Thạch cao khử lưu huỳnh là thạch cao phụ phẩm công nghiệp thu được bằng cách khử lưu huỳnh và làm sạch khí thải tạo ra sau quá trình đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh thông qua bùn bột vôi hoặc đá vôi mịn. Thành phần hóa học của nó giống với thạch cao ngậm nước tự nhiên, chủ yếu là CaSO4·2H2O. Hiện nay, phương pháp phát điện của nước tôi vẫn chủ yếu là phát điện bằng than, và SO2 do than thải ra trong quá trình phát điện nhiệt chiếm hơn 50% lượng khí thải hàng năm của nước tôi. Lượng khí thải lưu huỳnh đioxit lớn đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc sử dụng công nghệ khử lưu huỳnh khí thải để tạo ra thạch cao khử lưu huỳnh là một biện pháp quan trọng để giải quyết sự phát triển công nghệ của các ngành công nghiệp liên quan đến than. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, lượng phát thải thạch cao khử lưu huỳnh ướt ở nước tôi đã vượt quá 90 triệu tấn/năm, phương pháp xử lý thạch cao khử lưu huỳnh chủ yếu là chất đống, không chỉ chiếm đất mà còn gây lãng phí tài nguyên rất lớn.
Thạch cao có chức năng nhẹ, giảm tiếng ồn, chống cháy, cách nhiệt, v.v. Có thể sử dụng trong sản xuất xi măng, sản xuất thạch cao xây dựng, kỹ thuật trang trí và các lĩnh vực khác. Hiện nay, nhiều học giả đã tiến hành nghiên cứu về thạch cao trát. Nghiên cứu cho thấy vật liệu trát thạch cao có độ giãn nở vi mô, khả năng thi công và độ dẻo tốt, có thể thay thế vật liệu trát truyền thống để trang trí tường trong nhà. Các nghiên cứu của Xu Jianjun và những người khác đã chỉ ra rằng thạch cao khử lưu huỳnh có thể được sử dụng để làm vật liệu tường nhẹ. Các nghiên cứu của Ye Beihong và những người khác đã chỉ ra rằng thạch cao trát do thạch cao khử lưu huỳnh sản xuất có thể được sử dụng cho lớp trát của mặt trong của tường ngoài, tường ngăn bên trong và trần nhà, và có thể giải quyết các vấn đề chất lượng thường gặp như bong tróc và nứt của vữa trát truyền thống. Thạch cao trát nhẹ là một loại vật liệu trát mới thân thiện với môi trường. Nó được làm từ thạch cao hemihydrat làm vật liệu xi măng chính bằng cách thêm cốt liệu và phụ gia nhẹ. So với vật liệu trát xi măng truyền thống, không dễ nứt, bám dính tốt, co ngót tốt, bảo vệ môi trường xanh. Việc sử dụng thạch cao khử lưu huỳnh để sản xuất thạch cao hemihydrat không chỉ giải quyết vấn đề thiếu hụt tài nguyên thạch cao xây dựng tự nhiên mà còn hiện thực hóa việc sử dụng tài nguyên thạch cao khử lưu huỳnh và đạt được mục đích bảo vệ môi trường sinh thái. Do đó, dựa trên nghiên cứu về thạch cao khử lưu huỳnh, bài báo này kiểm tra thời gian đông kết, cường độ uốn và cường độ nén, để nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ và cung cấp cơ sở lý thuyết cho sự phát triển của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ.
1 thí nghiệm
1.1 Nguyên liệu thô
Bột thạch cao khử lưu huỳnh: Thạch cao hemihydrat được sản xuất và nung bằng công nghệ khử lưu huỳnh khí thải, các tính chất cơ bản của nó được thể hiện trong Bảng 1. Cốt liệu nhẹ: sử dụng các hạt vi thủy tinh hóa và các tính chất cơ bản của nó được thể hiện trong Bảng 2. Các hạt vi thủy tinh hóa được trộn theo tỷ lệ 4%, 8%, 12% và 16% dựa trên tỷ lệ khối lượng của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ.
Chất làm chậm: Sử dụng natri citrat, thuốc thử phân tích hóa học tinh khiết, natri citrat dựa trên tỷ lệ khối lượng của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ, tỷ lệ pha trộn là 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%.
Cellulose ether: sử dụng hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), độ nhớt là 400, HPMC dựa trên tỷ lệ trọng lượng của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ, tỷ lệ pha trộn là 0, 0,1%, 0,2%, 0,4%.
1.2 Phương pháp thử nghiệm
Lượng nước tiêu thụ và thời gian đông kết của độ sệt tiêu chuẩn của thạch cao khử lưu huỳnh tham khảo GB/T17669.4-1999 “Xác định các tính chất vật lý của vữa thạch cao xây dựng”, và thời gian đông kết của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ tham khảo GB/T 28627-2012 “Trát thạch cao” được thực hiện.
Cường độ uốn và nén của thạch cao khử lưu huỳnh được thực hiện theo GB/T9776-2008 “Thạch cao xây dựng”, và các mẫu có kích thước 40mm×40mm×160mm được đúc và cường độ 2h và cường độ khô được đo tương ứng. Cường độ uốn và nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ được thực hiện theo GB/T 28627-2012 “Thạch cao trát”, và cường độ bảo dưỡng tự nhiên cho 1d và 28d được đo tương ứng.
2 Kết quả và thảo luận
2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng bột thạch cao đến tính chất cơ học của thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ
Tổng lượng bột thạch cao, bột đá vôi và cốt liệu nhẹ là 100%, lượng cốt liệu nhẹ cố định và phụ gia không đổi. Khi lượng bột thạch cao là 60%, 70%, 80% và 90%, quá trình khử lưu huỳnh Kết quả cường độ uốn và nén của vữa thạch cao.
Cường độ uốn và cường độ nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ đều tăng theo tuổi, cho thấy mức độ hydrat hóa của thạch cao trở nên đủ hơn theo tuổi. Với sự gia tăng của bột thạch cao khử lưu huỳnh, cường độ uốn và cường độ nén của thạch cao trát nhẹ cho thấy xu hướng tăng chung, nhưng mức tăng là nhỏ và cường độ nén ở ngày thứ 28 đặc biệt rõ ràng. Ở tuổi thứ 1, cường độ uốn của bột thạch cao trộn với 90% tăng 10,3% so với bột thạch cao 60% và cường độ nén tương ứng tăng 10,1%. Ở tuổi thứ 28, cường độ uốn của bột thạch cao trộn với 90% tăng 8,8% so với bột thạch cao trộn với 60% và cường độ nén tương ứng tăng 2,6%. Tóm lại, có thể kết luận rằng lượng bột thạch cao có ảnh hưởng lớn hơn đến cường độ uốn so với cường độ nén.
2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu nhẹ đến tính chất cơ học của thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ
Tổng lượng bột thạch cao, bột đá vôi và cốt liệu nhẹ là 100%, lượng bột thạch cao cố định và phụ gia không đổi. Khi lượng hạt vi thủy tinh hóa là 4%, 8%, 12% và 16%, vữa nhẹ Kết quả cường độ uốn và nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh.
Ở cùng độ tuổi, cường độ uốn và cường độ nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ giảm khi hàm lượng hạt vi thạch cao thủy tinh tăng. Điều này là do hầu hết các hạt vi thạch cao thủy tinh có cấu trúc rỗng bên trong và cường độ riêng của chúng thấp, làm giảm cường độ uốn và nén của vữa thạch cao trát nhẹ. Ở độ tuổi 1 ngày, cường độ uốn của bột thạch cao 16% giảm 35,3% so với bột thạch cao 4% và cường độ nén tương ứng giảm 16,3%. Ở độ tuổi 28 ngày, cường độ uốn của bột thạch cao 16% giảm 24,6% so với bột thạch cao 4%, trong khi cường độ nén tương ứng chỉ giảm 6,0%. Tóm lại, có thể kết luận rằng tác động của hàm lượng hạt vi thạch cao thủy tinh đến cường độ uốn lớn hơn tác động đến cường độ nén.
2.3 Ảnh hưởng của hàm lượng chất làm chậm đông kết đến thời gian đông kết của thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ
Tổng liều lượng bột thạch cao, bột đá vôi và cốt liệu nhẹ là 100%, và liều lượng bột thạch cao cố định, bột đá vôi, cốt liệu nhẹ và ete xenlulo không đổi. Khi liều lượng natri citrat là 0, 0,1%, 0,2%, 0,3%, kết quả thời gian đông kết của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ.
Thời gian đông kết ban đầu và thời gian đông kết cuối cùng của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ đều tăng theo hàm lượng natri citrat tăng, nhưng thời gian đông kết tăng không đáng kể. Khi hàm lượng natri citrat là 0,3%, thời gian đông kết ban đầu kéo dài 28 phút, thời gian đông kết cuối cùng kéo dài 33 phút. Thời gian đông kết kéo dài có thể là do diện tích bề mặt lớn của thạch cao khử lưu huỳnh, có thể hấp thụ chất làm chậm đông kết xung quanh các hạt thạch cao, do đó làm giảm tốc độ hòa tan của thạch cao và ức chế quá trình kết tinh của thạch cao, dẫn đến hỗn hợp thạch cao không thể hình thành hệ thống cấu trúc chắc chắn. Kéo dài thời gian đông kết của thạch cao.
2.4 Ảnh hưởng của hàm lượng ete xenlulo đến tính chất cơ học của thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ
Tổng liều lượng bột thạch cao, bột đá vôi và cốt liệu nhẹ là 100%, và liều lượng bột thạch cao cố định, bột đá vôi, cốt liệu nhẹ và chất làm chậm không đổi. Khi liều lượng hydroxypropyl methylcellulose là 0, 0,1%, 0,2% và 0,4%, kết quả cường độ uốn và nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ.
Ở tuổi 1 ngày, cường độ uốn của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ đầu tiên tăng và sau đó giảm khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose tăng; ở tuổi 28 ngày, cường độ uốn của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ Với sự gia tăng hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose, cường độ uốn cho thấy xu hướng đầu tiên giảm, sau đó tăng và sau đó giảm. Khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose là 0,2%, cường độ uốn đạt cực đại và vượt quá cường độ tương ứng khi hàm lượng cellulose là 0. Bất kể tuổi 1 ngày hay 28 ngày, cường độ nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ giảm khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose tăng và xu hướng giảm tương ứng rõ ràng hơn ở tuổi 28 ngày. Nguyên nhân là do ete xenlulo có tác dụng giữ nước và làm đặc, nhu cầu nước để đạt độ sệt tiêu chuẩn sẽ tăng khi hàm lượng ete xenlulo tăng, dẫn đến tỷ lệ nước-xi măng của cấu trúc bùn tăng, do đó làm giảm cường độ của mẫu thạch cao.
3 Kết luận
(1) Độ ngậm nước của thạch cao khử lưu huỳnh trở nên đủ hơn theo tuổi. Khi hàm lượng bột thạch cao khử lưu huỳnh tăng lên, cường độ uốn và nén của thạch cao trát nhẹ có xu hướng tăng chung, nhưng mức tăng là nhỏ.
(2) Khi hàm lượng hạt vi nhựa thủy tinh tăng, cường độ uốn và cường độ nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ giảm tương ứng, nhưng tác động của hàm lượng hạt vi nhựa thủy tinh lên cường độ uốn lớn hơn tác động của cường độ nén.
(3) Khi hàm lượng natri citrat tăng, thời gian đông kết ban đầu và thời gian đông kết cuối cùng của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ sẽ kéo dài, nhưng khi hàm lượng natri citrat nhỏ, tác động đến thời gian đông kết không rõ ràng.
(4) Khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose tăng, cường độ nén của vữa thạch cao khử lưu huỳnh trát nhẹ giảm, nhưng cường độ uốn có xu hướng tăng trước rồi giảm sau 1 ngày, và giảm sau 28 ngày.
Thời gian đăng: 02-02-2023