基于協(xié)同優(yōu)化的石膏基膠凝材料改性研究.pdf

1、石膏及其制品具有優(yōu)良的隔音、隔熱、可呼吸和防火性能，被公認(rèn)為綠色建筑材料。但是，建筑石膏凝結(jié)時(shí)間短、耐水性差和抗裂性能不足，限制了其應(yīng)用及推廣。本文以電廠脫硫建筑石膏為原料，基于協(xié)同優(yōu)化作用，利用不同固體廢棄物對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，解決建筑石膏上述缺陷，進(jìn)而研制出一種高強(qiáng)、耐水、抗開(kāi)裂型脫硫石膏砌塊，改善了產(chǎn)品性能，實(shí)現(xiàn)多種廢棄物的協(xié)同利用。
　　首先，采用微波與堿協(xié)同的方法對(duì)青霉素廢菌絲體改性，提取蛋白類物質(zhì)作為脫硫石膏緩凝劑(WP

2、M緩凝劑)。并通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，漸次優(yōu)化確定了最佳工藝條件，即:微波反應(yīng)時(shí)間10min、溫度80℃、pH值11;并與常用石膏緩凝劑（檸檬酸、檸檬酸鈉、多聚磷酸鈉）對(duì)比，結(jié)果表明，WPM緩凝劑不僅對(duì)脫硫石膏具有良好的緩凝效果，同時(shí)與其良好的協(xié)同效應(yīng)，水化硬化體強(qiáng)度損失較小。
　　其次，以脫硫建筑石膏為原材料，工業(yè)固體廢棄物（鋼渣、礦渣）作為礦物摻和料，在電石渣堿性激發(fā)及高溫快速養(yǎng)護(hù)的協(xié)同作用下發(fā)生水化反應(yīng)，加之材料之間及水化過(guò)程的協(xié)同

3、作用，降低脫硫石膏的孔隙率，提高了其密實(shí)程度，脫硫建筑石膏的耐水性及力學(xué)強(qiáng)度均得到提高。當(dāng)鋼渣、礦渣(1∶1)復(fù)合微粉摻量為25％，電石渣摻量為8％時(shí)，抗折強(qiáng)度由原來(lái)（未摻加改性材料試樣）的4.6 MPa增大到7.4 MPa，抗壓強(qiáng)度由18.4 MPa增加到26.6 MPa，抗壓軟化系數(shù)也由0.44增加到0.87。
　　為改善石膏制品的抗裂性能，將廢棄的玻璃鋼經(jīng)機(jī)械破碎后制成的廢玻璃鋼纖維(WGFP纖維)摻加到脫硫石膏基復(fù)合膠凝材

4、料體系中，研究了不同長(zhǎng)度及不同摻量WGFP纖維對(duì)基體力學(xué)強(qiáng)度及耐水性的影響。結(jié)果表明:當(dāng)WGFP纖維長(zhǎng)度為10～15mm，摻量為1.0％時(shí)，WGFP纖維在基體中分散效果較好，抗折強(qiáng)度增加17.3％，抗壓強(qiáng)度下降0.83％左右，抗開(kāi)裂性能增強(qiáng);同時(shí)，抗折軟化系數(shù)達(dá)到0.83，耐水性也有所提高。表明，廢玻璃鋼纖維和膠凝材料之間存在明顯的協(xié)同組合效應(yīng)。
　　WGFP纖維表面經(jīng)過(guò)熱處理、氫氧化鈉溶液及EDTA溶液處理后，纖維表面粗糙度提高