, увешће се и велики број мехурића ваздуха. Шупљине ће се формирати како се малтер стврдњава, што ће на крају смањити чврстоћу малтера. Свеобухватно узимајући у обзир једнострану потрошњу воде мешавине малтера, грађевинске перформансе, време везивања и механичка својства, а касније и трајност итд., садржај целулозног етра у саморазравнајућем малтеру на бази десулфуризованог гипса не би требало да прелази 1‰.
2.2 Утицај молекулске тежине целулозног етра на перформансе малтера
Обично, што је већи вискозитет и што је финија финоћа целулозног етра, то је боље задржавање воде и повећање чврстоће везивања. Перформансе ће бити негативно погођене. Стога је додатно тестиран утицај целулозних етара различитих молекулских тежина на основна својства саморазравњујућих малтера на бази гипса. Потрошња воде малтера се повећала до одређене мере, али није имала очигледан утицај на време везивања и флуидност. Истовремено, чврстоће малтера на савијање и притисак у различитим стањима показале су тенденцију пада, али је пад био далеко мањи од утицаја садржаја целулозног етра на механичка својства. Укратко, повећање молекулске тежине целулозног етра нема очигледан утицај на перформансе малтерских мешавина. Узимајући у обзир погодност градње, као саморазравњујући материјал на бази десулфуризованог гипса треба одабрати целулозне етре ниске вискозности и мале молекулске тежине.
2.3 Утицај целулозног етра на топлоту хидратације десулфуризованог гипса
Са повећањем садржаја целулозног етра, егзотермни врх хидратације десулфуризованог гипса се постепено смањивао, а време позиције врха је благо одложено, док се егзотермна топлота хидратације смањивала, али не очигледно. Ово показује да целулозни етар може донекле успорити брзину хидратације и степен хидратације десулфуризованог гипса, тако да доза не би требало да буде превелика и требало би је контролисати унутар 1‰. Може се видети да се колоидни филм формиран након што се целулозни етар сусреће са водом адсорбује на површини честица десулфуризованог гипса, што смањује брзину хидратације гипса пре 2 сата. Истовремено, његови јединствени ефекти задржавања воде и згушњавања одлажу испаравање воде из суспензије, а дисипација је корисна за даљу хидратацију десулфуризованог гипса у каснијој фази. Укратко, када се контролише одговарајућа доза, целулозни етар има ограничен утицај на брзину хидратације и степен хидратације самог десулфуризованог гипса. Истовремено, повећање садржаја целулозног етра и молекулске тежине значајно ће повећати вискозност суспензије и показати одличне перформансе задржавања воде. Да би се осигурала флуидност самонивелишућег малтера од десулфуризованог гипса, потрошња воде ће се значајно повећати, што је због продуженог времена везивања малтера. Главни разлог за пад механичких својстава.
3. Закључак
(1) Када се флуидност користи као контролни индекс, са повећањем садржаја целулозног етра, време везивања саморазравњујућег малтера на бази десулфуризованог гипса се значајно продужава, а механичка својства се значајно смањују; у поређењу са садржајем, молекулска тежина целулозног етра. Повећање има мали утицај на горе наведена својства малтера. Свеобухватно гледано, целулозни етар треба одабрати са малом молекулском тежином (вискозитет мањи од 20 000 Pa·s), а дозирање треба контролисати унутар 1‰ цементног материјала.
(2) Резултати испитивања топлоте хидратације десумпорисаног гипса показују да у оквиру овог испитивања, целулозни етар има ограничен утицај на брзину хидратације и процес хидратације десумпорисаног гипса. Повећање потрошње воде и смањење густине у насипу су главни разлози за смањење механичких својстава малтера на бази десумпорисаног гипса.
Време објаве: 08. мај 2023.