Avsvavlingsgips är den rökgas som produceras vid förbränning av svavelhaltiga bränslen (kol, petroleum), industriellt fast avfall som produceras under avsvavlingsreningsprocessen och hemihydratgips (kemisk formel CaSO4·0.5H2O). Prestandan är jämförbar med den hos naturlig bygggips. Därför finns det mer och mer forskning och tillämpningar av att använda avsvavlad gips istället för naturlig gips för att producera självutjämnande material. Organiska polymertillsatser såsom vattenreducerande medel, vattenhållande medel och retarder är viktiga funktionella komponenter i sammansättningen av självutjämnande murbruksmaterial. Samspelet och mekanismen mellan de två och cementbaserade material är frågor som är värda att uppmärksamma. På grund av egenskaperna hos bildningsprocessen är finheten hos avsvavlad gips liten (partikelstorleken är huvudsakligen fördelad mellan 40 och 60 μm), och pulvergraderingen är orimlig, så de reologiska egenskaperna hos avsvavlad gips är dåliga, och murbruksslammet som framställs av det är ofta lättare att segregera, stratifiera och blöda. Cellulosaeter är det vanligaste tillsatsmedlet i murbruk, och dess kombination med vattenreducerande medel är en viktig garanti för att uppnå den omfattande prestandan hos avsvavlade gipsbaserade självutjämnande material, såsom konstruktionsprestanda och senare mekanisk och hållbarhetsprestanda.
I denna artikel används fluiditetsvärdet som kontrollindex (spridningsgrad 145 mm ± 5 mm), med fokus på effekten av innehållet av cellulosaeter och molekylvikt (viskositetsvärde) på vattenförbrukningen hos avsvavlat gipsbaserat självutjämnande material, förlusten av fluiditet över tid och koaguleringen. Inflytandelagen för grundläggande egenskaper såsom tid och tidiga mekaniska egenskaper testas; samtidigt testas inflytandelagen för cellulosaeter på värmeavgivning och värmeavgivningshastighet för hydrering av avsvavlat gips, analyseras dess inverkan på hydreringsprocessen för avsvavlat gips och diskuteras inledningsvis denna typ av tillsatsmedelskompatibilitet med avsvavlat gipsgeleringssystem.
1. Råvaror och testmetoder
1.1 Råvaror
Gipspulver: avsvavlat gipspulver producerat av ett företag i Tangshan, den huvudsakliga mineralsammansättningen är hemihydratgips, dess kemiska sammansättning visas i tabell 1 och dess fysikaliska egenskaper visas i tabell 2.
bild
bild
Tillsatsmedel inkluderar: cellulosaeter (hydroxipropylmetylcellulosa, HPMC förkortat); supermjukgörare WR; skumdämpare B-1; EVA-återdispergerbart latexpulver S-05, vilka alla är kommersiellt tillgängliga.
Aggregat: naturlig flodsand, egentillverkad fin sand siktad genom en 0,6 mm sil.
1.2 Testmetod
Fixerad avsvavlingsgips: sand:vatten = 1:0,5:0,45, lämplig mängd andra tillsatsmedel, fluiditet som kontrollindex (expansion 145 mm ± 5 mm), genom att justera vattenförbrukningen, blandad med cementbaserade material (avsvavlingsgips + cement) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ cellulosaeter (HPMC-20 000); Fixera ytterligare doseringen av cellulosaeter till 1‰, välj HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 och HPMC-100 000 hydroxipropylmetylcellulosaetrar med olika molekylvikter (motsvarande tal är H2, H4, H7,5 respektive H10) för att studera doseringen och molekylvikten (viskositetsvärdet) för cellulosaeter. Förändringarnas inverkan på egenskaperna hos gipsbaserat självutjämnande murbruk, och deras inverkan på fluiditeten, härdningstiden och de tidiga mekaniska egenskaperna hos den avsvavlade gipsblandningen för självutjämnande murbruk, diskuteras. Den specifika testmetoden utförs i enlighet med kraven i GB/T 17669.3-1999 "Bestämning av mekaniska egenskaper hos byggnadsgips".
Värmehydreringstestet utförs med ett blankprov av avsvavlad gips och prover med en cellulosaeterhalt på 0,5‰ respektive 3‰, och det använda instrumentet är en värmehydreringstestare av TA-AIR-typ.
2. Resultat och analys
2.1 Effekt av cellulosaeterhalten på murbrukets grundläggande egenskaper
Med ökande innehåll förbättras murbrukets bearbetbarhet och kohesion avsevärt, förlusten av fluiditet över tid minskas avsevärt och konstruktionsprestanda blir mer utmärkt, och det härdade murbruket uppvisar inget delamineringsfenomen, och ytjämnheten, jämnheten och estetiken har förbättrats avsevärt. Samtidigt ökade murbrukets vattenförbrukning för att uppnå samma fluiditet avsevärt. Vid 5‰ ökade vattenförbrukningen med 102 %, och den slutliga härdningstiden förlängdes med 100 minuter, vilket var 2,5 gånger så högt som för blankprovet. Murbrukets tidiga mekaniska egenskaper minskade avsevärt med ökande innehåll av cellulosaeter. När innehållet av cellulosaeter var 5‰ minskade 24 timmars böjhållfasthet och tryckhållfasthet till 18,75 % respektive 11,29 % av blankprovet. Tryckhållfastheten är 39,47 % respektive 23,45 % av blankprovet. Det är värt att notera att med ökningen av mängden vattenhållande medel minskade även murbrukets skrymdensitet avsevärt, från 2069 kg/m3 vid 0 till 1747 kg/m3 vid 5‰, en minskning med 15,56 %. Murbrukets densitet minskar och porositeten ökar, vilket är en av anledningarna till den uppenbara minskningen av murbrukets mekaniska egenskaper.
Cellulosaeter är en nonjonisk polymer. Hydroxylgrupperna på cellulosaeterkedjan och syreatomerna på eterbindningen kan kombineras med vattenmolekyler för att bilda vätebindningar, vilket omvandlar fritt vatten till bundet vatten och därigenom spelar en roll i vattenretentionen. Makroskopiskt manifesteras detta som en ökning av slammets kohesivitet [5]. Ökningen av slammets viskositet kommer inte bara att öka vattenförbrukningen, utan även den upplösta cellulosaetern kommer att adsorberas på ytan av gipspartiklama, vilket hindrar hydratiseringsreaktionen och förlänger härdningstiden; under omrörningsprocessen kommer också ett stort antal luftbubblor att introduceras. Hålrum kommer att bildas när murbruket härdar, vilket så småningom minskar murbrukets hållfasthet. Med tanke på murbruksblandningens ensidiga vattenförbrukning, konstruktionsprestanda, härdningstid och mekaniska egenskaper, samt senare hållbarhet etc., bör innehållet av cellulosaeter i avsvavlat gipsbaserat självutjämnande murbruk inte överstiga 1‰.
2.2 Effekten av cellulosaeterns molekylvikt på murbrukets prestanda
Vanligtvis gäller att ju högre viskositet och finare cellulosaeterns finhet är, desto bättre blir vattenretentionen och ökar bindningsstyrkan. Prestandan kommer att påverkas negativt. Därför testades ytterligare inverkan av cellulosaetrar med olika molekylvikter på de grundläggande egenskaperna hos gipsbaserade självutjämnande murbruksmaterial. Murbrukets vattenbehov ökade till en viss grad, men hade ingen uppenbar effekt på härdningstid och fluiditet. Samtidigt visade murbrukets böj- och tryckhållfasthet i olika tillstånd en nedåtgående trend, men nedgången var betydligt mindre än inverkan av cellulosaeterhalten på de mekaniska egenskaperna. Sammanfattningsvis har ökningen av cellulosaeterns molekylvikt ingen uppenbar effekt på murbruksblandningarnas prestanda. Med tanke på konstruktionens bekvämlighet bör cellulosaetrar med låg viskositet och låg molekylvikt väljas som avsvavlat gipsbaserat självutjämnande material.
2.3 Effekt av cellulosaeter på hydratiseringsvärmen hos avsvavlad gips
Med ökningen av cellulosaeterhalten minskade den exoterma hydratiseringstoppen för avsvavlad gips gradvis, och tiden för topppositionen fördröjdes något, medan den exoterma hydratiseringsvärmen minskade, men inte uppenbart. Detta visar att cellulosaeter kan fördröja hydratiseringshastigheten och hydratiseringsgraden för avsvavlad gips i viss mån, så doseringen bör inte vara för stor och bör kontrolleras inom 1‰. Det kan ses att den kolloidala filmen som bildas efter att cellulosaetern möter vatten adsorberas på ytan av de avsvavlade gipspartiklarna, vilket minskar gipsens hydratiseringshastighet inom 2 timmar. Samtidigt fördröjer dess unika vattenretentions- och förtjockningseffekter avdunstningen av slamvatten och dissipation är fördelaktig för ytterligare hydratisering av avsvavlad gips i ett senare skede. Sammanfattningsvis, när lämplig dosering kontrolleras, har cellulosaeter begränsad inverkan på hydratiseringshastigheten och hydratiseringsgraden för avsvavlad gips i sig. Samtidigt kommer ökningen av cellulosaeterhalten och molekylvikten att avsevärt öka slammets viskositet och visa utmärkt vattenretentionsprestanda. För att säkerställa flytbarheten hos den avsvavlade gipsen självutjämnande murbruket kommer vattenförbrukningen att öka avsevärt, vilket beror på murbrukets förlängda härdningstid. Den främsta orsaken till försämringen av de mekaniska egenskaperna.
3. Slutsats
(1) När fluiditet används som kontrollindex, förlängs härdningstiden för avsvavlat gipsbaserat självutjämnande murbruk avsevärt med ökande cellulosaeterhalt, och de mekaniska egenskaperna minskas avsevärt; jämfört med halten har cellulosaeterns molekylvikt liten effekt på murbrukets ovanstående egenskaper. Sammantaget bör cellulosaeter väljas med låg molekylvikt (viskositetsvärde lägre än 20 000 Pa·s), och doseringen bör kontrolleras inom 1‰ av det cementbaserade materialet.
(2) Testresultaten av hydratiseringsvärme från avsvavlad gips visar att inom ramen för detta test har cellulosaeter begränsad inverkan på hydratiseringshastigheten och hydratiseringsprocessen för avsvavlad gips. Ökningen av vattenförbrukning och minskningen av skrymdensitet är de främsta orsakerna till minskningen av de mekaniska egenskaperna hos avsvavlad gipsbaserad murbruk.
Publiceringstid: 8 maj 2023