Entschwefelungsgips ist das Rauchgas, das bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe (Kohle, Erdöl), industrieller Feststoffabfälle, die während des Entschwefelungsreinigungsprozesses entstehen, und Halbhydratgips (chemische Formel CaSO4 · 0,5 H2O) entsteht. Die Leistung ist damit vergleichbar aus natürlichem Baugips. Daher gibt es immer mehr Forschungen und Anwendungen zur Verwendung von entschwefeltem Gips anstelle von Naturgips zur Herstellung von selbstnivellierenden Materialien. Organische Polymerzusatzstoffe wie wasserreduzierende Mittel, Wasserrückhaltemittel und Verzögerer sind wesentliche Funktionsbestandteile in der Zusammensetzung selbstnivellierender Mörtelmaterialien. Die Wechselwirkung und der Mechanismus der beiden bei zementären Materialien sind Themen, die besondere Aufmerksamkeit verdienen. Aufgrund der Eigenschaften des Bildungsprozesses ist die Feinheit des entschwefelten Gipses gering (die Partikelgröße liegt hauptsächlich zwischen 40 und 60 μm) und die Pulverabstufung ist unangemessen, so dass die rheologischen Eigenschaften des entschwefelten Gipses und der Mörtel schlecht sind Durch sie hergestellte Gülle ist oft einfacher, es kommt zu Entmischung, Schichtung und Ausbluten. Celluloseether ist das am häufigsten verwendete Zusatzmittel in Mörtel, und seine kombinierte Verwendung mit Wasserreduktionsmitteln ist eine wichtige Garantie für die Erzielung der umfassenden Leistung von selbstnivellierenden Materialien auf der Basis von entschwefeltem Gips, wie z. B. Bauleistung und spätere mechanische und Haltbarkeitsleistung.
In dieser Arbeit wird der Fließfähigkeitswert als Kontrollindex (Ausbreitungsgrad 145 mm ± 5 mm) verwendet, wobei der Schwerpunkt auf dem Einfluss des Celluloseethergehalts und des Molekulargewichts (Viskositätswert) auf den Wasserverbrauch von entschwefeltem Gips auf Gipsbasis liegt -Nivellierungsmaterialien, der Verlust der Fließfähigkeit im Laufe der Zeit und die Koagulation. Das Gesetz des Einflusses grundlegender Eigenschaften wie Zeit und frühe mechanische Eigenschaften; Testen Sie gleichzeitig das Gesetz des Einflusses von Celluloseether auf die Wärmefreisetzung und die Wärmefreisetzungsrate der Hydratation von entschwefeltem Gips, analysieren Sie seinen Einfluss auf den Hydratationsprozess von entschwefeltem Gips und diskutieren Sie zunächst die Kompatibilität dieser Art von Beimischung mit dem Gelierungssystem für entschwefelten Gips .
1. Rohstoffe und Prüfmethoden
1.1 Rohstoffe
Gipspulver: entschwefeltes Gipspulver, hergestellt von einem Unternehmen in Tangshan. Die Hauptmineralzusammensetzung ist Halbhydratgips. Die chemische Zusammensetzung ist in Tabelle 1 und die physikalischen Eigenschaften in Tabelle 2 aufgeführt.
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Zu den Zusatzstoffen gehören: Celluloseether (Hydroxypropylmethylcellulose, kurz HPMC); Superverflüssiger WR; Entschäumer B-1; EVA redispergierbares Latexpulver S-05, die alle im Handel erhältlich sind.
Zuschlagstoff: natürlicher Flusssand, selbst hergestellter Feinsand, gesiebt durch ein 0,6 mm Sieb.
1.2 Testmethode
Fester Entschwefelungsgips: Sand: Wasser = 1:0,5:0,45, entsprechende Menge anderer Zusatzmittel, Fließfähigkeit als Kontrollindex (Ausdehnung 145 mm ± 5 mm), durch Anpassung des Wasserverbrauchs bzw. gemischt mit zementhaltigen Materialien (Entschwefelungsgips + Zement). ) 0, 0,5‰, 1,0‰, 2,0‰, 3,0‰ Celluloseether (HPMC-20.000); Legen Sie die Dosierung von Celluloseether weiter auf 1‰ fest und wählen Sie HPMC-20.000, HPMC-40.000, HPMC-75.000 und HPMC-100.000 Hydroxypropylmethylcelluloseether mit unterschiedlichen Molekulargewichten (entsprechende Zahlen sind H2, H4, H7,5 bzw. H10). ), um die Dosierung und das Molekulargewicht (Viskositätswert) von Celluloseether zu untersuchen Es werden die Veränderungen der Eigenschaften von selbstnivellierendem Mörtel auf Gipsbasis sowie der Einfluss beider auf die Fließfähigkeit, die Abbindezeit und die frühen mechanischen Eigenschaften der selbstnivellierenden Mörtelmischung aus entschwefeltem Gips diskutiert. Die spezifische Prüfmethode wird gemäß den Anforderungen von GB/T 17669.3-1999 „Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Baugips“ durchgeführt.
Der Hydratationswärmetest wird unter Verwendung einer Blindprobe aus entschwefeltem Gips und Proben mit einem Celluloseethergehalt von 0,5 ‰ bzw. 3 ‰ durchgeführt. Das verwendete Gerät ist ein Hydratationswärmetester vom Typ TA-AIR.
2. Ergebnisse und Analyse
2.1 Einfluss des Celluloseethergehalts auf die Grundeigenschaften von Mörtel
Mit der Erhöhung des Gehalts werden die Verarbeitbarkeit und der Zusammenhalt des Mörtels erheblich verbessert, der Flüssigkeitsverlust im Laufe der Zeit wird erheblich verringert, die Bauleistung ist besser, der ausgehärtete Mörtel weist kein Delaminierungsphänomen auf und die Oberflächenglätte ist Glätte und Ästhetik wurden erheblich verbessert. Gleichzeitig stieg der Wasserverbrauch des Mörtels zur Erzielung der gleichen Fließfähigkeit deutlich an. Bei 5‰ stieg der Wasserverbrauch um 102 % und die endgültige Abbindezeit verlängerte sich um 100 Minuten, was dem 2,5-fachen der Leerprobe entspricht. Die frühen mechanischen Eigenschaften des Mörtels nahmen mit zunehmendem Celluloseethergehalt deutlich ab. Bei einem Celluloseethergehalt von 5‰ verringerten sich die 24-Stunden-Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit auf 18,75 % bzw. 11,29 % der Blindprobe. Die Druckfestigkeit beträgt 39,47 % bzw. 23,45 % der Blindprobe. Es ist erwähnenswert, dass mit der Erhöhung der Menge an Wasserrückhaltemittel auch die Schüttdichte des Mörtels deutlich abnahm, von 2069 kg/m3 bei 0 auf 1747 kg/m3 bei 5‰, was einem Rückgang von 15,56 % entspricht. Die Dichte des Mörtels nimmt ab und die Porosität nimmt zu, was einer der Gründe für die offensichtliche Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Mörtels ist.
Celluloseether ist ein nichtionisches Polymer. Die Hydroxylgruppen an der Celluloseetherkette und die Sauerstoffatome an der Etherbindung können sich mit Wassermolekülen zu Wasserstoffbrücken verbinden, wodurch freies Wasser in gebundenes Wasser umgewandelt wird und so eine Rolle bei der Wasserretention spielt. Makroskopisch äußert sich dies in einer Erhöhung der Kohäsion der Aufschlämmung [5]. Durch die Erhöhung der Viskosität der Aufschlämmung erhöht sich nicht nur der Wasserverbrauch, sondern auch der gelöste Celluloseether wird an der Oberfläche der Gipspartikel adsorbiert, wodurch die Hydratationsreaktion behindert und die Abbindezeit verlängert wird. Während des Rührvorgangs werden auch viele Luftblasen eingetragen. Beim Aushärten des Mörtels bilden sich Hohlräume, die schließlich die Festigkeit des Mörtels verringern. Unter umfassender Berücksichtigung des einseitigen Wasserverbrauchs der Mörtelmischung, der Bauleistung, der Abbindezeit und der mechanischen Eigenschaften sowie der späteren Haltbarkeit usw. sollte der Gehalt an Celluloseether in selbstnivellierendem Mörtel auf der Basis von entschwefeltem Gips 1‰ nicht überschreiten.
2.2 Der Einfluss des Molekulargewichts von Celluloseether auf die Leistung von Mörtel
Normalerweise gilt: Je höher die Viskosität und je feiner die Feinheit des Celluloseethers, desto besser ist die Wasserretention und desto höher ist die Bindungsfestigkeit. Die Leistung wird negativ beeinflusst. Daher wurde der Einfluss von Celluloseethern unterschiedlichen Molekulargewichts auf die Grundeigenschaften von selbstnivellierenden Mörtelmaterialien auf Gipsbasis weiter untersucht. Der Wasserbedarf des Mörtels erhöhte sich bis zu einem gewissen Grad, hatte jedoch keinen erkennbaren Einfluss auf die Abbindezeit und die Fließfähigkeit. Gleichzeitig zeigten die Biege- und Druckfestigkeiten von Mörtel in verschiedenen Zuständen einen Abwärtstrend, der jedoch weitaus geringer ausfiel als der Einfluss des Celluloseethergehalts auf die mechanischen Eigenschaften. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erhöhung des Molekulargewichts von Celluloseether keinen offensichtlichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Mörtelmischungen hat. Unter Berücksichtigung der Konstruktionsfreundlichkeit sollten niedrigviskose und niedermolekulare Celluloseether als selbstnivellierende Materialien auf der Basis von entschwefeltem Gips ausgewählt werden.
2.3 Einfluss von Celluloseether auf die Hydratationswärme von entschwefeltem Gips
Mit der Erhöhung des Celluloseethergehalts nahm der exotherme Hydratationspeak des entschwefelten Gipses allmählich ab, und der Zeitpunkt der Peakposition verzögerte sich leicht, während die exotherme Hydratationswärme abnahm, jedoch nicht offensichtlich. Dies zeigt, dass Celluloseether die Hydratationsrate und den Hydratationsgrad von entschwefeltem Gips bis zu einem gewissen Grad verzögern kann, daher sollte die Dosierung nicht zu hoch sein und innerhalb von 1‰ kontrolliert werden. Es ist ersichtlich, dass der kolloidale Film, der sich nach dem Zusammentreffen von Celluloseether mit Wasser bildet, auf der Oberfläche entschwefelter Gipspartikel adsorbiert wird, was die Hydratationsrate von Gips vor 2 Stunden verringert. Gleichzeitig verzögern seine einzigartigen Wasserrückhalte- und Verdickungseffekte die Verdunstung des Schlammwassers und wirken sich positiv auf die weitere Hydratation des entschwefelten Gipses im späteren Stadium aus. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Celluloseether bei kontrollierter Dosierung nur einen begrenzten Einfluss auf die Hydratationsrate und den Hydratationsgrad des entschwefelten Gipses selbst hat. Gleichzeitig erhöht die Erhöhung des Celluloseethergehalts und des Molekulargewichts die Viskosität der Aufschlämmung erheblich und zeigt eine hervorragende Wasserrückhalteleistung. Um die Fließfähigkeit des selbstnivellierenden Mörtels aus entschwefeltem Gips zu gewährleisten, wird der Wasserverbrauch aufgrund der verlängerten Abbindezeit des Mörtels deutlich ansteigen. Der Hauptgrund für den Rückgang der mechanischen Eigenschaften.
3. Fazit
(1) Wenn die Fließfähigkeit als Kontrollindex verwendet wird, verlängert sich mit zunehmendem Celluloseethergehalt die Abbindezeit von selbstnivellierendem Mörtel auf entschwefelter Gipsbasis erheblich und die mechanischen Eigenschaften werden erheblich verringert. Im Vergleich zum Gehalt hat die Erhöhung des Molekulargewichts von Celluloseether kaum Auswirkungen auf die oben genannten Eigenschaften des Mörtels. Umfassend betrachtet sollte Celluloseether mit einem kleinen Molekulargewicht (Viskositätswert unter 20.000 Pa·s) ausgewählt werden und die Dosierung sollte innerhalb von 1‰ des zementären Materials kontrolliert werden.
(2) Die Testergebnisse der Hydratationswärme von entschwefeltem Gips zeigen, dass Celluloseether im Rahmen dieses Tests nur einen begrenzten Einfluss auf die Hydratationsrate und den Hydratationsprozess von entschwefeltem Gips hat. Der erhöhte Wasserverbrauch und die Abnahme der Schüttdichte sind die Hauptgründe für die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften von entschwefeltem Gipsmörtel.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.05.2023