外加劑應(yīng)用于脫硫建筑石膏畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 脫硫石膏的綜述1</p><p>　　1.1.1 脫硫石膏的產(chǎn)生1</p><p>　　1.1.2 脫硫石膏的基本性能2</p><p>

2、;　　1.2 脫硫石膏的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題3</p><p>　　1.2.1 脫硫石膏研究應(yīng)用現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)脫硫石膏資源化利用存在問題5</p><p>　　1.3 脫硫建筑石膏性能影響因素5</p><p>　　1.3.1 外加劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響5</p><

3、;p>　　1.3.2 使用環(huán)境的影響6</p><p>　　1.3.3 研究石膏外加劑的必要性6</p><p>　　1.4 研究課題的提出，研究內(nèi)容和目的7</p><p>　　1.4.1 本課題的提出7</p><p>　　1.4.2 主要研究內(nèi)容7</p><p>　　1.4.3 本課

4、題的目的、意義8</p><p>　　2 試驗(yàn)原材料，設(shè)備，測定方法和方案9</p><p>　　2.1 原材料9</p><p>　　2.2 試驗(yàn)設(shè)備與方法9</p><p>　　2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備9</p><p>　　2.2.2 新拌石膏漿體流動(dòng)性的測定14</p><

5、p>　　2.2.3 凝結(jié)時(shí)間的測定15</p><p>　　2.2.4 強(qiáng)度的測定16</p><p>　　2-3 試驗(yàn)方案流程圖及方法18</p><p>　　3 外加劑對(duì)脫硫建筑石膏影響因素的分析19</p><p>　　3.1 緩凝劑19</p><p>　　3.1.1 緩凝劑對(duì)初凝，終凝

6、時(shí)間的影響19</p><p>　　3.1.2 緩凝劑對(duì)強(qiáng)度的影響21</p><p>　　3.1.3 緩凝劑作用機(jī)理分析23</p><p>　　3.2 減水劑23</p><p>　　3.2.1 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響24</p><p>　　3.2.2 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏初終凝

7、時(shí)間的影響25</p><p>　　3.2.3 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響26</p><p>　　3.2.4 減水劑作用機(jī)理分析28</p><p>　　4 外加劑復(fù)配下的脫硫石膏性能分析30</p><p>　　4.1 脫硫建筑石膏的初凝時(shí)間的影響因素分析31</p><p>　　4.2 脫

8、硫建筑石膏流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失的影響因素分析31</p><p>　　4.3 脫硫建筑石膏的力學(xué)性能影響因素的分析32</p><p>　　4.4 水膏比32</p><p>　　4.4.1 水膏比對(duì)流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響32</p><p>　　4.4.2 水膏比對(duì)脫硫建筑石膏初凝時(shí)間的影響33</p><p&

9、gt;　　4.4.3 水膏比對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響34</p><p>　　4.5 本章小結(jié)35</p><p><b>　　5 結(jié)論36</b></p><p>　　5.1 結(jié)論36</p><p>　　5.2 展望37</p><p><b>　　致謝38&

10、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 脫硫石膏的綜述</p><p>　　作為一種歷史悠久的膠凝材料，石膏與石灰、水泥并稱為無機(jī)膠凝材料中的三大支柱。石膏分為天然石膏和工業(yè)石膏。天然石膏包

11、括天然二水石膏和硬石膏，化學(xué)石膏包括磷石膏、氟石膏、硫酸鈉石膏、欽石膏、脫硫石膏等。據(jù)相關(guān)報(bào)道，我國天然石膏礦藏豐富。目前探明儲(chǔ)蓄量約為475. 1億噸，居世界之首?；どa(chǎn)中的副產(chǎn)品脫硫石膏排放量很大，目前為止，其年產(chǎn)量約在4000-5000萬噸。</p><p>　　將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣,硫酸

12、鈣達(dá)到一定飽和度后,結(jié)晶形成二水石膏.經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水,使其含水量小于10%,然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放,這個(gè)二水石膏的分子式是CaS04·2H20,二個(gè)結(jié)晶水的硫酸鈣晶體,就是脫硫石膏.</p><p>　　脫硫石膏是由于火力發(fā)電廠，冶煉廠以及各種化工廠等在燃燒煤的過程中排放的大量的二氧化硫廢氣，經(jīng)濕法脫硫工藝所得到的工業(yè)副產(chǎn)品。鑒于我國燃煤發(fā)電廠大多采用石灰石（石灰）/石膏濕法煙

13、氣脫硫工藝，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著石灰石（石灰）/石膏濕法煙氣脫硫裝置不斷的建設(shè)而快速增加，若脫硫石膏得不到有效利用，不僅會(huì)占用大量的土地，還會(huì)對(duì)地下水造成污染從而損害接觸者的身體健康。脫硫石膏中有機(jī)污染物等有害物質(zhì)，也有可能隨雨水的沖刷進(jìn)入底層，污染土地。隨著環(huán)保力度的增加和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略部署，脫硫石膏的綜合開發(fā)越來越受到人們的重視，其應(yīng)用波及范圍主要集中在建筑業(yè)，建材業(yè)，工業(yè)，農(nóng)業(yè)幾個(gè)方面。</p><p>

14、　　1.1.1 脫硫石膏的產(chǎn)生</p><p>　　脫硫石膏在國內(nèi)主要是利用火力發(fā)電廠采用石灰石（石灰）--石膏濕法脫硫，由煙氣中的SO2和噴入的石灰石漿液CaCO3反應(yīng)而成，化學(xué)方程式如下：</p><p>　　CaCO3+SO2+ H2O→CaSO4·2H2O+H2CO3</p><p>　　具體的生成過程是通過脫硫，氧化，分離，脫水4個(gè)步驟。<

15、;/p><p>　　脫硫:在吸收塔內(nèi)，石灰石CaCO3與煙氣中的SO2化合生成CaCO3 .1/2H2O。</p><p>　　氧化:CaS03 .1/2 H20與向吸收塔中懸浮液吹入的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二水硫酸鈣。在這個(gè)過程中，石膏晶體是通過連續(xù)的循環(huán)過程生成的。</p><p>　　脫硫石膏分離:產(chǎn)生的二水硫酸鈣晶體在水力旋流器中分離出來并去除雜質(zhì)。</p>

16、;<p>　　(4)脫硫石膏沖洗和脫水:硫酸鈣晶體使用過濾器和離心機(jī)，從產(chǎn)生于水力旋流器底流中的懸浮液中分離出來。分離出來的結(jié)晶硫酸鈣，用干凈的水沖洗，以便清除氯離了、鈉離了、鎂離了這些水溶性雜質(zhì)。這樣便生成了脫硫石膏。</p><p>　　1.1.2 脫硫石膏的基本性能</p><p>　　脫硫石膏的主要礦物為二水硫酸鈣晶體。與天然石膏相比，脫硫石膏是一種品質(zhì)較好的石膏，

17、具有顆粒較細(xì)，純度高，結(jié)晶性能好，成分穩(wěn)定等特點(diǎn)。</p><p>　　脫硫石膏和天然石膏的相同點(diǎn)在于：</p><p>　?。?）脫硫石膏的水化動(dòng)力學(xué)、凝結(jié)特征與天然石膏相同，但其速度相對(duì)較快。脫硫石膏和天然石膏的凝結(jié)硬化表現(xiàn)為半水石膏的水化進(jìn)程。</p><p>　　（2）脫硫石膏轉(zhuǎn)化后的5種形態(tài)和7種變體，其物化性能與天然石膏一致，可以代替天然石膏作建材。&l

18、t;/p><p>　　脫硫石膏的主要成分為二水石膏，在一定的條件下加熱脫水會(huì)變成熟石膏，建筑工業(yè)用熟石膏(簡稱建筑石膏)有著極其廣泛的利用途徑，相關(guān)研究表明脫硫石膏在170℃ ~200℃溫度下脫水并恒溫3~4h后，所得的建筑石膏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。脫硫建筑石膏分為ɑ型和β型兩種，有研究認(rèn)為脫硫石膏脫水后生產(chǎn)的ɑ型較β型性能稍好，但其性能受多方面的影響，故目前還沒有形成規(guī)?；a(chǎn)。Ⅲ型硬石膏稱為可溶性無水石膏，是由ɑ型與β型

19、半水石膏加熱脫水而成。Ⅱ型硬石膏為難溶或不溶的無水石膏。而Ⅰ型硬石膏在常溫下是不存在的。</p><p>　　與天然石膏相比，脫硫石膏的不同點(diǎn)簡述如下:</p><p>　?。?）顆粒過細(xì):煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均，其分布帶很窄，細(xì)度高。</p><p>　　（2）原始物理狀態(tài)不一樣:天然石膏是粘合在一起的塊狀，而脫硫石膏以單獨(dú)的結(jié)晶顆粒存在;脫硫石膏雜質(zhì)與石

20、膏之間的易磨性相差較大，天然石膏經(jīng)過粉磨后的粗顆粒多為雜質(zhì)，而脫硫石膏經(jīng)過粉磨后的細(xì)顆粒為雜質(zhì)，其特征與天然石膏正好相反。</p><p>　　（3）雜質(zhì)成分不同:由于燃燒過程中使用的燃料(特別是煤)和洗滌過程中的石灰/石灰石，在脫硫石膏中常有碳酸鹽、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈉等雜質(zhì)，某些雜質(zhì)超過一定含量會(huì)影響石膏制品的質(zhì)量，如在較潮濕的環(huán)境中會(huì)發(fā)生“返霜”現(xiàn)象。其他雜質(zhì)如顆粒較小的Fe和未完全燃燒的煤粉顆

21、粒會(huì)影響制品的白度和粘結(jié)性能。</p><p>　?。?）脫硫石膏的產(chǎn)地優(yōu)勢:脫硫石膏由于是火電廠的工業(yè)副產(chǎn)品，因此產(chǎn)地在全國分布較均勻，而天然石膏作為白然界中蘊(yùn)藏的石膏石，會(huì)受到地域限制的影響。像江蘇、廣東等天然石膏匱乏的地區(qū)，脫硫石膏的出現(xiàn)會(huì)彌補(bǔ)了我國高品位的天然石膏儲(chǔ)量小、產(chǎn)量低、其產(chǎn)品遠(yuǎn)離消費(fèi)地的重大缺陷。</p><p>　　(5)強(qiáng)度提高:對(duì)用脫硫石膏和天然石膏制作的石膏膠凝材

22、料進(jìn)行試驗(yàn)比較，說明脫硫石膏具有較好的技術(shù)性能，其抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度明顯高于天然石膏，具有良好的可利用潛力。</p><p>　?。?）脫硫石膏的顏色偏深：這是由于煙氣除塵中使脫硫石膏含有較多的粉煤灰所致。同時(shí)堆密度較大，含水率高、呈濕粉狀等特點(diǎn)。</p><p>　　1.2 脫硫石膏的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題</p><p>　　1.2.1 脫硫石膏研究應(yīng)用現(xiàn)

23、狀</p><p>　　由于脫硫石膏的品位優(yōu)于天然石膏，同時(shí)脫硫石膏價(jià)格較天然石膏有著較高的競爭力，故脫硫石膏的資源化利用將在一定程度上均衡天然石膏的地域分布，脫硫石膏在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。</p><p>　?。?）脫硫石膏在水泥工業(yè)上的應(yīng)用</p><p>　　我國研究人員從20世紀(jì)90年代起對(duì)脫硫石膏在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。

24、成先紅、張梅等人利用太原第一熱電廠生產(chǎn)的簡易脫硫石膏和烘干后的脫硫石膏對(duì)是否可代替天然石膏用于水泥緩凝劑做了系統(tǒng)研究，試驗(yàn)表明，兩種脫硫石膏對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、安定性指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在相同的粉磨時(shí)間內(nèi)，脫硫石膏制成的水泥的比表面積偏大。</p><p>　　對(duì)于礦渣水泥，粉煤灰水泥和復(fù)合水泥，脫硫石膏既是緩凝劑，同時(shí)又是混合材水化時(shí)的硫酸鹽激發(fā)劑。相關(guān)研究表明，摻加熟脫硫石膏的膠凝材料，在齡期28d時(shí)

25、的抗折與抗壓強(qiáng)度較不摻的分別提高36. 4%和19. 0%。同時(shí)，這種激發(fā)作用隨齡期的增長逐漸增強(qiáng)，可大大地提高粉煤灰膠凝材料的技術(shù)性能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。</p><p>　　（2）脫硫石膏在建材業(yè)上的應(yīng)用</p><p><b>　?、偈嗥鰤K</b></p><p>　　石膏砌塊是以β一半水石膏或無水硬石膏為主要原料，經(jīng)澆注或壓制成型、自

26、然干燥等工藝制成的輕質(zhì)隔墻型材料。由于具有良好的保溫隔熱、防火性能、質(zhì)量輕、可取代粘土磚，國內(nèi)應(yīng)用廣泛。但由于自身多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致石膏砌塊強(qiáng)度低、防水性能差等缺陷極大的阻礙了石膏砌塊的發(fā)展。如果在這些方面能得到改進(jìn)，脫硫石膏砌塊的應(yīng)用前景會(huì)更加開闊。</p><p><b>　　②石膏砂漿</b></p><p>　　脫硫石膏砂漿是水泥砂漿的換代產(chǎn)品，它能夠克服水泥砂漿

27、抹墻后出現(xiàn)空鼓、墻體基材都能很好地粘結(jié)，尤其適用頂棚抹灰，在加氣混凝土墻上效果更佳，同時(shí)它還具有良好的防火性能、表面裝飾性能、保溫隔熱性能。</p><p><b>　?、凼喟?lt;/b></p><p>　　中國新型建筑材料工業(yè)杭州設(shè)計(jì)研究院、重慶大學(xué)、重慶市建筑科學(xué)研究院等研究機(jī)構(gòu)近年來對(duì)脫硫石膏用于石膏板行業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，研究表明脫硫石膏用于制造紙面石膏板

28、、石膏刨花板等可行，且其性能優(yōu)于天然石膏生產(chǎn)的產(chǎn)品</p><p>　　由于我國的脫硫石膏為濕粉狀，含水率較高，其在紙面石膏板的應(yīng)用推廣上受到限制。賈同春、趙秀云等人通過對(duì)脫硫石膏采取預(yù)干燥處理后，再鍛燒脫水加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┲?，生產(chǎn)出了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的脫硫石膏粉，并成功的應(yīng)用于紙面石膏板的生產(chǎn)。部分指標(biāo)還優(yōu)于天然石膏紙面石膏板。</p><p>　?。?）其他方面的應(yīng)用</p>

29、<p>　　用脫硫石膏配制石膏自流平基材料可變廢為寶。李東旭等人通過不同品形轉(zhuǎn)化劑處理后的脫硫石膏配制自流平材料，研究對(duì)其性能的影響，并目研究了自流平材料的組成對(duì)其性能的影響和自流平材料的微觀結(jié)構(gòu)。脫硫石膏同樣可應(yīng)用為道路基層材料，鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料，申士富，張連松等人對(duì)山西某企業(yè)的脫硫石膏進(jìn)行了綜合應(yīng)用研究，研究制備的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，當(dāng)涂層厚度為18. 4mm時(shí)，耐火極限大于2h，涂層厚度為24.3mm時(shí)，耐火極限大于3h

30、。文獻(xiàn)報(bào)道，日本將脫硫石膏與粉煤灰及少量石灰混合形成煙灰材料，作為路基、路面下基層或平整土地所需砂土。另外還利用脫硫石膏制得白流平材料起到混凝土自流平層及舊地面、起砂地面的修補(bǔ)作用。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)脫硫石膏資源化利用存在問題 </p><p>　　與發(fā)達(dá)國家相比，我國煙氣脫硫石膏的歷史較短，大部分脫硫裝置依靠國外引進(jìn)，對(duì)煙氣脫硫石膏的性能、處理設(shè)備等無系統(tǒng)研究、脫硫

31、石膏高技術(shù)含量少，生產(chǎn)規(guī)模小、市場競爭力不高、需求量不大等瓶頸性障礙需要研究解決。影響脫硫石膏資源化利用的因素簡述如下:</p><p>　?。?）我國尚缺乏保證脫硫石膏資源化利用的法律法規(guī)和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅使一些石膏制品生產(chǎn)商和用戶拒絕使用脫硫石膏，同樣也沒有在法律地位上真正賦予脫硫石膏</p><p>　　應(yīng)用的地位。制定配套政策，鼓勵(lì)建材企業(yè)利用脫硫石膏，是各地政府相關(guān)部門的職責(zé)。

32、</p><p>　?。?）我國在石膏建材行業(yè)設(shè)備工藝落后，缺乏必要的技術(shù)保障。在含水粉狀脫硫石膏進(jìn)行干燥及高溫鍛燒的設(shè)備上缺乏研究，對(duì)脫硫石膏的完整認(rèn)識(shí)度不夠，相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，致使無法對(duì)脫硫石膏進(jìn)行深加工和應(yīng)用。目前要針對(duì)脫硫石膏的固有特性，系統(tǒng)研究脫硫石膏及其制品的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，建立必要的市場、效益觀念和營銷手段，脫硫石膏資源化利用在我國才能形成一條好的出路。</p><p>

33、;　?。?）公眾缺乏脫硫石膏再利用的觀念，這是因?yàn)槲覈鴽]有長期利用脫硫石膏的習(xí)慣、科技水平不高、相關(guān)方面說服力的工作不夠，加之天然石膏儲(chǔ)量豐富，因此拒絕使用脫硫石膏是一種普遍的公眾心理。因此，開展科技創(chuàng)新，通過媒體大力宣傳脫硫石膏的綠色環(huán)保對(duì)脫硫石膏的資源化利用有著重大的意義。</p><p>　　1.3 脫硫建筑石膏性能影響因素</p><p>　　1.3.1 外加劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)

34、度的影響</p><p>　　石膏的強(qiáng)度主要來源于二水石膏晶體之間的相互交叉連生。按結(jié)晶理論，二水石膏晶體的形成包括半水石膏的溶解、二水石膏晶核的形成以及二水石膏晶體的生長。通過改變?nèi)我贿^程的參數(shù)，可獲得不同的微觀結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致石膏硬化體強(qiáng)度的變化。</p><p>　　石膏應(yīng)用時(shí)，往往并不是單一組分，常常會(huì)加入多種外加劑以改善石膏的性能。緩凝劑是使用最多的外加劑之一，其目的是為了調(diào)整石膏

35、的凝結(jié)硬化時(shí)間，以滿足施工的需要。盡管對(duì)緩凝劑的作用機(jī)理說法不一，但有一點(diǎn)己被證實(shí)，緩凝劑可以改變二水石膏晶體形貌，使晶體普遍粗化，從而顯著降低石膏硬化體的強(qiáng)度。減水劑可以在保持石膏漿體流動(dòng)度不變的情況下大幅度降低拌和用水量，提高成型后的密實(shí)度，從而提高強(qiáng)度。另外，其它外加劑如促凝劑、粘結(jié)劑也會(huì)對(duì)石膏硬化體的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。</p><p>　　1.3.2 使用環(huán)境的影響</p><p>

36、　　石膏制品的使用環(huán)境(溫度和濕度)對(duì)其強(qiáng)度也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。建筑石膏屬于氣硬性膠凝材料，耐水性很差，在潮濕環(huán)境中其強(qiáng)度會(huì)大大降低。其原因?yàn)?第一，石膏漿體硬化時(shí)，晶體在結(jié)晶共生過程中，由于結(jié)晶接觸點(diǎn)不穩(wěn)定易發(fā)生歪曲和變形。在潮濕環(huán)境中出現(xiàn)溶解和再結(jié)晶，這種接觸點(diǎn)的溶解將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的降低。第二，石膏硬化體是一個(gè)孔隙率很大的多孔體，晶體界面由微裂縫形成了細(xì)微裂紋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)遇水后，由于水滲透到微孔內(nèi)形成水分子薄膜，該水膜產(chǎn)生楔入尖劈

37、作用，破壞了石膏晶體結(jié)構(gòu)之間的微單元結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致石膏制品強(qiáng)度的降低。第三，石膏具有溶解度高的特點(diǎn)，當(dāng)水沿著或通過石膏制品表面流動(dòng)時(shí)，石膏被溶解和剝離，從而引起強(qiáng)度的降低。在潮濕環(huán)境中石膏強(qiáng)度會(huì)大大降低。</p><p>　　綜上所述，石膏硬化體的強(qiáng)度受膠凝材料的品質(zhì)、水化條件、外加劑等多方面的影響，其中水膏比和外加劑的影響最為顯著。</p><p>　　1.3.3 研究石膏外加劑的必要性&

38、lt;/p><p>　　應(yīng)用外加劑是改善石膏基材料性能的重要途徑之一，也是石膏基材料技術(shù)進(jìn)步的主要標(biāo)志之一。半水石膏是石膏基材料的主要成分和膠凝相。半水石膏水化的理論水膏比為18.6%，但其實(shí)際用水量卻高達(dá)65%~80%，即使a高強(qiáng)石膏也在40%左右。如此高的水膏比必然惡化石膏基材料的孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致強(qiáng)度的大幅降低。采用減水劑是降低水膏比、提高強(qiáng)度、改善性能的必然選擇。半水石膏凝結(jié)硬化很快，其初終凝時(shí)間為6min~30m

39、in，可操作時(shí)間只有3min~5min，往往不能滿足石膏基材料成型與施工的需要。選擇適宜的緩凝劑及其摻量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)石膏基材料凝結(jié)時(shí)間的大范圍任意調(diào)節(jié)，滿足不同施工工藝的要求。石膏基粉刷材料、膩?zhàn)硬牧仙蠅?，由于基層的吸水和水分的蒸發(fā)，使其水化不良，導(dǎo)致空鼓、開裂。保水劑可有效解決這一問題，同時(shí)還可提高石膏基材料的粘聚性、均勻性。</p><p>　　使用外加劑是提升石膏基材料技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平、推動(dòng)石膏行業(yè)科技進(jìn)步的最

40、有效途徑之一，也是高性能石膏基材料的核心技術(shù)。如同混凝土外加劑技術(shù)引發(fā)了混凝土材料及其工程的技術(shù)革命，石膏外加劑的深入研究和突破，必將對(duì)石膏工業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生積極而深刻的影響。</p><p>　　1.4 研究課題的提出，研究內(nèi)容和目的</p><p>　　1.4.1 本課題的提出</p><p>　　我國是一個(gè)能源生產(chǎn)與消費(fèi)大國，近年來隨著燃煤的增加，SO2

41、的排放量也不斷增加，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，由人類制造的二氧化硫每年達(dá)1.8億噸，已成為大氣環(huán)境的第一大污染物。我國二氧化硫污染日益嚴(yán)重。據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署統(tǒng)計(jì)，在使用過程中，每年由人類制造的、主要是含硫燃料燃燒排放到大氣中的硫化物達(dá)1.5 X 1011kg，燃煤固體廢氣物2.1億噸。</p><p>　　我國大氣SO2的排放中，火電廠煙氣排放占50%左右，在經(jīng)濟(jì)與環(huán)保節(jié)能之間的矛盾愈發(fā)激化的今天，在“

42、因電廠燃煤每年向大氣中排放的SO2就占我國SO2排放總量的50%，占工業(yè)SO2排放量的75%左右”這一背景下，如何控制電廠SO2的排放，有效減少環(huán)境污染，刺痛國人的神經(jīng)，拷問著體制的弊端，同樣也是我們亟待解決的問題。</p><p>　　中國政府對(duì)二氧化硫的污染治理問題相當(dāng)重視，21世紀(jì)，環(huán)境保護(hù)成為世界性主題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的環(huán)保意識(shí)空前提高，綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)、低碳排放已成為各國政

43、府、百姓和媒體關(guān)注的重點(diǎn)。</p><p>　　脫硫石膏在這一關(guān)鍵時(shí)刻應(yīng)運(yùn)而生，它的主要成分和天然二水石膏相同，在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域有著巨大的利用價(jià)值。它是目前應(yīng)用最廣泛的二氧化硫控制技術(shù)和脫硫方式。我國的石灰石(石灰)一一石膏濕法脫硫工藝始于20世紀(jì)90年代，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保力度的加大，我國的火電廠及其脫硫裝置的裝機(jī)容量在逐年增加。</p><p>　　1.4.2 主要

44、研究內(nèi)容</p><p>　　鑒于上述，本項(xiàng)目重點(diǎn)研究以脫硫建筑石膏為主要原材料制作現(xiàn)澆墻體的理論和方法，通過不斷調(diào)整原材料和外加劑的配合比，對(duì)脫硫建筑石膏現(xiàn)澆墻體的性能進(jìn)行研究，形成理論體系支持工程應(yīng)用。根據(jù)已有研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合，擬在以下幾個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)研究。</p><p>　　新拌脫硫石膏漿體流動(dòng)性的分析</p><p>　　對(duì)于現(xiàn)澆脫

45、硫石膏墻體，施工質(zhì)量是保證墻體強(qiáng)度和墻體質(zhì)量的關(guān)鍵。其中，流動(dòng)性和凝結(jié)時(shí)間對(duì)墻體施工質(zhì)量影響較大。以凝結(jié)時(shí)間為例，如采用泵送工藝，凝結(jié)時(shí)間過短有可能導(dǎo)致堵泵或堵管，過長則影響模板周轉(zhuǎn)，拖延工期。同樣流動(dòng)性過大則容易漏漿、跑模，過小則不易密實(shí)。為此，有必要對(duì)新拌脫硫石膏漿體性能進(jìn)行深入研究，探索各種因素對(duì)施工性能的影響，主要包括:脫硫石膏用水量、外加劑 (減水劑、緩凝劑、引氣劑或發(fā)泡劑)等。這些因素可能影響新拌脫硫石膏的流動(dòng)性、保水性、凝

46、結(jié)時(shí)間。</p><p>　　水膏比是影響石膏孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的重要因素，水膏比過小，拌合物流動(dòng)性過低，影響施工。水膏比過大會(huì)使?jié){體的粘聚性和保水性下降。單位用水量過大，不僅會(huì)使?jié){體嚴(yán)重泌水、分層、流漿，也會(huì)造成強(qiáng)度的大幅度下降。而摻加減水劑會(huì)使新拌脫硫石膏在用水量不變的情況下增大流動(dòng)性，提高強(qiáng)度。摻加緩凝劑使得脫硫石膏的凝結(jié)時(shí)問延長。摻加引氣劑或發(fā)泡劑可以在新拌脫硫石膏漿體中引入大量微小、均勻的氣泡，不僅使脫硫石膏

47、墻體材料的熱工性能大幅度提高，同時(shí)也可減少泌水、增大流動(dòng)性、提高耐久性。掌握了各種因素對(duì)新拌漿體性能的影響規(guī)律，施工中就可以根據(jù)具體條件和要求，對(duì)脫硫石膏的工作性能進(jìn)行控制，保證現(xiàn)澆脫硫石膏均勻、密實(shí)，制備出高質(zhì)量的墻體。</p><p>　　1.4.3 本課題的目的、意義</p><p>　　在環(huán)境保護(hù)的迫切需要和脫硫建筑石膏廢渣愈來愈多的今天，脫硫建筑石膏的綜合利用越來越受到人們的重

48、視。脫硫建筑石膏相對(duì)與其他工業(yè)廢渣來說有較好的價(jià)格優(yōu)勢，開發(fā)脫硫建筑石膏有著顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本課題旨在對(duì)脫硫建筑石膏進(jìn)行直接利用，即以脫硫建筑石膏為主要原材料、再輔以減水劑、緩凝劑等技術(shù)措施開發(fā)的一種輕質(zhì)保溫墻體材料，不僅可以充分利用工業(yè)廢渣脫硫建筑石膏，使其變廢為寶，提高脫硫建筑石膏的利用率。同樣也可以解決石膏板接縫處、鋼或混凝土梁柱、砌塊間的砂漿等部位預(yù)留等問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑與

49、墻體材料的產(chǎn)業(yè)化融合。</p><p>　　國內(nèi)對(duì)于現(xiàn)澆脫硫建筑石膏墻體材料的性能、施工方法方面的研究很少，脫硫建筑石膏代替天然石膏用于環(huán)保節(jié)能型現(xiàn)澆墻體材料，不僅可以減少脫硫建筑石膏的環(huán)境污染，變廢為寶，同時(shí)大大減少了天然石膏的開采量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。脫硫建筑石膏用于現(xiàn)澆工藝，對(duì)促進(jìn)石膏工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步起到重要的推動(dòng)作用，也可減少脫硫建筑石膏的環(huán)境污染以實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化。本課題的研究內(nèi)容主要集中對(duì)脫硫建筑石膏的原

50、材料配比進(jìn)行不斷的調(diào)整和優(yōu)化，為脫硫建筑石膏產(chǎn)業(yè)化做一些基礎(chǔ)性的研究工作，充分實(shí)現(xiàn)本課題的意義和價(jià)值。</p><p>　　2 試驗(yàn)原材料，設(shè)備，測定方法和方案</p><p><b>　　2.1 原材料</b></p><p>　　原材料主要有脫硫建筑石膏、減水劑、緩凝劑、飲用水。</p><p><b>

51、;　　(1) 脫硫石膏</b></p><p>　　本課題所用的脫硫石膏是以β型半水石膏為主要成分、對(duì)煙氣脫硫石膏在常壓干燥空氣下進(jìn)行熱處理和陳化后得到的。</p><p><b>　　(2)緩凝劑</b></p><p>　　由于β型半水石膏凝結(jié)硬化較快，在加水?dāng)嚢韬蟮膸追昼妰?nèi)便會(huì)快速凝結(jié)，失去流動(dòng)性。這樣給實(shí)際施工操作帶來不便，

52、尤其和脫硫石膏用做現(xiàn)澆墻體要滿足泵送工藝（其初凝時(shí)間要達(dá)到 2 小時(shí)以上）的要求相背離。那么，添加緩凝劑無疑是調(diào)節(jié)石膏水化進(jìn)程最有效的方法。</p><p><b>　　(3)減水劑</b></p><p>　　本課題采用的減水劑為聚羧酸。聚羧酸高效減水劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為主鏈上帶有多個(gè)活性集團(tuán)，側(cè)鏈鏈長且數(shù)量多，疏水基的鏈較短，數(shù)量少。與其他高效減水劑相比，減水率高。這

53、種減水劑為市售商品。</p><p><b>　　(4)水</b></p><p><b>　　飲用水。</b></p><p>　　2.2 試驗(yàn)設(shè)備與方法</p><p>　　2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備 </p><p>　　表 2.1 試驗(yàn)用設(shè)備一覽表<

54、;/p><p>　　圖2.1 凝結(jié)時(shí)間測定儀</p><p>　　圖2.2 抗壓抗折試驗(yàn)機(jī)</p><p>　　圖2.3水泥凈漿攪拌機(jī)</p><p><b>　　圖2.4攪拌碗</b></p><p><b>　　圖2.5截圓錐模</b></p><p>

55、;<b>　　圖2.6稠度儀</b></p><p>　　2.2.2 新拌石膏漿體流動(dòng)性的測定</p><p>　　固定水膏比，加入一定量的水后，放入外加劑，使外加劑預(yù)先溶于水中，然后把稱取的石膏倒入攪拌碗中，把稠度儀擦干凈，水平放置于光滑的玻璃板上，將攪拌好的漿體倒入試模中，并將玻璃板上下震動(dòng) 5 次，以排除氣泡。刮平后，將稠度儀垂直方向迅速提起，30s 后，量取

56、兩垂直方向的直徑，取平均值作為漿體流動(dòng)度值，連續(xù)測量兩次，取最后的平均值為初始新拌脫硫石膏漿體流動(dòng)度值。如圖2.7，圖2.8所示。</p><p><b>　　圖2.7 稠度試驗(yàn)</b></p><p><b>　　圖2.8 稠度試驗(yàn)</b></p><p>　　2.2.3 凝結(jié)時(shí)間的測定</p><

57、p>　　對(duì)于凝結(jié)時(shí)間，按照GB9776-2008《建筑石膏》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。方法是首先把水倒入攪拌碗中，外加劑采用先摻法，即先將外加劑融入水中，然后加入脫硫石膏，攪拌后得到均勻的漿體并倒入試模中，然后將玻璃底板抬高約l0mm，上下震動(dòng)5次。用刮刀刮去溢漿，使料漿與試模上端齊平。將裝滿料漿的試模連同玻璃底板放在儀器的鋼針下，使針尖與料漿的表面相接觸，且離開試模邊緣大約l0mm。迅速放松桿上的固定螺絲，每次都應(yīng)改變插點(diǎn)，并將針擦凈、較直

58、。記錄從試樣與水接觸開始到鋼針第一次碰不到玻璃底板所經(jīng)歷的時(shí)間，即試樣的初凝時(shí)間。記錄從試樣與水接觸開始，至鋼針第一次插入料漿的深度不大于lmm所經(jīng)歷的時(shí)間，即試樣的終凝時(shí)間。如圖2.9所示</p><p>　　圖2.9 凝結(jié)時(shí)間的測定</p><p>　　2.2.4 強(qiáng)度的測定</p><p>　　強(qiáng)度測定按照GB9776-2008《建筑石膏》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。分

59、別測定脫硫石膏 3d 的抗折和抗壓強(qiáng)度。3d 強(qiáng)度采用自然養(yǎng)護(hù)，試件達(dá)到終凝后拆模。</p><p>　　用作抗折強(qiáng)度的試樣至少為三條，采用40*40*160mm的標(biāo)準(zhǔn)試模，將試件置于抗折試驗(yàn)機(jī)的二根支撐輥上，開動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)后逐漸增加荷載，最終使試件斷裂。計(jì)算三個(gè)試件抗折強(qiáng)度平均值，精確至0.05MPa。如果所測得的三個(gè)抗折強(qiáng)度值與其平均值之差不大于平均值的15%，則用該平均值作為抗折強(qiáng)度值;如果有一個(gè)值與平均值

60、之差大于平均值的15%，應(yīng)將此值舍去，以其余二個(gè)值計(jì)算平均值;如果有一個(gè)以上的值與平均值之差大于平均值的15%，則用三個(gè)新試件重做試驗(yàn)。</p><p>　　對(duì)做完抗折試驗(yàn)的6半截試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，最后的強(qiáng)度值取其6個(gè)值的平均值。取值標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算6個(gè)試件抗壓強(qiáng)度平均值。如果測得的六個(gè)值與它們平均值的差不大于10％，則用該平均值作為抗壓強(qiáng)度；如果有某個(gè)值與平均值之差大于10％，應(yīng)將此值舍去，以其余的值計(jì)算平均值；如果

61、有二個(gè)以上的值與平均值之差大于10％，應(yīng)重做試驗(yàn)?？拐劭箟涸囼?yàn)如圖3.0 圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.0抗壓實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　圖3.1抗折實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　2-3 試驗(yàn)方案流程圖及方法</p><p>　　3 外加劑對(duì)脫硫建筑石膏影響因

62、素的分析</p><p>　　煙氣脫硫建筑石膏用于墻體材料，要滿足一系列的性能指標(biāo)，無疑外加劑的添加是改善其性能最有效的途徑。外加劑的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，主要有緩凝劑、減水劑等，然而由于目前外加劑生產(chǎn)廠家質(zhì)量良蕎不齊，不同品質(zhì)的脫硫石膏摻加同一外加劑所表現(xiàn)出來的性能大相徑庭，甚至?xí)霈F(xiàn)相反的結(jié)果，故在該課題的研究中，通過實(shí)驗(yàn)室不同種類的緩凝劑、減水劑的試配是一項(xiàng)必要之舉。</p><p>

63、;　　由于緩凝劑、減水劑受溫度影響較大，以下是在13℃~17℃范圍內(nèi)測試的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3.1 緩凝劑</b></p><p>　　3.1.1 緩凝劑對(duì)初凝，終凝時(shí)間的影響</p><p>　　新拌脫硫建筑石膏漿體的凝結(jié)表現(xiàn)為漿體開始失去可塑性或剛性的增加，凝結(jié)程度用來確定石膏在施工現(xiàn)場何時(shí)易于澆注、承受荷載和下一道工序

64、的施工進(jìn)度。初凝時(shí)間表示施工時(shí)間極限，終凝時(shí)間表示漿體強(qiáng)度的開始發(fā)展。由于石膏墻體材料凝結(jié)硬化快，其在短短的幾分鐘內(nèi)就會(huì)失去流動(dòng)性，給現(xiàn)場泵送施工帶來了諸多不便，尤其在夏季施工和連續(xù)澆筑作業(yè)的時(shí)候更是如此。影響石膏凝結(jié)時(shí)間的因素很多:如環(huán)境溫度和濕度，脫硫石膏的品種、組成、比表面積和緩凝劑的摻入。溫度越高，凝結(jié)時(shí)間越短，同時(shí)石膏的細(xì)度和比表面積越大，也會(huì)加速石膏的凝結(jié)。</p><p>　　在諸多影響因素中，無疑

65、緩凝劑的加入是改善新拌脫硫石膏漿體凝結(jié)時(shí)間的最簡單有效的措施。緩凝劑是用來延長凝結(jié)時(shí)間，使新拌漿體保持較長時(shí)間流動(dòng)性的一種外加劑。它可用于減慢水化熱的釋放速度，防止水化熱引起的溫度裂縫，也可避免大型連續(xù)施工中形成的裂縫，提高施工質(zhì)量。工程實(shí)踐表明，摻加不同的緩凝劑可以使脫硫石膏的初凝時(shí)間在幾十分鐘到幾十個(gè)小時(shí)不等，以此滿足不同工程需求。而優(yōu)質(zhì)的緩凝劑在具備較強(qiáng)緩凝作用的同時(shí)還應(yīng)有較小的強(qiáng)度損失率。</p><p>

66、;　　緩凝劑主要分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。工程中使用的主要有以下幾類:糖類:如蔗糖、葡萄糖;木質(zhì)素磺酸鹽類;羥基羧酸及其鹽類:如檸檬酸、檸檬酸鹽、酒石酸等;無機(jī)鹽類:如硼砂、氯化鋅、磷酸鹽和偏磷酸鹽等;其他如銨鹽及其衍生物、纖維素醚等。本實(shí)驗(yàn)選擇多聚磷酸鈉進(jìn)行性能測試。下表3.1下圖3.1為多聚磷酸鈉對(duì)建筑脫硫石膏凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度的影響。</p><p>　　表3.1 摻加多聚磷酸鈉的煙氣脫硫建筑石膏的性能</p

67、><p>　　圖3.1緩凝劑對(duì)煙氣脫硫建筑石膏初終凝時(shí)間影響</p><p>　　圖3.2緩凝劑對(duì)煙氣脫硫建筑石膏初終凝時(shí)間的影響</p><p>　　從圖3.2中可以看出，隨著緩凝劑摻量的增加，脫硫建筑石膏的初凝和終凝時(shí)間持續(xù)增加，緩凝劑摻量加的越大，脫硫建筑石膏的初凝，終凝時(shí)間越長。摻的量越大，緩凝效果越明顯。從摻量為0%~0.3%這段中可以看出，趨勢比較平坦，從摻

68、量0.3%往后，緩凝效果越來越明顯，緩凝時(shí)間大幅度提高。</p><p>　　3.1.2 緩凝劑對(duì)強(qiáng)度的影響</p><p>　　表3.3多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響(3d)</p><p>　　圖3.3 多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏抗折抗壓強(qiáng)度影響(3d)</p><p>　　從圖3.3中可以看出，在0.1%~0.2%之間，緩凝劑摻量的增

69、加，抗折和抗壓強(qiáng)度均有一定程度的提高，摻量超過0.2%后，其強(qiáng)度均開始降低。從表3.3中可以看出，當(dāng)多聚磷酸鈉的摻量超過0.4%后，其抗壓強(qiáng)度無法測出，其抗折強(qiáng)度急劇降低。因此，可以看出，緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度有影響，除在0.2%左右的摻量外，其摻量越多，石膏的抗折抗壓強(qiáng)度越低，當(dāng)其摻量到達(dá)某一限值時(shí)，石膏的抗壓強(qiáng)度就無法測出。</p><p>　　表3.4多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度抗折抗壓強(qiáng)度的影響<

70、;/p><p>　　圖3.4 多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度抗折抗壓強(qiáng)度的影響</p><p>　　從圖3.4和3.4對(duì)比中可以看出，相同摻量的脫硫建筑石膏強(qiáng)度和干強(qiáng)度對(duì)比看，干強(qiáng)度明顯要高于3d的強(qiáng)度，這說明，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加，這可能是因?yàn)槭囿w里面的結(jié)晶水全部蒸發(fā)，膏體反應(yīng)結(jié)束，多余的水份揮發(fā)，強(qiáng)度提高。</p><p>　　3.1.3 緩凝

71、劑作用機(jī)理分析</p><p>　　緩凝劑對(duì)脫硫石膏的緩凝機(jī)理主要有吸附理論、絡(luò)鹽理論、沉淀理論。吸附理論和沉淀理論是指緩凝劑在石膏顆粒表面形成的不溶性膜層通過阻礙石膏顆粒與水的接觸，使晶體之間的接觸受到屏蔽，從而延緩了石膏的水化進(jìn)程。絡(luò)鹽理論是指無機(jī)鹽緩凝劑分子與鈣離子反應(yīng)生成一種絡(luò)合物，從而延緩水化進(jìn)程和晶體析出。相關(guān)研究認(rèn)為摻加檸檬酸或磷酸鹽類緩凝劑降低了液相過飽和度，影響了晶體的析出，而過飽和度的降低導(dǎo)致

72、晶核數(shù)量減少、結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)不密實(shí)，從而導(dǎo)致強(qiáng)度一定程度的下降。</p><p>　　國內(nèi)相關(guān)學(xué)者認(rèn)為多聚磷酸鈉使石膏的液相過飽和度降低，晶體成核速率降低，延緩了凝結(jié)硬化，同時(shí)改變了晶體的生長習(xí)性，使晶體變成短粗狀，導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)劣化，從而影響到強(qiáng)度的下降。也有研究表明多聚磷酸鈉和石膏反應(yīng)生成的不溶性磷酸鈣通過降低液相過飽和度、抑制石膏粒了溶解和阻止晶核生長是多聚磷酸鈉緩凝的根本原因。</p><p&

73、gt;<b>　　3.2 減水劑</b></p><p>　　半水石膏在水化過程中的理論用水量僅為18.6%，施工中為了保證新拌石膏漿體的和易性，實(shí)際用水量可能達(dá)到65%~80%，大量多余的游離水停留在漿體中，會(huì)造成脫硫石膏硬化體強(qiáng)度降低，耐久性變差。新拌脫硫石膏漿體中摻入減水劑，就可以在保持石膏用量基本不變的情況下降低水膏比，或是在水膏比不變的情況下，增大漿體的流變性。</p>

74、;<p>　　流動(dòng)性是指新拌石膏漿體在自重或外力的作用下克服粒子間的作用力而產(chǎn)生流動(dòng)的能力。作為一種改善拌合物流化性能的外加劑，減水劑不僅有減水和塑化作用，還有緩凝和引氣、膨脹、改善新拌物泌水離析、緩凝作用。減水劑分為普通減水劑和高效減水劑。兩種減水劑都可以起到減水、塑化作用，但同普通減水劑相比，高效減水劑其減水率更高，減水、分散性能更好。</p><p>　　本課題致力于使脫硫石膏用于現(xiàn)澆工藝，即

75、石膏漿體在施工過程中經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)輸和停放后仍要有較好的流動(dòng)性，以保證拌合物具有足以進(jìn)行澆灌和后續(xù)工序如搗實(shí)、抹面等的能力，否則處理不當(dāng)會(huì)使?jié){體在泵送時(shí)發(fā)生堵管、澆注時(shí)困難的現(xiàn)象，給施工帶來不便。優(yōu)質(zhì)的減水劑是在保持較好流動(dòng)性的同時(shí)具有較小的流經(jīng)損失。本節(jié)擬在找出一種合適的減水劑，既要在滿足良好的流動(dòng)性能的前提下，又要使其流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失降至最低。以下表格為聚羧酸高效減水劑對(duì)脫硫建筑石膏性能測試的結(jié)果。</p><p&g

76、t;　　3.2.1 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響</p><p>　　以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在多聚磷酸鈉0.2%，水膏比0.67下進(jìn)行的性能測試</p><p>　　表3.5 摻加聚羧酸的脫硫石膏的流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化</p><p>　　圖3.5 聚羧酸的脫硫建筑石膏流動(dòng)經(jīng)時(shí)變化的影響</p><p>　　從圖3.5中可以看出，隨著聚羧酸減

77、水劑摻量的增加，脫硫建筑石膏的初始的流動(dòng)度逐漸增加。</p><p>　　隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，其流動(dòng)度曲線越往后變的越來越陡峭，即其流經(jīng)損失變的嚴(yán)重。從圖3.5中可以看出，當(dāng)摻量小于0.5%時(shí)，到35min后，其流動(dòng)度再無變化。</p><p>　　摻加聚羧酸減水劑與不摻加減水劑相比較，摻加減水劑的初始流動(dòng)度比不摻加減水劑的初始流動(dòng)度要大。摻的量越多，其初始流動(dòng)度越大。</p

78、><p>　　3.2.2 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏初終凝時(shí)間的影響</p><p>　　表3.6 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏凝結(jié)時(shí)間的影響</p><p>　　圖3.6 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏的初終凝影響</p><p>　　從圖3.6 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏的初終凝影響曲線圖中可以看出，隨著聚羧酸摻量的增加，其初凝時(shí)間，終凝時(shí)間也在增加，聚羧酸的摻量越多，

79、其凝結(jié)時(shí)間越長。</p><p>　　3.2.3 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響</p><p>　　以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在多聚磷酸鈉摻量為0.2%下進(jìn)行試驗(yàn)所得</p><p>　　表3.7 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響(3d)</p><p>　　圖3.7 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏影響曲線圖(3d)</p><p>　

80、　從表3.7 ，圖3.7中可以看出聚羧酸減水劑對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度時(shí)有影響的，不加聚羧酸減水劑時(shí)的抗折為3.5Mpa,抗壓為7.5Mpa,加了聚羧酸減水劑之后強(qiáng)度有所降低。從折線圖3.7中可以看出，隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，其抗折，抗壓強(qiáng)度先上升再降低，摻量越多，強(qiáng)度越低。因此可以得出一個(gè)結(jié)論，聚羧酸減水劑對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度有一定的影響，在一定的摻量內(nèi)，聚羧酸減水劑可以增加脫硫建筑石膏的強(qiáng)度。一旦超過界限范圍，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度就會(huì)

81、隨著聚羧酸減水劑摻量的增加而降低。</p><p>　　因此，聚羧酸減水劑可以在使用較低摻量內(nèi)來提升脫硫建筑石膏的一些性能，但不能過多，過多會(huì)造成強(qiáng)度損失。</p><p>　　表3.8 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度的影響</p><p>　　圖3.8 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度的影響折線圖</p><p>　　從圖3.8和圖3.8中可以看出，

82、摻加聚羧酸減水劑的脫硫石膏的干強(qiáng)度變化與其3d的強(qiáng)度變化趨勢幾乎一致，但烘干后強(qiáng)度的石膏強(qiáng)度與3d的強(qiáng)度相比，明顯要高于3d強(qiáng)度。</p><p>　　3.2.4 減水劑作用機(jī)理分析</p><p>　　關(guān)于高效減水劑的作用機(jī)理，目前普遍認(rèn)可的主要有三種:靜電斥力理論、空間位阻效應(yīng)理論和反應(yīng)性高分了緩慢釋放理論。靜電斥力理論是指減水劑分了解離出來的負(fù)離了-SD-、-C00一吸附在石膏顆粒

83、表面，隨著石膏一水體系中的§一電位的增大，石膏顆粒之間的斥力使顆粒分散，并使空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)包裹的游離水釋放出來，從而增大流動(dòng)性。聚合物空間位阻理論是指對(duì)一些分了結(jié)構(gòu)中支鏈長且多的減水劑，易在石膏顆粒表面形成空間位阻大的立體吸附結(jié)構(gòu)，能有效的防止石膏顆粒聚集。由于帶支鏈結(jié)構(gòu)的高效減水劑分了不易從石膏顆粒表面脫落，其吸附量隨水化的進(jìn)程減小的較慢，故在宏觀上表現(xiàn)為流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失小。對(duì)于反應(yīng)性高分了緩慢釋放理論主要是針對(duì)聚梭酸高效減水劑

84、提出的。聚羧酸系結(jié)構(gòu)分子中的一些集團(tuán)，可發(fā)生水解反應(yīng)，不斷補(bǔ)充石膏水化吸附造成的減水劑濃度的下降，同時(shí)由于枝狀共聚物的齒形吸附，使得分散體系的穩(wěn)定性提高。</p><p>　　從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，聚羧酸高效減水劑的分散作用較強(qiáng)、分散穩(wěn)定性較高且所含的醚鍵和水分子形成的氫鍵也在一定程度上增大了分散作用，故在宏觀上表現(xiàn)為流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失小。同樣流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失也可以從高效減水劑分了結(jié)構(gòu)不同的吸附形態(tài)來得到進(jìn)一步證實(shí)。國內(nèi)相

85、關(guān)研究認(rèn)為萘系減水劑的分子結(jié)構(gòu)為棒狀鏈，在石膏表面呈平直吸附,故隨著水化的進(jìn)程，吸附于顆粒表面的量大大減少，同時(shí)體系的§-電位降低也快，宏觀上表現(xiàn)為流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失大。而對(duì)聚羧酸系減水劑而言，由于其分子呈梳形多支鏈立體結(jié)構(gòu)，吸附狀態(tài)呈齒狀吸附,呈空間立體分布的吸附形式使顆粒表面有較大的空間位阻，可有效阻滯水化的進(jìn)程，宏觀表現(xiàn)為流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失小。</p><p>　　吸附是減水劑發(fā)揮分散作用的基礎(chǔ)。減水劑吸附改

86、變了石膏分散體系固液界面的性質(zhì)(電荷分布、空間位阻等)，使石膏顆粒之間的作用力發(fā)生變化，從而最終影響固體顆粒在液體中的分散性質(zhì)。減水劑在顆粒表面的吸附量、吸附層厚度、吸附鏈段分布形態(tài)、吸附類型等對(duì)顆粒的分散作用及分散穩(wěn)定性都有重要的影響。減水劑分子結(jié)構(gòu)不同，吸附特性也不相同。研究不同減水劑的吸附特性，有助于深入了解減水劑作用機(jī)理，明確減水劑結(jié)構(gòu)與性能的相互關(guān)系，為高性能減水劑的開發(fā)與應(yīng)用提供正確的指導(dǎo)。</p><p

87、>　　4 外加劑復(fù)配下的脫硫石膏性能分析</p><p>　　在不同種類的緩凝劑、減水劑配比調(diào)整下，對(duì)脫硫建筑石膏漿體的性能測試，其是否能滿足性能要求？外加劑全摻下脫硫石膏硬化體的力學(xué)性能能否滿足本課題的性能要求？這些問題值得做進(jìn)一步的探討。</p><p>　　脫硫建筑石膏作為一種節(jié)能型材料，要在滿足施工性能的基礎(chǔ)上，具有良好的保溫隔熱性能。本章節(jié)將在第三章初選分析的基礎(chǔ)之上，選

88、擇多聚磷酸鈉、聚羧酸高效減水劑這兩種外加劑復(fù)摻進(jìn)行試驗(yàn)測試，以期對(duì)脫硫建筑石膏墻體材料產(chǎn)業(yè)化用于現(xiàn)澆工藝的后續(xù)研究中提供一些原材料配比的參考。</p><p>　　不同的脫硫石膏種類、配比、水膏比、外加劑、養(yǎng)護(hù)制度的采用與否都會(huì)影響脫硫石膏的一系列性能指標(biāo)，本課題重點(diǎn)討論這兩種外加劑復(fù)摻下對(duì)施工性能、力學(xué)性能的影響。</p><p>　　表3.9 聚羧酸不同摻量下脫硫建筑石膏的性能測試&l

89、t;/p><p>　　表3.9 多聚磷酸鈉不同摻量下脫硫建筑石膏的性能測試</p><p>　　4.1 脫硫建筑石膏的初凝時(shí)間的影響因素分析</p><p>　　從表3.9中可知，隨著多聚磷酸鈉摻量的增加，漿體的初凝時(shí)間也在增加。從表3.1中可知，多聚磷酸鈉單摻的情況下，脫硫建筑石膏漿體的初凝時(shí)間為26min,從表3.9中可以看出，多聚磷酸鈉加0.4%的聚羧酸復(fù)摻的情

90、況下，其初凝時(shí)間增加到36min，隨著多聚磷酸鈉摻量的增加，其初凝時(shí)間也在增加。</p><p>　　從表3.9中可知，隨著聚羧酸摻量的增加，漿體的初凝時(shí)間也在增加。</p><p>　　從表3.9 表3.9 對(duì)比可知，摻加多聚磷酸鈉的漿體比摻加聚羧酸的漿體的初凝時(shí)間更長。</p><p>　　總之，外加劑復(fù)摻的情況下，一定要選擇好適合的方案，使?jié){體的初凝時(shí)間可以達(dá)

91、到脫硫建筑石膏漿體施工中對(duì)初凝時(shí)間的要求。至于用量，要在施工前反復(fù)進(jìn)行調(diào)配，以免造成漿體初凝時(shí)間過長，影響施工進(jìn)度。</p><p>　　4.2 脫硫建筑石膏流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失的影響因素分析</p><p>　　流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失，是指減水劑在增大漿體的流動(dòng)度的同時(shí)又具有顯著地流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失性。影響流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失的因素有很多，比如說緩凝劑，減水劑的復(fù)配等等。</p><p>

92、　　從表3.9和3.9中可以看出，摻加聚羧酸減水劑的漿體的流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失隨著時(shí)間的推移，其流動(dòng)度損失的很快。而摻加多聚磷酸鈉緩凝劑的漿體相比之下，其漿體的流動(dòng)度損失的相對(duì)緩慢一點(diǎn)。</p><p>　　兩者相互比較之下，摻加聚羧酸減水劑的石膏漿體其初始的流動(dòng)度相對(duì)于摻加多聚磷酸鈉緩凝劑的漿體的流動(dòng)度要小一點(diǎn)，并且摻加多聚磷酸鈉緩凝劑的漿體的流動(dòng)度損失的比較緩慢。</p><p>　　4.3

93、 脫硫建筑石膏的力學(xué)性能影響因素的分析</p><p>　　從表4.2中可知，在聚羧酸摻量固定的情況下，隨著多聚磷酸鈉摻量的增加，脫硫建筑石膏的抗折抗壓強(qiáng)度均有一度程度的損失，并且，當(dāng)多聚磷酸鈉的摻量過大時(shí)，脫硫建筑石膏的抗折抗壓強(qiáng)度無法測出，這一點(diǎn)與第三章中的情況相似。</p><p>　　表3.4和表4.2對(duì)比之下可以發(fā)現(xiàn)，多聚磷酸鈉緩凝劑與聚羧酸減水劑復(fù)摻下的脫硫建筑石膏的強(qiáng)度比多

94、聚磷酸鈉緩凝劑單摻的強(qiáng)度要低一點(diǎn)。因此可以得知，多聚磷酸鈉緩凝劑與聚羧酸減水劑復(fù)摻下的脫硫建筑石膏與多聚磷酸鈉緩凝劑單摻下的脫硫建筑石膏相比，會(huì)損失較多的強(qiáng)度。</p><p><b>　　4.4 水膏比</b></p><p>　　決定脫硫建筑石膏性能最重要的因素即為水膏比。以下數(shù)據(jù)時(shí)保持脫硫建筑石膏量不變的條件下，通過改變水膏比的一系列的性能測試。</p&

95、gt;<p>　　4.4.1 水膏比對(duì)流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響</p><p>　　表4.0試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在0.2%多聚磷酸鈉緩凝劑加0.5%聚羧酸減水劑的配比下測得。</p><p>　　表4.0 不同水膏比下流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響</p><p>　　圖4.0 不同水膏比下流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響折線圖</p><p>　　從圖4.0

96、中可以看出，隨著水膏比的提高，漿體的初始流動(dòng)度有一定的增加，且增幅較大。但隨著時(shí)間的推進(jìn)，漿體的流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失卻沒有得到明顯的改觀。反而隨著水膏比的增加，漿體的流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失更加嚴(yán)重。故在改善流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失上，調(diào)整水膏比并不能取得改觀。</p><p>　　4.4.2 水膏比對(duì)脫硫建筑石膏初凝時(shí)間的影響</p><p>　　表4.1不同水膏比對(duì)脫硫建筑石膏初凝時(shí)間的影響</p>

97、<p>　　圖4.1 不同水膏比對(duì)脫硫建筑石膏初凝時(shí)間的影響的折線圖</p><p>　　從圖4.1中可以看出，在同樣的摻量下相互比較，隨著水膏比的增加，其初凝時(shí)間也在增加。在同種水膏比下比較，隨著多聚磷酸鈉摻量的增加，脫硫建筑石膏的初凝時(shí)間也有不同程度的增加。這說明，水膏比的變動(dòng)對(duì)脫硫建筑石膏的初凝時(shí)間有著顯著的影響。</p><p>　　4.4.3 水膏比對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)

98、度的影響</p><p>　　以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在0.2%多聚磷酸鈉緩凝劑加0.5%聚羧酸減水劑的配比下測得。</p><p>　　表4.2 不同水膏比對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響</p><p>　　圖4.2 不同水膏比對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響的柱形圖</p><p>　　從圖4.2中可以看出，隨著水膏比的增加，脫硫建筑石膏的抗折抗壓強(qiáng)度均有所降低

99、。這說明水膏比過大會(huì)造成脫硫建筑石膏強(qiáng)度的大幅度降低。</p><p><b>　　4.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　在外加劑復(fù)摻下，多聚磷酸鈉，聚羧酸的適應(yīng)性良好，變化規(guī)律和單摻的情況沒有太大的出入，相比下基本一致。外加劑復(fù)摻的情況下，對(duì)脫硫建筑石膏漿體初凝時(shí)間影響較大的是多聚磷酸鈉緩凝劑。</p><p>　　在脫硫建筑石膏漿

100、體中摻入聚羧酸減水劑，雖然可以明顯改善漿體的初始流動(dòng)度，單隨著時(shí)間的推移，其其流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失嚴(yán)重。</p><p>　　試驗(yàn)表明，多聚磷酸鈉和聚羧酸高效減水劑之間的適應(yīng)較好，在0.3%多聚磷酸鈉加0.4%聚羧酸配比下，其初凝時(shí)間在2h-3h之間，滿足凝結(jié)時(shí)間，但其60min后的流動(dòng)度不滿足泵送要求，因此，還需改善配比。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b>

101、</p><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　本文在原材料組份的調(diào)整優(yōu)化下，主要研究了外加劑對(duì)脫硫建筑石膏工作性能的一系列影響，得出如下結(jié)論：</p><p>　　多聚磷酸鈉緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏的緩凝效果顯著，摻量從0%-0.5%，初凝時(shí)間增長了82%。聚羧酸減水劑，具有較小的流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失和較高的減水率，是脫硫建筑石

102、膏的高效減水劑。</p><p>　　在多聚磷酸鈉和聚羧酸這兩種外加劑復(fù)配下，探索脫硫建筑石膏硬化體強(qiáng)度的因素和變化規(guī)律。</p><p>　　最后還發(fā)現(xiàn)，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度，流動(dòng)性，凝結(jié)時(shí)間不僅和外加劑的種類，摻量有關(guān)，還和其水膏比有關(guān)。</p><p>　　在試驗(yàn)的過程中本人還發(fā)現(xiàn)，外加劑對(duì)于脫硫建筑石膏的強(qiáng)度有影響，當(dāng)多聚磷酸鈉摻量達(dá)到0.4%，脫硫建筑石膏的

103、抗壓強(qiáng)度就無法測出。因此，在實(shí)際施工中需要特別注意。</p><p><b>　　創(chuàng)新點(diǎn)</b></p><p>　　系統(tǒng)的分析了各種外加劑對(duì)脫硫石膏施工性能的影響和變化規(guī)律，使脫硫石膏墻體材料用于現(xiàn)澆工藝的施工質(zhì)量有了保障。</p><p>　　在滿足施工性能的基礎(chǔ)上，綜合考慮脫硫建筑石膏硬化體力學(xué)性能等等，系統(tǒng)分析緩凝劑，減水劑對(duì)脫硫建筑石

104、膏漿體凝結(jié)時(shí)間，硬化體力學(xué)性能等等影響，為其它種類的外加劑在脫硫建筑石膏中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　外加劑使用時(shí)的注意事項(xiàng)</p><p>　　緩凝劑，減水劑的摻量對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度有較大的影響，因此，在施工之前要反復(fù)進(jìn)行調(diào)配，以免造成工程事故。</p><p>　　緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏的凝結(jié)時(shí)間有較大的影響，因此要事先選擇好合適的摻量。<

105、;/p><p><b>　　5.2 展望</b></p><p>　　本課題致力于通過原材料配比的不斷調(diào)整和優(yōu)化來滿足新拌漿體的施工性能和脫硫石膏墻體用于泵送工藝的可行性，這在保溫節(jié)能型脫硫石膏產(chǎn)業(yè)化用于墻體非承重結(jié)構(gòu)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在合理的原材料組分配比之上，墻體施工方法和脫硫石膏材料的長期性研究(墻體材料隨時(shí)問增長的力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性、外觀顏色、耐久性的變化或發(fā)展規(guī)律

106、)也是確保最終質(zhì)量的關(guān)鍵因素。</p><p>　　脫硫石膏用于框架結(jié)構(gòu)非承重墻體，其在現(xiàn)場的施工方案與現(xiàn)澆混凝土相同，也要遵循支模板一澆注-拆模的順序，但仍有一些區(qū)別，如新拌脫硫石膏漿體流動(dòng)性大，為避免跑漿、漏漿，其對(duì)模板的要求性更高。再者，混凝土澆注后需要嚴(yán)格的保溫保濕，而脫硫石膏養(yǎng)護(hù)的條件相對(duì)寬松，無需保濕?；炷翝沧⒖梢赃M(jìn)行大面積的連續(xù)澆注、而對(duì)于脫硫石膏來說是否可以，目前仍無經(jīng)驗(yàn)可循。必須通過試驗(yàn)反復(fù)研

107、究現(xiàn)澆脫硫石膏的施工技術(shù)，確定逐次試驗(yàn)研究脫硫石膏大尺寸試件、小尺寸框架脫硫石膏填充墻等，觀察現(xiàn)澆脫硫石膏的密實(shí)程度、凝結(jié)硬化情況，觀察是否有漏漿、現(xiàn)象，拆模后觀察是否粘模，以及表面平整度、色差等，分析和優(yōu)化施工方法，總結(jié)注意事項(xiàng)，從施工方面優(yōu)化框架一脫硫石膏非承重墻體結(jié)構(gòu)體系。</p><p>　　脫硫石膏作為主材，其本身性能對(duì)最終制品的影響很大，本課題主要集中進(jìn)行了某一脫硫石膏在外加劑復(fù)配下的性能測試。對(duì)不同

108、種類脫硫石膏在外加劑復(fù)配下的性能測試有必要進(jìn)行進(jìn)一步深入的對(duì)比研究。</p><p>　　對(duì)脫硫石膏硬化體的導(dǎo)熱性能進(jìn)行研究，和脫硫石膏填充墻的導(dǎo)熱性能變化是否一樣，值的進(jìn)一步探索。在最佳施工方案的基礎(chǔ)之上，對(duì)比分析不同孔隙率、含水率的脫硫石膏填充墻的熱工性能變化規(guī)律，同樣也是必要之舉。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p&

109、gt;　　在xxxxx學(xué)院求學(xué)的這四年是我人生中一段最為寶貴的經(jīng)歷，她將是我一生最美好的回憶。在這四年中，我得到了很多老師和同學(xué)們的支持和幫助，在這里向他們表示衷心的感謝！</p><p>　　首先，我要感謝我的導(dǎo)師xxx，您淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度是我現(xiàn)在以及今后都需要不斷學(xué)習(xí)的。本文從選題、開題報(bào)告、前期資料的準(zhǔn)備、外文翻譯再到設(shè)計(jì)書的撰寫，x老師都給予很大幫助，十分感謝x老師對(duì)我的教導(dǎo)！</p>