கந்தக நீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமப்படுத்தும் சாந்தில் செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளடக்கத்தின் விளைவு

கந்தகம் கொண்ட எரிபொருட்களை (நிலக்கரி, பெட்ரோலியம்) எரிப்பதால் உருவாகும் புகை வாயு, கந்தக நீக்க சுத்திகரிப்பு செயல்முறையின் போது உருவாகும் தொழிற்சாலை திடக்கழிவுகள் மற்றும் ஹெமிஹைட்ரேட் ஜிப்சம் (வேதியியல் சூத்திரம் CaSO4· 0.5H2O) ஆகியவை கந்தக நீக்க ஜிப்சம் எனப்படுகின்றன. இதன் செயல்திறன் இயற்கையான கட்டுமான ஜிப்சத்திற்கு இணையானது. எனவே, சுய-சமப்படுத்தும் பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய இயற்கை ஜிப்சத்திற்குப் பதிலாக கந்தக நீக்க ஜிப்சத்தைப் பயன்படுத்துவது குறித்த ஆராய்ச்சிகளும் பயன்பாடுகளும் பெருகி வருகின்றன. நீர் குறைக்கும் காரணி, நீர் தக்கவைக்கும் காரணி மற்றும் தாமதப்படுத்தும் காரணி போன்ற கரிம பாலிமர் கலவைகள், சுய-சமப்படுத்தும் சாந்துப் பொருட்களின் கலவையில் அத்தியாவசியமான செயல்பாட்டுக் கூறுகளாகும். சிமென்ட் சார்ந்த பொருட்களுடன் இவ்விரண்டின் இடைவினையும் அதன் செயல்முறையும் கவனத்திற்குரிய விஷயங்களாகும். உருவாக்கும் செயல்முறையின் தன்மைகள் காரணமாக, கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் நுண்மை குறைவாக உள்ளது (துகள் அளவு முக்கியமாக 40 முதல் 60 μm வரை பரவியுள்ளது), மற்றும் தூள் தரம் பிரித்தல் சீரற்றதாக உள்ளது. எனவே, கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் பாய்வியல் பண்புகள் மோசமாக உள்ளன, மேலும் அதிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் சாந்துக் கூழில் பெரும்பாலும் எளிதில் பிரிதல், அடுக்குதல் மற்றும் கசிவு ஆகியவை ஏற்படுகின்றன. சாந்தில் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் கலவைப்பொருளாக செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளது, மேலும் நீர் குறைக்கும் காரணியுடன் அதன் ஒருங்கிணைந்த பயன்பாடு, கட்டுமான செயல்திறன் மற்றும் பிற்கால இயந்திரவியல் மற்றும் நீடித்துழைக்கும் செயல்திறன் போன்ற கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமநிலைப்படுத்தும் பொருட்களின் விரிவான செயல்திறனை உணர்ந்து கொள்வதற்கான ஒரு முக்கிய உத்தரவாதமாகும்.

இந்த ஆய்வறிக்கையில், பாய்வுத்தன்மை மதிப்பு (பரவல் அளவு 145 மிமீ±5 மிமீ) கட்டுப்பாட்டுக் குறியீடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கந்தகநீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமநிலைப்படுத்தும் பொருட்களின் நீர் நுகர்வு, காலப்போக்கில் ஏற்படும் பாய்வுத்தன்மை இழப்பு, மற்றும் உறைதல் ஆகியவற்றின் மீது செல்லுலோஸ் ஈதரின் உள்ளடக்கம் மற்றும் மூலக்கூறு எடை (பாகுத்தன்மை மதிப்பு) ஆகியவற்றின் தாக்கம், நேரம் மற்றும் ஆரம்பகால இயந்திரப் பண்புகள் போன்ற அடிப்படைப் பண்புகளின் செல்வாக்கு விதி ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், கந்தகநீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் நீரேற்றத்தின் வெப்ப வெளியீடு மற்றும் வெப்ப வெளியீட்டு விகிதத்தின் மீது செல்லுலோஸ் ஈதரின் செல்வாக்கு விதியைச் சோதித்து, கந்தகநீக்கப்பட்ட ஜிப்சத்தின் நீரேற்றச் செயல்முறையில் அதன் செல்வாக்கைப் பகுப்பாய்வு செய்து, கந்தகநீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் கூழ்மமாக்கும் அமைப்புடன் இந்த வகை கலவையின் இணக்கத்தன்மை குறித்து ஆரம்பத்தில் விவாதிக்கப்படுகிறது.

1. மூலப்பொருட்கள் மற்றும் சோதனை முறைகள்

1.1 மூலப்பொருட்கள்

ஜிப்சம் தூள்: டாங்ஷானில் உள்ள ஒரு நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட கந்தக நீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சம் தூள், இதன் முக்கிய கனிமக் கலவை ஹெமிஹைட்ரேட் ஜிப்சம் ஆகும், இதன் வேதியியல் கலவை அட்டவணை 1-லும், இதன் இயற்பியல் பண்புகள் அட்டவணை 2-லும் காட்டப்பட்டுள்ளன.

படம்

படம்

சேர்க்கைப் பொருட்களில் செல்லுலோஸ் ஈதர் (ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பில் மெத்தில்செல்லுலோஸ், சுருக்கமாக HPMC); சூப்பர்பிளாஸ்டிசைசர் WR; டிஃபோமர் B-1; EVA மறுவிநியோகிக்கக்கூடிய லேடெக்ஸ் பவுடர் S-05 ஆகியவை அடங்கும், இவை அனைத்தும் வணிகரீதியாகக் கிடைக்கக்கூடியவை.

திரட்டுப் பொருள்: இயற்கையான ஆற்று மணல், 0.6 மிமீ சல்லடை வழியாக சலித்தெடுக்கப்பட்ட சுயமாகத் தயாரிக்கப்பட்ட நுண்ணிய மணல்.

1.2 சோதனை முறை

நிலையான கந்தக நீக்க ஜிப்சம்: மணல்: நீர் = 1:0.5:0.45 என்ற விகிதத்தில், பொருத்தமான அளவு பிற கலவைகள், பாய்வுத்தன்மையை கட்டுப்பாட்டுக் குறியீடாகக் கொண்டு (விரிவாக்கம் 145 மிமீ ± 5 மிமீ), நீர் நுகர்வைச் சரிசெய்வதன் மூலம், முறையே 0, 0.5‰, 1.0‰, 2.0‰, 3.0‰ செல்லுலோஸ் ஈதர் (HPMC-20,000) என்ற அளவில் சிமென்ட் கலவைப் பொருட்களுடன் (கந்தக நீக்க ஜிப்சம் + சிமென்ட்) கலக்கப்படுகிறது; செல்லுலோஸ் ஈதரின் அளவை 1‰ ஆக மேலும் நிர்ணயித்து, வெவ்வேறு மூலக்கூறு எடைகளைக் கொண்ட (அதனுடன் தொடர்புடைய எண்கள் முறையே H2, H4, H7.5, மற்றும் H10) HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000, மற்றும் HPMC-100,000 ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் ஈதர்களைத் தேர்ந்தெடுத்து, செல்லுலோஸ் ஈதரின் அளவு மற்றும் மூலக்கூறு எடை (பாகுத்தன்மை மதிப்பு) மாற்றங்கள் ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமநிலைப்படுத்தும் சாந்தின் பண்புகளில் ஏற்படுத்தும் தாக்கம், மற்றும் கந்தகம் நீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் சுய-சமநிலைப்படுத்தும் சாந்துக் கலவையின் பாய்வுத்தன்மை, இறுகும் நேரம் மற்றும் ஆரம்பகால இயந்திரவியல் பண்புகள் மீது இவ்விரண்டின் செல்வாக்கும் விவாதிக்கப்படுகின்றன. குறிப்பிட்ட சோதனை முறையானது, GB/T 17669.3-1999 “கட்டிட ஜிப்சத்தின் இயந்திரவியல் பண்புகளைக் கண்டறிதல்” என்பதன் தேவைகளுக்கு இணங்க மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

நீரேற்ற வெப்பச் சோதனையானது, கந்தக நீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் ஒரு வெற்று மாதிரியையும், முறையே 0.5‰ மற்றும் 3‰ செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளடக்கம் கொண்ட மாதிரிகளையும் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் இதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் கருவி TA-AIR வகை நீரேற்ற வெப்பச் சோதனைக் கருவியாகும்.

2. முடிவுகள் மற்றும் பகுப்பாய்வு

2.1 சாந்தின் அடிப்படைப் பண்புகளின் மீது செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளடக்கத்தின் விளைவு

இதன் உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பதால், சாந்தின் வேலைத்திறன் மற்றும் ஒத்திசைவு கணிசமாக மேம்படுகிறது, காலப்போக்கில் ஏற்படும் பாய்வுத்தன்மை இழப்பு கணிசமாகக் குறைகிறது, மற்றும் கட்டுமான செயல்திறன் மிகவும் சிறப்பாக உள்ளது, மேலும் கடினப்படுத்தப்பட்ட சாந்தில் அடுக்குப்பிரிவு நிகழ்வு இல்லை, மற்றும் மேற்பரப்பு மென்மை, வழவழப்பு மற்றும் அழகியல் ஆகியவை பெரிதும் மேம்பட்டுள்ளன. அதே நேரத்தில், அதே பாய்வுத்தன்மையை அடைய சாந்தின் நீர் நுகர்வு கணிசமாக அதிகரித்தது. 5‰ அளவில், நீர் நுகர்வு 102% அதிகரித்தது, மற்றும் இறுதி இறுகும் நேரம் 100 நிமிடங்கள் நீட்டிக்கப்பட்டது, இது வெற்று மாதிரியை விட 2.5 மடங்கு அதிகமாகும். செல்லுலோஸ் ஈதரின் உள்ளடக்கம் அதிகரித்ததால் சாந்தின் ஆரம்பகால இயந்திர பண்புகள் கணிசமாகக் குறைந்தன. செல்லுலோஸ் ஈதரின் உள்ளடக்கம் 5‰ ஆக இருந்தபோது, ​​24 மணி நேர வளைவு வலிமை மற்றும் அமுக்க வலிமை ஆகியவை வெற்று மாதிரியின் 18.75% மற்றும் 11.29% ஆக முறையே குறைந்தன. அமுக்க வலிமை வெற்று மாதிரியின் 39.47% மற்றும் 23.45% ஆக இருந்தது. நீர் தக்கவைக்கும் காரணியின் அளவு அதிகரிப்பதால், காரையின் மொத்த அடர்த்தியும் 0‰-இல் 2069 கி.கி/மீ³-இலிருந்து 5‰-இல் 1747 கி.கி/மீ³-ஆக, அதாவது 15.56%, கணிசமாகக் குறைந்துள்ளது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. காரையின் அடர்த்தி குறைந்து, நுண்துளைத்தன்மை அதிகரிப்பதே, காரையின் இயந்திரவியல் பண்புகளில் ஏற்படும் வெளிப்படையான குறைவுக்கு ஒரு காரணமாகும்.

செல்லுலோஸ் ஈதர் ஒரு அயனி அல்லாத பாலிமர் ஆகும். செல்லுலோஸ் ஈதர் சங்கிலியில் உள்ள ஹைட்ராக்சில் தொகுதிகளும், ஈதர் பிணைப்பில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் நீர் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன, இது கட்டற்ற நீரை பிணைக்கப்பட்ட நீராக மாற்றி, அதன் மூலம் நீர் தக்கவைப்பில் ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது. பருமனளவில் இது கூழ்மத்தின் ஒத்திசைவு அதிகரிப்பாக வெளிப்படுகிறது [5]. கூழ்மத்தின் பாகுத்தன்மை அதிகரிப்பது நீர் நுகர்வை அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல், கரைந்த செல்லுலோஸ் ஈதர் ஜிப்சம் துகள்களின் மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்டு, நீரேற்ற வினையைத் தடுத்து, இறுகும் நேரத்தை நீட்டிக்கும்; கலக்கும் செயல்பாட்டின் போது, ​​அதிக எண்ணிக்கையிலான காற்று குமிழ்களும் அறிமுகப்படுத்தப்படும். சாந்து இறுகும்போது வெற்றிடங்கள் உருவாகி, இறுதியில் சாந்தின் வலிமையைக் குறைக்கும். சாந்துக் கலவையின் ஒருபக்க நீர் நுகர்வு, கட்டுமான செயல்திறன், இறுகும் நேரம், இயந்திரவியல் பண்புகள் மற்றும் பிற்கால நீடித்துழைப்புத்தன்மை போன்றவற்றை முழுமையாகக் கருத்தில் கொண்டு, கந்தகம் நீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமநிலைப்படுத்தும் சாந்தில் உள்ள செல்லுலோஸ் ஈதரின் அளவு 1‰-ஐத் தாண்டக்கூடாது.

2.2 சாந்தின் செயல்திறனில் செல்லுலோஸ் ஈதரின் மூலக்கூறு எடையின் விளைவு

பொதுவாக, செல்லுலோஸ் ஈதரின் பாகுத்தன்மை அதிகமாகவும், அதன் நுண்மை அதிகமாகவும் இருந்தால், நீர் தக்கவைப்பு சிறப்பாக இருக்கும் மற்றும் பிணைப்பு வலிமை அதிகரிக்கும். செயல்திறன் எதிர்மறையாகப் பாதிக்கப்படும். எனவே, ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமப்படுத்தும் சாந்துப் பொருட்களின் அடிப்படைப் பண்புகளின் மீது வெவ்வேறு மூலக்கூறு எடைகளைக் கொண்ட செல்லுலோஸ் ஈதர்களின் தாக்கம் மேலும் சோதிக்கப்பட்டது. சாந்தின் நீர் தேவை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு அதிகரித்தது, ஆனால் அது இறுகும் நேரம் மற்றும் பாய்வுத்தன்மையில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தவில்லை. அதே நேரத்தில், வெவ்வேறு நிலைகளில் சாந்தின் வளைவு மற்றும் அமுக்க வலிமைகள் ஒரு கீழ்நோக்கிய போக்கைக் காட்டின, ஆனால் அந்தச் சரிவானது, இயந்திரப் பண்புகளின் மீது செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளடக்கம் ஏற்படுத்திய தாக்கத்தை விட மிகக் குறைவாக இருந்தது. சுருக்கமாக, செல்லுலோஸ் ஈதரின் மூலக்கூறு எடை அதிகரிப்பு, சாந்துக் கலவைகளின் செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தவில்லை. கட்டுமானத்தின் வசதியைக் கருத்தில் கொண்டு, கந்தகம் நீக்கப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமப்படுத்தும் பொருட்களாகக் குறைந்த பாகுத்தன்மை மற்றும் சிறிய மூலக்கூறு எடை கொண்ட செல்லுலோஸ் ஈதரைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.

2.3 கந்தக நீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற வெப்பத்தின் மீது செல்லுலோஸ் ஈதரின் விளைவு

செல்லுலோஸ் ஈதரின் உள்ளடக்கம் அதிகரித்ததால், கந்தகமற்ற ஜிப்சத்தின் நீரேற்றத்தின் வெப்ப உமிழ்வு உச்சம் படிப்படியாகக் குறைந்தது, மேலும் அந்த உச்சத்தின் நிலை ஏற்படும் நேரம் சற்றே தாமதமானது. அதே நேரத்தில், நீரேற்றத்தின் வெப்ப உமிழ்வு வெப்பம் குறைந்தாலும், அது குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறையவில்லை. செல்லுலோஸ் ஈதரால் கந்தகமற்ற ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற விகிதத்தையும் நீரேற்ற அளவையும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்குத் தாமதப்படுத்த முடியும் என்பதை இது காட்டுகிறது. எனவே, அதன் அளவு மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது, மேலும் 1‰-க்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். செல்லுலோஸ் ஈதர் நீருடன் கலந்த பிறகு உருவாகும் கூழ்மப் படலம், கந்தகமற்ற ஜிப்சம் துகள்களின் மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்டு, 2 மணி நேரத்திற்கு முன்பு ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற விகிதத்தைக் குறைக்கிறது என்பது காணப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், அதன் தனித்துவமான நீர் தக்கவைப்பு மற்றும் அடர்த்தியாக்கும் விளைவுகள், கூழ்ம நீரின் ஆவியாதலைத் தாமதப்படுத்துவதோடு, பிற்காலத்தில் கந்தகமற்ற ஜிப்சத்தின் மேலதிக நீரேற்றத்திற்கும் நன்மை பயக்கின்றன. சுருக்கமாகக் கூறினால், பொருத்தமான அளவு கட்டுப்படுத்தப்படும்போது, ​​செல்லுலோஸ் ஈதர், கந்தகமற்ற ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற விகிதம் மற்றும் நீரேற்ற அளவின் மீது குறைந்த தாக்கத்தையே ஏற்படுத்துகிறது. அதே நேரத்தில், செல்லுலோஸ் ஈதரின் உள்ளடக்கம் மற்றும் மூலக்கூறு எடை அதிகரிப்பது, கூழ்மத்தின் பாகுத்தன்மையை கணிசமாக அதிகரித்து, சிறந்த நீர் தக்கவைப்பு செயல்திறனைக் காட்டுகிறது. கந்தகமற்ற ஜிப்சம் சுய-சமநிலைப்படுத்தும் சாந்தின் பாய்வுத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக, நீர் நுகர்வு கணிசமாக அதிகரிக்கும். சாந்து நீண்ட நேரம் இறுகுவதே, அதன் இயந்திர பண்புகள் குறைவதற்கான முக்கிய காரணமாகும்.

3. முடிவுரை

(1) பாய்வுத்தன்மையை கட்டுப்பாட்டுக் குறியீடாகப் பயன்படுத்தும்போது, ​​செல்லுலோஸ் ஈதர் உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பதால், கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சுய-சமநிலைப்படுத்தும் சாந்தின் இறுகும் நேரம் கணிசமாக நீட்டிக்கப்படுகிறது, மேலும் இயந்திர பண்புகள் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகின்றன; உள்ளடக்கத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​செல்லுலோஸ் ஈதரின் மூலக்கூறு எடை அதிகரிப்பு சாந்தின் மேற்கூறிய பண்புகளில் சிறிய தாக்கத்தையே ஏற்படுத்துகிறது. முழுமையாகக் கருத்தில் கொண்டு, குறைந்த மூலக்கூறு எடை கொண்ட (பாகுத்தன்மை மதிப்பு 20 000 Pa·s-ஐ விடக் குறைவான) செல்லுலோஸ் ஈதரைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும், மேலும் அதன் அளவு சிமென்ட் பொருளின் 1‰-க்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

(2) கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற வெப்பத்தின் சோதனை முடிவுகள், இந்த சோதனையின் எல்லைக்குள், செல்லுலோஸ் ஈதர் கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சத்தின் நீரேற்ற விகிதம் மற்றும் நீரேற்ற செயல்முறையில் குறைந்த தாக்கத்தையே கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. நீர் நுகர்வு அதிகரிப்பு மற்றும் மொத்த அடர்த்தி குறைதல் ஆகியவை கந்தகநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஜிப்சம் அடிப்படையிலான சாந்தின் இயந்திர பண்புகள் குறைவதற்கான முக்கிய காரணங்களாகும்.