Гипс десульфурации представляет собой дымовые газы, образующиеся при сжигании серосодержащего топлива (уголь, нефть), твердых промышленных отходов, образующихся в процессе сероочистки, и полугидрат гипса (химическая формула CaSO4·0,5H2O), характеристики которого сопоставимы с таковыми. природного строительного гипса. Поэтому появляется все больше исследований и применений использования десульфурированного гипса 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 веществ с вяжущими материалами являются вопросами, заслуживающими внимания. Из-за особенностей процесса формирования крупность десульфуризированного гипса невелика (размер частиц в основном распределяется между 40 и 60 мкм), а градация порошка необоснованна, поэтому реологические свойства десульфуризированного гипса плохие, и раствор в приготовленной по нему суспензии часто легче происходит расслоение, расслоение и кровотечение. Эфир целлюлозы является наиболее часто используемой добавкой в строительных растворах, и его совместное использование с водоредуцирующим агентом является важной гарантией реализации комплексных характеристик самовыравнивающихся материалов на основе десульфурированного гипса, таких как строительные характеристики, а затем механические характеристики и долговечность.
В данной работе значение текучести используется в качестве контрольного показателя (степень укрывистости 145 мм±5 мм), ориентируясь на влияние содержания эфира целлюлозы и молекулярной массы (значения вязкости) на водопотребление десульфуризированного гипса на основе гипса. -выравнивание материалов, потеря текучести с течением времени и коагуляция. Закон влияния основных свойств, таких как время и начальные механические свойства; одновременно проверить закон влияния эфира целлюлозы на тепловыделение и скорость тепловыделения при гидратации десульфурированного гипса, проанализировать его влияние на процесс гидратации десульфурированного гипса и первоначально обсудить этот тип добавки. Совместимость с десульфуризирующей гипсовой гелеобразующей системой. .
1. Сырье и методы испытаний.
1.1 Сырье
Гипсовый порошок: десульфурированный гипсовый порошок, производимый компанией в Таншане, основным минеральным составом является полугидратный гипс, его химический состав показан в Таблице 1, а его физические свойства показаны в Таблице 2.
картина
картина
Примеси включают: эфир целлюлозы (гидроксипропилметилцеллюлоза, сокращенно ГПМЦ); суперпластификатор WR; пеногаситель Б-1; Редиспергируемый латексный порошок ЭВА S-05, все из которых имеются в продаже.
Заполнитель: натуральный речной песок, мелкий песок собственного производства, просеянный через сито 0,6 мм.
1.2 Метод испытания
Фиксированный обессеривающий гипс: песок: вода = 1:0,5:0,45, соответствующее количество других добавок, текучесть в качестве контрольного показателя (расширение 145 мм ± 5 мм), путем регулирования расхода воды, соответственно смешивания с вяжущими материалами (десульфурационный гипс + цемент ) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ эфир целлюлозы (ГПМЦ-20000); дополнительно зафиксируйте дозировку эфира целлюлозы равной 1 ‰, выберите эфиры гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC-20 000, HPMC-40 000, HPMC-75 000 и HPMC-100 000 с разной молекулярной массой (соответствующие номера: H2, H4, H7,5 и H10 соответственно). ), изучить дозировку и молекулярную массу (значение вязкости) эфира целлюлозы. Влияние изменений обсуждаются свойства самовыравнивающегося раствора на основе гипса, а также влияние этих двух факторов на текучесть, время схватывания и ранние механические свойства десульфурированной гипсовой самовыравнивающейся растворной смеси. Специальный метод испытаний проводится в соответствии с требованиями GB/T 17669.3-1999 «Определение механических свойств строительного гипса».
Испытание на теплоту гидратации проводят с использованием холостого образца десульфурированного гипса и образцов с содержанием эфира целлюлозы 0,5‰ и 3‰ соответственно, а в качестве прибора используют прибор для определения теплоты гидратации типа TA-AIR.
2. Результаты и анализ
2.1 Влияние содержания эфира целлюлозы на основные свойства раствора
С увеличением содержания удобоукладываемость и сцепление раствора значительно улучшаются, потеря текучести с течением времени значительно снижается, а строительные характеристики становятся более превосходными, а затвердевший раствор не имеет явления расслоения, а поверхность становится гладкой. Гладкость и эстетика были значительно улучшены. При этом существенно увеличился расход воды раствора для достижения той же текучести. При 5‰ расход воды увеличился на 102%, а время окончательного схватывания увеличилось на 100 мин, что в 2,5 раза больше, чем у контрольного образца. Ранние механические свойства раствора значительно снижались с увеличением содержания эфира целлюлозы. При содержании эфира целлюлозы 5‰ 24-часовая прочность на изгиб и прочность на сжатие снизились до 18,75% и 11,29% от контрольного образца соответственно. Прочность на сжатие составляет 39,47% и 23,45% от контрольного образца соответственно. Стоит отметить, что с увеличением количества водоудерживающей добавки значительно снизилась и насыпная плотность раствора: с 2069 кг/м3 при 0 до 1747 кг/м3 при 5‰, снижение на 15,56%. Уменьшается плотность раствора и увеличивается пористость, что является одной из причин очевидного снижения механических свойств раствора.
Эфир целлюлозы представляет собой неионный полимер. Гидроксильные группы в эфирной цепи целлюлозы и атомы кислорода в эфирной связи могут объединяться с молекулами воды с образованием водородных связей, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя роль в удержании воды. Макроскопически это проявляется в увеличении когезивности суспензии [5]. Увеличение вязкости раствора не только увеличит расход воды, но и растворенный эфир целлюлозы будет адсорбироваться на поверхности частиц гипса, препятствуя реакции гидратации и продлевая время схватывания; в процессе перемешивания также будет попадаться большое количество пузырьков воздуха. По мере затвердевания раствора образуются пустоты, что в конечном итоге снижает прочность раствора. С учетом одностороннего водопотребления растворной смеси, строительных характеристик, сроков схватывания и механических свойств, а в дальнейшем долговечности и т. д. содержание эфира целлюлозы в самовыравнивающемся растворе на основе обессеренного гипса не должно превышать 1‰.
2.2 Влияние молекулярной массы эфира целлюлозы на характеристики строительного раствора
Обычно чем выше вязкость и мельче тонкость эфира целлюлозы, тем лучше удерживается вода и увеличивается прочность сцепления. производительность пострадает. Поэтому было дополнительно проверено влияние эфиров целлюлозы различной молекулярной массы на основные свойства самовыравнивающихся растворных материалов на основе гипса. Потребность раствора в воде в определенной степени увеличилась, но не оказала очевидного влияния на время схватывания и текучесть. При этом прочность раствора на изгиб и сжатие в разных состояниях имела тенденцию к снижению, но снижение было гораздо меньшим, чем влияние содержания эфира целлюлозы на механические свойства. Таким образом, увеличение молекулярной массы эфира целлюлозы не оказывает очевидного влияния на характеристики растворных смесей. Учитывая удобство конструкции, в качестве самовыравнивающихся материалов на основе десульфурированного гипса следует выбирать маловязкие и низкомолекулярные эфиры целлюлозы.
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 несколько задерживалось, при этом экзотермическая теплота гидратации уменьшалась, но не явно. Это показывает, что эфир целлюлозы может в определенной степени задерживать скорость гидратации и степень гидратации десульфурированного гипса, поэтому дозировка не должна быть слишком большой и ее следует контролировать в пределах 1 ‰. Видно, что коллоидная пленка, образующаяся при взаимодействии эфира целлюлозы с водой, адсорбируется на поверхности частиц десульфурированного гипса, что снижает скорость гидратации гипса уже за 2 ч. В то же время его уникальные эффекты удержания воды и загущения задерживают испарение шламовой воды, а диссипация полезна для дальнейшей гидратации десульфурированного гипса на более поздней стадии. Подводя итог, можно сказать, что при контроле соответствующей дозировки эфир целлюлозы оказывает ограниченное влияние на скорость гидратации и степень гидратации самого десульфурированного гипса. В то же время увеличение содержания эфира целлюлозы и молекулярной массы значительно увеличит вязкость суспензии и продемонстрирует превосходные характеристики удержания воды. Для обеспечения текучести десульфурированного гипсового самовыравнивающегося раствора существенно увеличится расход воды, что связано с длительным сроком схватывания раствора. Основная причина снижения механических свойств.
3. Заключение
(1) Когда в качестве контрольного показателя используется текучесть, с увеличением содержания эфира целлюлозы время схватывания самовыравнивающегося раствора на основе десульфурированного гипса значительно удлиняется, а механические свойства значительно снижаются; Увеличение молекулярной массы эфира целлюлозы по сравнению с содержанием мало влияет на указанные выше свойства строительного раствора. При комплексном рассмотрении эфир целлюлозы следует выбирать с небольшой молекулярной массой (значение вязкости менее 20 000 Па·с), а дозировку следует контролировать в пределах 1‰ от вяжущего материала.
(2) Результаты испытаний теплоты гидратации десульфурированного гипса показывают, что в рамках этого испытания эфир целлюлозы оказывает ограниченное влияние на скорость гидратации и процесс гидратации десульфурированного гипса. Увеличение водопотребления и снижение насыпной плотности являются основными причинами снижения механических свойств раствора на основе обессеренного гипса.
Время публикации: 08 мая 2023 г.