Ontzwavelingsgips is het rookgas dat wordt geproduceerd door de verbranding van zwavelhoudende brandstoffen (steenkool, aardolie), industrieel vast afval geproduceerd tijdens het ontzwavelingsproces, en het hemihydraatgips (chemische formule CaSO4 · 0,5H2O), de prestaties zijn vergelijkbaar met die van natuurlijk bouwgips.Daarom zijn er steeds meer onderzoeken en toepassingen naar het gebruik van ontzwaveld gips in plaats van natuurlijk gips om zelfnivellerende materialen te produceren.Organische polymeermengsels zoals waterreductiemiddel, watervasthoudend middel en retarder zijn essentiële functionele componenten in de samenstelling van zelfnivellerende mortelmaterialen.De interactie en het mechanisme van deze twee met cementgebonden materialen zijn kwesties die de aandacht verdienen.Vanwege de kenmerken van het vormingsproces is de fijnheid van ontzwaveld gips klein (de deeltjesgrootte wordt voornamelijk verdeeld tussen 40 en 60 μm) en is de poedergradatie onredelijk, dus de reologische eigenschappen van ontzwaveld gips zijn slecht en de mortel de daarmee bereide mest is vaak gemakkelijker. Segregatie, gelaagdheid en uitbloeding treden op.Cellulose-ether is het meest gebruikte mengsel in mortel, en het gecombineerde gebruik ervan met waterreductiemiddel is een belangrijke garantie voor het realiseren van de uitgebreide prestaties van ontzwavelde, op gips gebaseerde zelfnivellerende materialen, zoals constructieprestaties en latere mechanische en duurzaamheidsprestaties.
In dit artikel wordt de vloeibaarheidswaarde gebruikt als controle-index (spreidingsgraad 145 mm ± 5 mm), waarbij de nadruk ligt op de impact van het gehalte aan cellulose-ether en het molecuulgewicht (viscositeitswaarde) op het waterverbruik van ontzwavelde, op gips gebaseerde zelfvloeistoffen. -nivellerende materialen, het verlies aan vloeibaarheid in de loop van de tijd, en de coagulatie. De wet van invloed van basiseigenschappen zoals tijd en vroege mechanische eigenschappen;test tegelijkertijd de wet van de invloed van cellulose-ether op de warmteafgifte en de warmteafgiftesnelheid van de hydratatie van ontzwaveld gips, analyseer de invloed ervan op het hydratatieproces van ontzwaveld gips en bespreek in eerste instantie dit type mengsel. Compatibiliteit met ontzwavelingsgipsgeleringssysteem .
1. Grondstoffen en testmethoden
1.1 Grondstoffen
Gipspoeder: ontzwaveld gipspoeder geproduceerd door een bedrijf in Tangshan, de belangrijkste minerale samenstelling is hemihydraatgips, de chemische samenstelling ervan wordt weergegeven in Tabel 1 en de fysische eigenschappen ervan worden weergegeven in Tabel 2.
afbeelding
afbeelding
Hulpstoffen zijn onder meer: cellulose-ether (hydroxypropylmethylcellulose, kortweg HPMC);superweekmaker WR;ontschuimer B-1;Herdispergeerbaar EVA-latexpoeder S-05, die allemaal in de handel verkrijgbaar zijn.
Toeslagmateriaal: natuurlijk rivierzand, zelfgemaakt fijn zand gezeefd door een zeef van 0,6 mm.
1.2 Testmethode
Vaste ontzwavelingsgips: zand: water = 1:0,5:0,45, geschikte hoeveelheid andere hulpstoffen, vloeibaarheid als controle-index (uitzetting 145 mm ± 5 mm), door aanpassing van het waterverbruik, respectievelijk gemengd met cementgebonden materialen (ontzwavelingsgips + cement ) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ cellulose-ether (HPMC-20.000);zet de dosering van cellulose-ether verder vast op 1 ‰, kies HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 en HPMC-100.000 hydroxypropylmethylcellulose-ethers met verschillende molecuulgewichten (overeenkomende nummers zijn respectievelijk H2, H4, H7.5 en H10 ), om de dosering en het molecuulgewicht (viscositeitswaarde) van cellulose-ether te bestuderen. De impact van de veranderingen op de eigenschappen van zelfnivellerende mortel op gipsbasis, en de invloed van beide op de vloeibaarheid, uithardingstijd en vroege mechanische eigenschappen van het ontzwavelde zelfnivellerende gipsmortelmengsel wordt besproken.De specifieke testmethode wordt uitgevoerd in overeenstemming met de vereisten van GB/T 17669.3-1999 "Bepaling van mechanische eigenschappen van bouwgips".
De hydratatiewarmtetest wordt uitgevoerd met behulp van een blanco monster van ontzwaveld gips en monsters met een cellulose-ethergehalte van respectievelijk 0,5‰ en 3‰, en het gebruikte instrument is een TA-AIR-type hydratatiewarmtetester.
2. Resultaten en analyse
2.1 Effect van het cellulose-ethergehalte op de basiseigenschappen van mortel
Met de toename van het gehalte worden de verwerkbaarheid en cohesie van de mortel aanzienlijk verbeterd, wordt het verlies aan vloeibaarheid in de loop van de tijd aanzienlijk verminderd en zijn de constructieprestaties uitstekend, en de geharde mortel heeft geen delaminatieverschijnsel en de gladheid van het oppervlak, gladheid en esthetiek zijn aanzienlijk verbeterd.Tegelijkertijd nam het waterverbruik van de mortel om dezelfde vloeibaarheid te bereiken aanzienlijk toe.Bij 5‰ nam het waterverbruik met 102% toe en werd de uiteindelijke hardingstijd met 100 minuten verlengd, wat 2,5 keer zo lang was als die van het blanco monster.De vroege mechanische eigenschappen van mortel namen aanzienlijk af met de toename van het gehalte aan cellulose-ether.Toen het gehalte aan cellulose-ether 5‰ bedroeg, namen de buigsterkte en druksterkte na 24 uur af tot respectievelijk 18,75% en 11,29% van het blanco monster.De druksterkte bedraagt respectievelijk 39,47% en 23,45% van het blanco monster.Vermeldenswaard is dat met de toename van de hoeveelheid waterkerend middel ook het stortgewicht van de mortel aanzienlijk afnam, van 2069 kg/m3 bij 0 tot 1747 kg/m3 bij 5‰, een afname van 15,56%.De dichtheid van de mortel neemt af en de porositeit neemt toe, wat één van de redenen is voor de duidelijke afname van de mechanische eigenschappen van de mortel.
Cellulose-ether is een niet-ionisch polymeer.De hydroxylgroepen op de cellulose-etherketen en de zuurstofatomen op de etherbinding kunnen zich combineren met watermoleculen om waterstofbruggen te vormen, waardoor vrij water in gebonden water wordt omgezet en zo een rol speelt bij het vasthouden van water.Macroscopisch manifesteert het zich als een toename van de cohesie van de slurry [5].De toename van de viscositeit van de slurry zal niet alleen het waterverbruik verhogen, maar ook zal de opgeloste cellulose-ether worden geadsorbeerd op het oppervlak van gipsdeeltjes, waardoor de hydratatiereactie wordt belemmerd en de uithardingstijd wordt verlengd;tijdens het roerproces zullen ook een groot aantal luchtbellen worden geïntroduceerd.Naarmate de mortel uithardt, ontstaan er holtes, waardoor uiteindelijk de sterkte van de mortel afneemt.Als we het eenzijdige waterverbruik van het mortelmengsel, de constructieprestaties, de hardingstijd en de mechanische eigenschappen, en de latere duurzaamheid enz. in ogenschouw nemen, mag het gehalte aan cellulose-ether in ontzwavelde zelfnivellerende mortel op gipsbasis niet hoger zijn dan 1 ‰.
2.2 Het effect van het molecuulgewicht van cellulose-ether op de prestaties van mortel
Gewoonlijk geldt: hoe hoger de viscositeit en hoe fijner de fijnheid van cellulose-ether, hoe beter de waterretentie en hoe groter de hechtsterkte.prestaties zullen negatief worden beïnvloed.Daarom werd de invloed van cellulose-ethers met verschillende molecuulgewichten op de basiseigenschappen van zelfnivellerende mortelmaterialen op gipsbasis verder getest.De waterbehoefte van de mortel nam tot op zekere hoogte toe, maar had geen duidelijk effect op de hardingstijd en vloeibaarheid.Tegelijkertijd vertoonden de buig- en druksterkten van mortel in verschillende toestanden een neerwaartse trend, maar deze daling was veel minder groot dan de invloed van het cellulose-ethergehalte op de mechanische eigenschappen.Samenvattend heeft de toename van het molecuulgewicht van cellulose-ether geen duidelijk effect op de prestatie van mortelmengsels.Gezien het gemak van de constructie moet cellulose-ether met een lage viscositeit en een klein molecuulgewicht worden gekozen als zelfnivellerende materialen op basis van ontzwaveld gips.
2.3 Effect van cellulose-ether op de hydratatiewarmte van ontzwaveld gips
Met de toename van het gehalte aan cellulose-ether nam de exotherme hydratatiepiek van ontzwaveld gips geleidelijk af, en werd de tijd van de piekpositie enigszins vertraagd, terwijl de exotherme hydratatiewarmte afnam, maar niet duidelijk.Dit toont aan dat cellulose-ether de hydratatiesnelheid en hydratatiegraad van ontzwaveld gips tot op zekere hoogte kan vertragen, dus de dosering mag niet te groot zijn en moet binnen 1 ‰ worden gecontroleerd.Het is te zien dat de colloïdale film die wordt gevormd nadat cellulose-ether in contact komt met water, wordt geadsorbeerd op het oppervlak van ontzwavelde gipsdeeltjes, waardoor de hydratatiesnelheid van gips vóór 2 uur wordt verminderd.Tegelijkertijd vertragen de unieke waterretentie- en verdikkingseffecten de verdamping van slurrywater en is dissipatie gunstig voor de verdere hydratatie van ontzwaveld gips in de latere fase.Samenvattend: wanneer de juiste dosering wordt gecontroleerd, heeft cellulose-ether een beperkte invloed op de hydratatiesnelheid en hydratatiegraad van ontzwaveld gips zelf.Tegelijkertijd zal de toename van het cellulose-ethergehalte en het molecuulgewicht de viscositeit van de slurry aanzienlijk verhogen en uitstekende waterretentieprestaties vertonen.Om de vloeibaarheid van de zelfnivellerende gipsmortel te garanderen, zal het waterverbruik aanzienlijk toenemen, wat te wijten is aan de langere uithardingstijd van de mortel.De belangrijkste reden voor de achteruitgang van de mechanische eigenschappen.
3. Conclusie
(1) Wanneer vloeibaarheid wordt gebruikt als controle-index, wordt met de toename van het gehalte aan cellulose-ether de uithardingstijd van ontzwavelde, op gips gebaseerde zelfnivellerende mortel aanzienlijk verlengd en worden de mechanische eigenschappen aanzienlijk verminderd;vergeleken met het gehalte, het molecuulgewicht van cellulose-ether. De toename heeft weinig effect op de bovengenoemde eigenschappen van mortel.Allesomvattend zou cellulose-ether moeten worden gekozen met een laag molecuulgewicht (viscositeitswaarde lager dan 20.000 Pa·s), en de dosering zou moeten worden gecontroleerd binnen 1‰ van het cementachtige materiaal.
(2) De testresultaten van de hydratatiewarmte van ontzwaveld gips laten zien dat cellulose-ether binnen de reikwijdte van deze test een beperkte invloed heeft op de hydratatiesnelheid en het hydratatieproces van ontzwaveld gips.De toename van het waterverbruik en de afname van het stortgewicht zijn de belangrijkste redenen voor de afname van de mechanische eigenschappen van ontzwavelde mortel op gipsbasis.
Posttijd: 08 mei 2023