Десульфурированный гипс — это дымовой газ, получаемый при сжигании серосодержащего топлива (уголь, нефть), промышленных твердых отходов, образующихся в процессе очистки десульфурации, и полугидрата гипса (химическая формула CaSO4 · 0,5H2O), производительность которого сопоставима с производительностью природного строительного гипса. Поэтому все больше исследований и применений используют десульфурированный гипс вместо природного гипса для производства самовыравнивающихся материалов. Органические полимерные добавки, такие как водоредуцирующий агент, водоудерживающий агент и замедлитель, являются важными функциональными компонентами в составе самовыравнивающихся растворных материалов. Взаимодействие и механизм этих двух с цементными материалами — это вопросы, заслуживающие внимания. Из-за особенностей процесса формирования тонкость десульфурированного гипса мала (размер частиц в основном распределен между 40 и 60 мкм), а градация порошка необоснованна, поэтому реологические свойства десульфурированного гипса плохие, и приготовленная с его помощью растворная суспензия часто легче подвергается сегрегации, расслоению и кровотечению. Эфир целлюлозы является наиболее часто используемой добавкой в растворе, и его совместное использование с водоредуцирующим агентом является важной гарантией для реализации комплексных характеристик самовыравнивающихся материалов на основе десульфурированного гипса, таких как строительные характеристики, а затем механические и долговечные характеристики.
В данной работе в качестве контрольного показателя используется значение текучести (степень растекания 145 мм ± 5 мм), при этом основное внимание уделяется влиянию содержания эфира целлюлозы и молекулярной массы (значения вязкости) на водопотребление самовыравнивающихся материалов на основе десульфурированного гипса, потерю текучести с течением времени и коагуляцию. Закон влияния основных свойств, таких как время и ранние механические свойства; в то же время проверяется закон влияния эфира целлюлозы на тепловыделение и скорость тепловыделения гидратации десульфурированного гипса, анализируется его влияние на процесс гидратации десульфурированного гипса и первоначально обсуждается совместимость этого типа добавки с системой гелеобразования десульфурированного гипса.
1. Сырье и методы испытаний
1.1 Сырье
Гипсовый порошок: десульфурированный гипсовый порошок, производимый компанией в Таншане, основным минеральным составом которого является полугидрат гипса, его химический состав показан в Таблице 1, а его физические свойства показаны в Таблице 2.
картина
картина
В состав добавок входят: эфир целлюлозы (гидроксипропилметилцеллюлоза, сокращенно ГПМЦ); суперпластификатор WR; пеногаситель B-1; редиспергируемый латексный порошок ЭВА S-05, все из которых имеются в продаже.
Заполнитель: природный речной песок, мелкий песок собственного производства, просеянный через сито 0,6 мм.
1.2 Метод испытания
Фиксированный десульфурирующий гипс : песок : вода = 1:0,5:0,45, соответствующее количество других добавок, текучесть как контрольный показатель (расширение 145 мм ± 5 мм), путем регулирования расхода воды, соответственно смешанный с вяжущими материалами (десульфурирующий гипс + цемент) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ эфир целлюлозы (ГПМЦ-20 000); далее фиксируем дозировку эфира целлюлозы на 1‰, выбираем эфиры гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000 и HPMC-100,000 с различными молекулярными массами (соответствующие числа H2, H4, H7.5 и H10 соответственно), чтобы изучить дозировку и молекулярную массу (значение вязкости) эфира целлюлозы. Обсуждается влияние изменений на свойства самовыравнивающегося раствора на основе гипса, а также влияние этих двух факторов на текучесть, время схватывания и ранние механические свойства смеси самовыравнивающегося раствора на основе десульфурированного гипса. Конкретный метод испытаний проводится в соответствии с требованиями GB/T 17669.3-1999 «Определение механических свойств строительного гипса».
Испытание на теплоту гидратации проводится с использованием холостого образца десульфурированного гипса и образцов с содержанием эфира целлюлозы 0,5‰ и 3‰ соответственно, а используемым прибором является тестер теплоты гидратации типа TA-AIR.
2. Результаты и анализ
2.1 Влияние содержания эфира целлюлозы на основные свойства раствора
С увеличением содержания значительно улучшаются обрабатываемость и сцепление раствора, значительно снижается потеря текучести с течением времени, а строительные характеристики становятся более превосходными, а затвердевший раствор не имеет явления расслоения, а гладкость поверхности, гладкость и эстетика значительно улучшаются. В то же время расход воды раствора для достижения той же текучести значительно увеличивается. При 5‰ расход воды увеличивается на 102%, а конечное время схватывания увеличивается на 100 мин, что в 2,5 раза больше, чем у холостого образца. Ранние механические свойства раствора значительно снижаются с увеличением содержания эфира целлюлозы. Когда содержание эфира целлюлозы составляет 5‰, прочность на изгиб и прочность на сжатие через 24 часа снижаются до 18,75% и 11,29% от холостого образца соответственно. Прочность на сжатие составляет 39,47% и 23,45% от холостого образца соответственно. Стоит отметить, что с увеличением количества водоудерживающего агента насыпная плотность раствора также значительно снизилась, с 2069 кг/м3 при 0 до 1747 кг/м3 при 5‰, снижение составило 15,56%. Плотность раствора уменьшается, а пористость увеличивается, что является одной из причин очевидного снижения механических свойств раствора.
Эфир целлюлозы является неионным полимером. Гидроксильные группы в цепи эфира целлюлозы и атомы кислорода в эфирной связи могут соединяться с молекулами воды, образуя водородные связи, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя роль в удержании воды. Макроскопически это проявляется как увеличение когезионной способности суспензии [5]. Увеличение вязкости суспензии не только увеличит расход воды, но и растворенный эфир целлюлозы будет адсорбироваться на поверхности частиц гипса, затрудняя реакцию гидратации и продлевая время схватывания; в процессе перемешивания также будет вводиться большое количество пузырьков воздуха. По мере затвердевания раствора будут образовываться пустоты, в конечном итоге снижая прочность раствора. Всесторонне учитывая одностороннее потребление воды растворной смесью, строительные характеристики, время схватывания и механические свойства, а затем долговечность и т. д., содержание эфира целлюлозы в десульфурированном гипсовом самовыравнивающемся растворе не должно превышать 1‰.
2.2 Влияние молекулярной массы эфира целлюлозы на эксплуатационные свойства раствора
Обычно, чем выше вязкость и мельче тонкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудержание и увеличивается прочность сцепления. производительность будет отрицательно влиять. Поэтому влияние эфиров целлюлозы с разной молекулярной массой на основные свойства самовыравнивающихся строительных материалов на основе гипса было дополнительно проверено. Потребность раствора в воде увеличилась в определенной степени, но не оказала очевидного влияния на время схватывания и текучесть. В то же время прочность раствора на изгиб и сжатие в различных состояниях показала тенденцию к снижению, но снижение было намного меньше, чем влияние содержания эфира целлюлозы на механические свойства. Подводя итог, можно сказать, что увеличение молекулярной массы эфира целлюлозы не оказывает очевидного влияния на производительность смесей растворов. Учитывая удобство строительства, в качестве самовыравнивающихся материалов на основе десульфурированного гипса следует выбирать эфир целлюлозы с низкой вязкостью и небольшой молекулярной массой.
2.3 Влияние эфира целлюлозы на теплоту гидратации десульфурированного гипса
С увеличением содержания эфира целлюлозы экзотермический пик гидратации десульфурированного гипса постепенно уменьшался, а время положения пика немного задерживалось, в то время как экзотермическая теплота гидратации уменьшалась, но не очевидно. Это показывает, что эфир целлюлозы может задерживать скорость гидратации и степень гидратации десульфурированного гипса в определенной степени, поэтому дозировка не должна быть слишком большой и должна контролироваться в пределах 1‰. Можно видеть, что коллоидная пленка, образованная после того, как эфир целлюлозы встречается с водой, адсорбируется на поверхности частиц десульфурированного гипса, что снижает скорость гидратации гипса до 2 ч. В то же время его уникальные эффекты удержания воды и загущения задерживают испарение воды шлама, а рассеивание полезно для дальнейшей гидратации десульфурированного гипса на более поздней стадии. Подводя итог, можно сказать, что при контроле соответствующей дозировки эфир целлюлозы имеет ограниченное влияние на скорость гидратации и степень гидратации самого десульфированного гипса. В то же время увеличение содержания эфира целлюлозы и молекулярной массы значительно увеличит вязкость суспензии и покажет отличные показатели водоудержания. Для обеспечения текучести десульфированного гипсового самовыравнивающегося раствора расход воды значительно увеличится, что связано с длительным временем схватывания раствора. Основная причина снижения механических свойств.
3. Заключение
(1) При использовании текучести в качестве контрольного показателя с увеличением содержания эфира целлюлозы время схватывания самовыравнивающегося раствора на основе десульфурированного гипса значительно удлиняется, а механические свойства значительно снижаются; по сравнению с содержанием молекулярная масса эфира целлюлозы Увеличение мало влияет на вышеуказанные свойства раствора. Рассматривая всесторонне, эфир целлюлозы следует выбирать с небольшой молекулярной массой (значение вязкости ниже 20 000 Па·с), а дозировку следует контролировать в пределах 1‰ цементного материала.
(2) Результаты испытаний теплоты гидратации десульфурированного гипса показывают, что в рамках данного испытания эфир целлюлозы имеет ограниченное влияние на скорость гидратации и процесс гидратации десульфурированного гипса. Увеличение расхода воды и уменьшение насыпной плотности являются основными причинами снижения механических свойств раствора на основе десульфурированного гипса.
Время публикации: 08-05-2023