脱硫石膏は、硫黄含有燃料（石炭、石油）、脱硫精製工程で発生する産業固形廃棄物の燃焼により発生する排ガスであり、半水石膏（化学式CaSO4・0.5H2O）と同等の性能を持っています。天然建築石膏の。したがって、セルフレベリング材料を製造するために天然石膏の代わりに脱硫石膏を使用する研究と応用がますます増えています。減水剤、保水剤、遅延剤などの有機ポリマー混和剤は、セルフレベリングモルタル材料の組成に不可欠な機能成分です。両者のセメント系材料との相互作用やメカニズムは注目に値する問題の一つである。形成プロセスの特性により、脱硫石膏の粒度は小さく（粒子サイズは主に40〜60μmに分布します）、粉末のグラデーションが不合理であるため、脱硫石膏のレオロジー特性が低く、モルタルこれにより調製されたスラリーは、多くの場合、分離、層化、およびにじみが発生しやすくなります。セルロースエーテルはモルタルに最も一般的に使用される混和剤であり、減水剤との併用は、脱硫石膏ベースのセルフレベリング材の施工性能やその後の機械的性能、耐久性能などの総合的な性能を実現するための重要な保証となります。
本稿では、セルロースエーテルの含有量と分子量（粘度値）が脱硫石膏系自己の水消費量に及ぼす影響に着目し、流動性値を管理指標（展延度145mm±5mm）として使用する。 - 材料のレベリング、時間の経過に伴う流動性の喪失、凝固 時間や初期の機械的特性などの基本特性の影響の法則。同時に、脱硫石膏水和の熱放出および熱放出速度に対するセルロースエーテルの影響の法則をテストし、脱硫石膏の水和プロセスに対するその影響を分析し、最初にこのタイプの混和剤の脱硫石膏ゲル化システムとの適合性について議論します。 。
1. 原材料および試験方法
1.1 原材料
石膏粉末：唐山の会社によって製造された脱硫石膏粉末、主な鉱物組成は半水石膏で、その化学組成は表1に示され、その物理的特性は表2に示されます。
写真
写真
混合物には次のものが含まれます。 セルロース エーテル (ヒドロキシプロピル メチルセルロース、略して HPMC)。減水剤WR;消泡剤B-1; ＥＶＡ再分散性ラテックスパウダーＳ－０５、いずれも市販されている。
骨材：天然川砂、0.6mmのふるいを通した自作の細かい砂。
1.2 試験方法
固定脱硫石膏：砂：水＝１：０．５：０．４５、その他の混和材を適量、流動性を管理指標として（膨張１４５ｍｍ±５ｍｍ）、水の使用量を調整して、それぞれセメント質材料（脱硫石膏＋セメント）と混合) 0、0.5パーセント、1.0パーセント、2.0パーセント、3.0パーセントセルロースエーテル(HPMC-20,000);さらにセルロース エーテルの投与量を 1 パーセントに固定し、異なる分子量の HPMC-20,000、HPMC-40,000、HPMC-75,000、および HPMC-100,000 ヒドロキシプロピル メチルセルロース エーテルを選択します (対応する番号はそれぞれ H2、H4、H7.5、および H10 です) ）、投与量と分子量（粘度）を研究する石膏ベースのセルフレベリングモルタルの特性に対する変化の影響、および脱硫石膏セルフレベリングモルタル混合物の流動性、硬化時間、および初期の機械的特性に対するこの2つの影響について議論します。特定の試験方法は、GB/T 17669.3-1999「建築用石膏の機械的特性の決定」の要件に従って実行されます。
水和熱量試験は、脱硫石膏のブランクサンプルとセルロースエーテル含有量がそれぞれ0.5パーセントと3パーセントのサンプルを用いて行われ、使用機器はTA-AIR型水和熱量試験機です。
2. 結果と分析
2.1 セルロースエーテル含有量がモルタルの基本特性に及ぼす影響
含有量の増加により、モルタルの作業性と凝集性が大幅に向上し、経時的な流動性の損失が大幅に減少し、施工性能がより優れ、硬化したモルタルには層間剥離現象がなく、表面の平滑性が向上します。滑らかさと美しさが大幅に向上しました。同時に、同じ流動性を実現するためにモルタルの水の消費量が大幅に増加しました。 5 パーセントでは、水の消費量は 102% 増加し、最終硬化時間はブランク サンプルの 2.5 倍である 100 分延長されました。モルタルの初期機械的特性は、セルロースエーテルの含有量の増加とともに大幅に減少しました。セルロースエーテルの含有量が5％の場合、24時間曲げ強度と圧縮強度はそれぞれブランクサンプルの18.75％と11.29％に減少しました。圧縮強度はブランクサンプルのそれぞれ 39.47% と 23.45% です。保水剤の量の増加に伴い、モルタルのかさ密度も大幅に減少し、0 の 2069 kg/m3 から 5 パーセントの 1747 kg/m3 まで、15.56% 減少したことは注目に値します。モルタルの密度が減少し、気孔率が増加します。これが、モルタルの機械的特性が明らかに低下する理由の 1 つです。
セルロースエーテルは非イオン性ポリマーです。セルロースのエーテル鎖上のヒドロキシル基とエーテル結合上の酸素原子は水分子と結合して水素結合を形成し、自由水を結合水に変えて保水の役割を果たします。巨視的には、スラリーの凝集性の増加として現れます [5]。スラリーの粘度が増加すると、水の消費量が増加するだけでなく、溶解したセルロースエーテルが石膏粒子の表面に吸着され、水和反応が妨げられ、硬化時間が長くなります。撹拌プロセス中に、多数の気泡も混入します。モルタルが硬化するとボイドが発生し、最終的にはモルタルの強度が低下します。モルタル混合物の一方的な水の消費量、施工性能、硬化時間と機械的特性、その後の耐久性などを総合的に考慮して、脱硫石膏ベースのセルフレベリングモルタル中のセルロースエーテルの含有量は1パーセントを超えるべきではありません。
2.2 セルロースエーテルの分子量がモルタルの性能に及ぼす影響
通常、セルロースエーテルの粘度が高く、繊度が細かいほど保水性が良くなり、接着強度が高まります。パフォーマンスに悪影響が出ます。したがって、石膏ベースのセルフレベリングモルタル材料の基本特性に対する、異なる分子量のセルロースエーテルの影響をさらにテストしました。モルタルの水の需要はある程度増加しましたが、硬化時間と流動性に明らかな影響はありませんでした。同時に、さまざまな状態でのモルタルの曲げ強度と圧縮強度は低下傾向を示しましたが、その低下はセルロースエーテル含有量が機械的特性に及ぼす影響よりもはるかに小さかったです。要約すると、セルロースエーテルの分子量の増加はモルタル混合物の性能に明らかな影響を与えません。施工の利便性を考慮すると、脱硫石膏系セルフレベリング材としては、低粘度かつ低分子量のセルロースエーテルを選択する必要があります。
2.3 脱硫石膏の水和熱に対するセルロースエーテルの影響
セルロースエーテルの含有量の増加に伴い,脱硫石膏の水和発熱ピークは徐々に減少し,ピーク位置の時間はわずかに遅延したが,水和発熱は減少したが,明らかではなかった。これは、セルロースエーテルが脱硫石膏の水和速度と水和度をある程度遅らせることができることを示しており、そのため、投与量は多すぎず、1パーセント以内に制御する必要があります。セルロースエーテルが水と接触した後に形成されるコロイド膜が脱硫石膏粒子の表面に吸着され、2時間以内に石膏の水和速度が低下することがわかります。同時に、その独特の保水効果と増粘効果はスラリー水の蒸発を遅らせ、放散は後の段階での脱硫石膏のさらなる水和に有益です。要約すると、適切な投与量が制御されている場合、セルロースエーテルは脱硫石膏自体の水和速度および水和度に限定的な影響を与えます。同時に、セルロースエーテルの含有量と分子量の増加により、スラリーの粘度が大幅に増加し、優れた保水性能を示します。脱硫石膏セルフレベリングモルタルの流動性を確保するためには、モルタルの硬化時間が長くなるために水の消費量が大幅に増加します。機械的特性が低下する主な原因。
3. 結論
(1) 流動性を制御指標として使用した場合、セルロースエーテル含有量の増加に伴い、脱硫石膏ベースのセルフレベリングモルタルの硬化時間が大幅に延長され、機械的特性が大幅に低下します。セルロースエーテルの含有量に比べて分子量が増加しても、モルタルの上記特性にはほとんど影響しません。総合的に考えて、セルロースエーテルは分子量の小さいもの（粘度値 20,000 Pa・s 以下）を選択し、使用量はセメント質材料に対して 1 パーセント以内に制御する必要があります。
(2) 脱硫石膏の水和熱の試験結果は、この試験の範囲内では、セルロースエーテルが脱硫石膏の水和速度および水和プロセスに限定的な影響を与えることを示しています。水の消費量の増加と嵩密度の減少が、脱硫石膏ベースのモルタルの機械的特性の低下の主な理由です。
投稿時刻: 2023 年 5 月 8 日