השפעת תכולת אתר תאית על טיט פילוס עצמי על בסיס גבס מפורר

גבס הסרת גופרית הוא גז הפליטה המופק משריפת דלקים המכילים גופרית (פחם, נפט), פסולת מוצקה תעשייתית הנוצרת בתהליך טיהור הסרת גופרית, וגבס ההמיהידראט (נוסחה כימית CaSO4· 0.5H2O), הביצועים דומים לאלו של גבס בנייה טבעי. לכן, ישנם יותר ויותר מחקרים ויישומים של שימוש בגבס מפושט במקום בגבס טבעי לייצור חומרים לפילוס עצמי. תערובות פולימרים אורגניים כגון חומר מפחית מים, חומר שומר מים ומאט הם מרכיבים פונקציונליים חיוניים בהרכב של חומרי טיט מפילוס עצמי. האינטראקציה והמנגנון של השניים עם חומרים צמנטיים הם נושאים הראויים לתשומת לב אחד. בשל המאפיינים של תהליך היווצרות, העדינות של גבס מופרת גופרית קטנה (גודל החלקיקים מתפזר בעיקר בין 40 ל-60 מיקרומטר), ודירוג האבקה אינו סביר, ולכן המאפיינים הראוולוגיים של גבס מפורק גופרית גרועות, ותמיסת המרגמה המוכנה על ידו מתרחשת לרוב קלה יותר. אתר תאית הוא התערובת הנפוצה ביותר בטיט, והשימוש המשולב שלו עם חומר הפחתת מים הוא ערובה חשובה למימוש הביצועים המקיפים של חומרים מפילוס עצמי מבוסס גבס מפורר, כגון ביצועי בנייה ומאוחר יותר ביצועים מכניים ועמידות.

במאמר זה, ערך הנזילות משמש כמדד הבקרה (דרגת התפשטות 145 מ"מ±5 מ"מ), תוך התמקדות בהשפעה של תכולת האתר התאית והמשקל המולקולרי (ערך צמיגות) על צריכת המים של חומרים מפילוס עצמי מבוסס גבס מפורר, אובדן הנזילות לאורך זמן, והקרישה כמו תכונות מכאניות מוקדמות של תאית כמו תכונות זמן ותכונות בסיסיות; במקביל, בדוק את חוק ההשפעה של אתר תאית על שחרור החום וקצב שחרור החום של הידרציה של גבס מפורר גופרית, נתח את השפעתו על תהליך ההידרציה של גבס מפורר, ודון בתחילה בסוג זה של תערובת תאימות למערכת ג'ל דה גופרית.

1. חומרי גלם ושיטות בדיקה

1.1 חומרי גלם

אבקת גבס: אבקת גבס מופרת גופרית המיוצרת על ידי חברה בטאנגשאן, הרכב המינרלים העיקרי הוא גבס המיהידראט, ההרכב הכימי שלה מוצג בטבלה 1, ותכונותיו הפיזיקליות מוצגות בטבלה 2.

תְמוּנָה

תְמוּנָה

התערובות כוללות: אתר תאית (hydroxypropyl methylcellulose, בקיצור HPMC); superplasticizer WR; מסיר קצף B-1; אבקת לטקס מתפזרת מחדש של EVA S-05, שכולן זמינות מסחרית.

אגרגט: חול נהר טבעי, חול דק מתוצרת עצמית המסוננת במסננת 0.6 מ"מ.

1.2 שיטת בדיקה

גבס דה גופרית קבוע: חול: מים = 1:0.5:0.45, כמות מתאימה של תוספות אחרות, נזילות כמדד הבקרה (התפשטות 145 מ"מ ± 5 מ"מ), על ידי התאמת צריכת המים, בהתאמה מעורבת עם חומרים צמנטיים (גבס דה גופרית + מלט) 0, ‰, 0,1. אתר תאית 3.0‰ (HPMC-20,000); קבע עוד את המינון של אתר תאית ל-1‰, בחר HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000 ו-HPMC-100,000 אתרים הידרוקסיפרופיל מתיל-צלולוז עם משקלים מולקולריים שונים (המספרים המקבילים הם H2, H4, H10.5, בהתאמה ומשקל מולקולרי), בהתאמה, (ערך צמיגות) של אתר תאית נדונים השפעת השינויים על תכונותיו של טיט פילוס עצמי מבוסס גבס, והשפעת השניים על הנזילות, זמן ההתקבעות והתכונות המכניות המוקדמות של תערובת טיט הפילוס העצמי מגבס מפורר גופרית. שיטת הבדיקה הספציפית מתבצעת בהתאם לדרישות GB/T 17669.3-1999 "קביעת מאפיינים מכניים של גבס בניין".

בדיקת חום ההידרציה מתבצעת באמצעות דגימה ריקה של גבס מפורר ודגימות עם תכולת אתר תאית של 0.5‰ ו-3‰, בהתאמה, והמכשיר המשמש הוא בודק לחות חום מסוג TA-AIR.

2. תוצאות וניתוח

2.1 השפעת תכולת אתר תאית על התכונות הבסיסיות של טיט

עם הגדלת התכולה, יכולת העבידה והלכידות של הטיט משתפרים משמעותית, אובדן הנזילות לאורך זמן מופחת משמעותית, ביצועי הבנייה מצוינים יותר, ולטיט המוקשה אין תופעת דלמינציה, והחלקות, החלקות והאסתטיקה של פני השטח שופרו מאוד. במקביל, עלתה משמעותית צריכת המים של המרגמה להשגת אותה נזילות. ב-5‰, צריכת המים עלתה ב-102%, וזמן ההתייצבות הסופי הוארך ב-100 דקות, שהיו פי 2.5 מזה של הדגימה הריקה. התכונות המכניות המוקדמות של טיט ירדו באופן משמעותי עם עליית התוכן של אתר תאית. כאשר התוכן של אתר תאית היה 5‰, חוזק הכיפוף וחוזק הלחיצה של 24 שעות ירדו ל-18.75% ו-11.29% מהמדגם הריק בהתאמה. חוזק הלחיצה הוא 39.47% ו-23.45% מהמדגם הריק בהתאמה. ראוי לציין כי עם העלייה בכמות החומר אוצר המים, גם צפיפות הצבר של הטיט ירדה משמעותית, מ-2069 ק"ג/מ"ק ב-0 ל-1747 ק"ג/מ"ק ב-5‰, ירידה של 15.56%. צפיפות המרגמה יורדת והנקבוביות עולה, וזו אחת הסיבות לירידה הברורה בתכונות המכניות של המרגמה.

אתר תאית הוא פולימר לא יוני. קבוצות ההידרוקסיל בשרשרת האתר תאית ואטומי החמצן על קשר האתר יכולים להתחבר עם מולקולות מים ליצירת קשרי מימן, ולהפוך מים חופשיים למים קשורים, ובכך לשחק תפקיד באגירת מים. מבחינה מקרוסקופית זה מתבטא כעלייה בלכידות של התרחיץ [5]. העלייה בצמיגות התרחיץ לא רק תגביר את צריכת המים, אלא גם האתר התאית המומס ייספג על פני חלקיקי הגבס, יעכב את תגובת ההידרציה ויאריך את זמן ההתייצבות; במהלך תהליך הערבול, יוכנסו גם מספר רב של בועות אוויר. חללים יווצרו כאשר המרגמה מתקשה, ובסופו של דבר יפחיתו את חוזק המרגמה. בהתחשב באופן מקיף בצריכת המים החד-צדדית של תערובת טיט, ביצועי הבנייה, זמן התייצבות ותכונות מכניות, ועמידות מאוחרת יותר וכו', תכולת האתר תאית בטיט מפילוס עצמי על בסיס גבס מובטל לא יעלה על 1‰.

2.2 השפעת המשקל המולקולרי של אתר תאית על הביצועים של טיט

בדרך כלל, ככל שהצמיגות גבוהה יותר והעדינות של אתר תאית עדינה יותר, כך אחזקת המים טובה יותר ותגביר את חוזק ההדבקה. הביצועים יושפעו לרעה. לכן, השפעתם של אתרי תאית במשקלים מולקולריים שונים על המאפיינים הבסיסיים של חומרי טיט לפילוס עצמי מבוססי גבס נבדקה עוד יותר. דרישת המים של המרגמה גדלה במידה מסוימת, אך לא הייתה השפעה ברורה על זמן ההתקבעות והנזילות. יחד עם זאת, חוזק הכיפוף והדחיסה של טיט במצבים שונים הראו מגמת ירידה, אך הירידה הייתה הרבה פחות מהשפעת תכולת האתר של תאית על התכונות המכניות. לסיכום, לעלייה במשקל המולקולרי של אתר תאית אין השפעה ברורה על הביצועים של תערובות טיט. בהתחשב בנוחות הבנייה, יש לבחור אתר תאית בעל צמיגות נמוכה ובעל משקל מולקולרי קטן כחומרי פילוס עצמי המבוססים על גבס מפורר.

2.3 השפעת אתר תאית על חום ההידרציה של גבס מופר

עם עליית התוכן של אתר תאית, שיא ההידרציה האקזותרמי של גבס מפורק גופרית ירד בהדרגה, וזמן מיקום השיא התעכב מעט, בעוד שחום ההידרציה האקזותרמי ירד, אך לא ברור. זה מראה שאתר תאית יכול לעכב את קצב ההידרציה ודרגת ההידרציה של גבס מפורק גופרית במידה מסוימת, כך שהמינון לא צריך להיות גדול מדי, ויש לשלוט בו בתוך 1‰. ניתן לראות שהסרט הקולואידי הנוצר לאחר פגישה של אתר תאית עם מים נספג על פני השטח של חלקיקי גבס מפוררים, מה שמפחית את קצב ההידרציה של הגבס לפני שעתיים. יחד עם זאת, ההשפעות הייחודיות של החזקת המים והעיבוי שלה מעכבות את אידוי מי התמיסה ופיזור מועיל להמשך הידרציה של גבס מופרע בשלב מאוחר יותר. לסיכום, כאשר המינון המתאים נשלט, לאתר תאית יש השפעה מוגבלת על קצב ההידרציה ודרגת ההידרציה של הגבס המופרע בגופרית עצמו. יחד עם זאת, העלייה בתכולת האתר של תאית ובמשקל המולקולרי יגדילו באופן משמעותי את צמיגות התרחיץ ויציגו ביצועי אחזקת מים מצוינים. על מנת להבטיח את הנזילות של טיט הפילוס העצמי מגבס מופר, צריכת המים תגדל באופן משמעותי, דבר הנובע מזמן ההתקבעות הממושך של המרגמה. הסיבה העיקרית לירידה בתכונות מכניות.

3. מסקנה

(1) כאשר נזילות משמשת כמדד הבקרה, עם עלייה בתכולת האתר של תאית, זמן ההתייצבות של טיט מפילוס עצמי מבוסס גבס מפורר מתארך באופן משמעותי, והתכונות המכניות מופחתות באופן משמעותי; בהשוואה לתוכן, המשקל המולקולרי של אתר תאית לעלייה יש השפעה מועטה על המאפיינים לעיל של טיט. בהתחשב באופן מקיף, יש לבחור אתר תאית עם משקל מולקולרי קטן (ערך צמיגות נמוך מ-20,000 Pa·s), ויש לשלוט במינון בטווח של 1‰ מהחומר הצמנטי.

(2) תוצאות הבדיקה של חום ההידרציה של גבס מופר מגופרית מראות שבמסגרת בדיקה זו, לאתר תאית יש השפעה מוגבלת על קצב ההידרציה ותהליך ההידרציה של גבס מופר. העלייה בצריכת המים והירידה בצפיפות הצבר הם הסיבות העיקריות לירידה בתכונות המכניות של טיט מבוסס גבס מפורר גופרית.