脱硫石膏は、石炭火力発電所や硫黄含有燃料を使用するその他のプラントでの排煙脱硫プロセスの副産物です。耐火性、耐熱性、耐湿性が高いため、建築業界の建材として広く使用されています。ただし、脱硫石膏を使用する際の大きな課題の 1 つは、水和熱が高いことであり、硬化および硬化のプロセス中に亀裂や変形などの問題が発生する可能性があります。したがって、脱硫石膏の機械的特性と性質を維持しながら、脱硫石膏の水和熱を低減する効果的な方法を見つける必要がある。
セルロースエーテルは、セメントベースの材料の加工性、強度、耐久性を向上させるために建設業界で一般的に使用される添加剤です。これは、世界で最も豊富な有機化合物であるセルロースに由来する、無毒で生分解性の再生可能なポリマーです。セルロースエーテルは水中で安定したゲル状構造を形成することができ、これによりセメントベースの材料の保水性、耐垂れ性、粘稠度を向上させることができます。さらに、セルロースエーテルは石膏ベースの材料の水和および硬化プロセスにも影響を及ぼし、その機械的特性や特性にさらに影響を与える可能性があります。
石膏の水和および固化過程に対するセルロースエーテルの影響
石膏は、水と反応して緻密で硬い硫酸カルシウム半水和物のブロックを形成する硫酸カルシウム二水和物化合物です。石膏の水和および固化プロセスは複雑で、核生成、成長、結晶化、固化などのいくつかの段階が含まれます。石膏と水の初期反応では、水和熱と呼ばれる大量の熱が発生します。この熱により石膏ベースの材料に熱応力や収縮が発生し、亀裂やその他の欠陥が発生する可能性があります。
セルロースエーテルは、いくつかのメカニズムを通じて石膏の水和および硬化プロセスに影響を与える可能性があります。まず、セルロースエーテルは水中で安定した均一な分散液を形成することにより、石膏ベースの材料の加工性と粘稠度を向上させることができます。これにより、水の必要量が減り、材料の流動性が高まるため、水和と硬化のプロセスが容易になります。第二に、セルロースエーテルはゲル状のネットワークを形成することで材料内部の水分を捕らえて保持することができ、それによって材料の保水能力が高まります。これにより、水和時間が延長され、熱応力や熱収縮の可能性が軽減されます。第三に、セルロースエーテルは石膏結晶の表面に吸着し、その成長と結晶化を阻害することにより、水和プロセスの初期段階を遅らせる可能性があります。これにより、水和熱の初期速度が低下し、硬化時間が遅くなります。第 4 に、セルロース エーテルは、石膏ベースの材料の強度、耐久性、変形に対する抵抗力を高めることにより、石膏ベースの材料の機械的特性と性能を向上させることができます。
脱硫石膏の水和熱に影響を与える要因
脱硫石膏の水和熱は、化学組成、粒子サイズ、含水率、温度、材料に使用される添加剤などのさまざまな要因の影響を受けます。脱硫石膏の化学組成は、使用する燃料の種類と脱硫プロセスによって異なります。一般に、脱硫石膏は天然石膏と比較して、硫酸カルシウム半水和物、炭酸カルシウム、シリカなどの不純物の含有量が高くなります。これは、水和度および反応中に発生する熱量に影響します。脱硫石膏の粒子サイズと比表面積も水和熱の速度と強度に影響します。粒子が小さく比表面積が大きいと、接触面積が増加して反応が促進され、その結果、より高い水和熱が発生します。材料の水分含有量と温度も、反応の速度と程度を制御することによって水和熱に影響を与える可能性があります。水分含有量が高く温度が低いと水和熱の速度と強度が低下する可能性があり、一方、水分含有量が低く温度が高いと水和熱の速度と強度が増加する可能性があります。セルロースエーテルなどの添加剤は、石膏結晶と相互作用してその特性や挙動を変化させることにより、水和熱に影響を与える可能性があります。
セルロースエーテルを使用して脱硫石膏の水和熱を低減する潜在的な利点
脱硫石膏の水和熱を低減するための添加剤としてセルロース エーテルを使用すると、次のようなさまざまな潜在的な利点が得られます。
1. 作業性と材料の均一性が向上し、材料の混合、配置、配置に有益です。
2. 水の需要を減らし、材料の流動性を高めることで、材料の機械的特性と使いやすさを向上させることができます。
3. 材料の保水能力を強化し、材料の水和時間を延長することで、潜在的な熱応力と収縮を軽減します。
4.水和の初期段階を遅らせ、材料の凝固時間を遅らせ、水和熱のピーク値を下げ、材料の安全性と品質を向上させます。
5.材料の機械的特性と性能を強化し、材料の耐久性、強度、変形抵抗を向上させることができます。
6. セルロースエーテルは無毒で生分解性があり、再生可能であるため、環境への影響を軽減し、建設業界の持続可能な発展を促進できます。
結論は
セルロースエーテルは、材料の加工性、粘稠度、保水性、および機械的特性を改善することにより、乾燥石膏の水和および硬化プロセスに影響を与えることができる有望な添加剤です。セルロースエーテルと石膏結晶の間の相互作用により、水和のピーク熱が低下し、硬化時間が遅れるため、材料の安全性と品質が向上します。ただし、セルロースエーテルの有効性は、化学組成、粒子サイズ、含水量、温度、材料に使用される添加剤などの要因に依存する場合があります。今後の研究では、脱硫石膏の機械的特性や特性に影響を与えることなく、脱硫石膏の水和熱の所望の低減を達成するために、セルロースエーテルの投与量と配合を最適化することに焦点を当てる必要があります。さらに、セルロースエーテルの使用による潜在的な経済的、環境的、社会的利点をさらに調査し、評価する必要があります。
投稿日時: 2023 年 10 月 11 日