اندازه گیری گرمای هیدراتاسیون کلسیم سولفات همی هیدرات و ارتباط آن با خواص فیزیکی و مکانیکی

گرمای هیدراتاسیون یکی از ویژگی های مهم برای هر ماده سیمانی مانند گچ، محسوب می شود. اهمیت فرآیند هیدراتاسیون و گرمای هیدراتاسیون، بیشتر به دلیل تاثیر آن بر روی خواص مکانیکی ماده، از جمله مقاومت آن می باشد. بهبود ویژگی های مکانیکی نیز تاثیر فراوانی بر مرغوبیت گچ صنعتی دارد. بنابراین در اینجا فرآیند هیدراتاسیون و خواص وابسته به آن مثل مقاومت و همچنین ارتباط آن ها با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول دانه بندی ذرات همی هیدرات های مختلف با الک با اندازه ذرات µm125 و µm600 اندازه گیری می شود. نسبت آب به گچ بر طبق استاندارد ملی ایران به شماره 12015، برای محصول گچ صنعتی از 10 کارخانه مختلف اندازه گیری شد. این نسبت آب به گچ تا انتها برای تمام آزمایش های انجام شده شامل زمان های گیرش اولیه و نهایی، درصد جذب سطحی آب، مقاومت فشاری در زمان های مختلف 3 ساعته، 1روزه،7روزه، 14روزه و همچنین آزمایش کالریمتری برای تعیین نمودارهای گرمای واکنش هیدراتاسیون نسبت به زمان استفاده شد. سپس نمونه i با توجه به نمودار گرمای هیدراتاسیون مناسب با ماکزیمم گرمای بیشتر و خواص فیزیکی مثل نسبت آب به گچ متوسط، به عنوان گچ پایه برای آزمایش های بعدی انتخاب شد. در این مرحله از افزودنی های مختلف شامل سیتریک اسید ، مالیک اسید ، تارتاریک اسید ، سدیم سیترات با درصد های وزنی04/0، 08/0، 12/0و 16/0 و دیرگیر کننده دیگری به نام پلاست ریتارد با درصد های وزنی 01/0، 04/0 و 08/0 استفاده شده و گرمای هیدراتاسیون و سایر آزمایش های فیزیکی برای گچ همراه با این افزودنی ها انجام گرفت. در یک نگاه کلی مشاهده می شود که زمان سکون ابتدای نمودار گرمای هیدراتاسیون با افزایش غلظت هرکدام از این دیرگیر کننده ها طولانی تر می شود ، ماکزیمم گرما کاهش پیدا کرده و همچنین زمان رسیدن به این ماکزیمم به تاخیر می افتد. مشاهده نتایج فیزیکی هم نشان داد، افزایش غلظت دیرگیرکننده ها به دلیل کاهش سرعت هیدراتاسیون و تشکیل کریستال های درشت تر با درهم فرورفتگی کمتر میزان مقاومت فشاری را نیز تا %70 نسبت به حالت گچ خالص، کاهش می دهد. همینطور کاهشی هم در میزان جذب سطحی آب با افزایش غلظت افزودنی های با دیرگیرکنندگی بیشتر، از %82/27 گچ خالص تا نهایتا %24 برای غلظت های بالای افزودنی دیده می شود.