用化學(xué)石膏配制石膏基自流平材料的研究.pdf

1、隨著我國石膏工業(yè)的迅速發(fā)展，石膏開采量逐年的增加。目前石膏開采量高達(dá)3000萬t左右。并且將隨著我國建筑節(jié)能和墻體改革的不斷推進(jìn)與深化，石膏的用量在不久的將來會(huì)有更大的飛躍。然而天然石膏隨著開采量的增加而逐漸減少，最終枯竭。
　　 我國是一個(gè)磷肥生產(chǎn)和使用大國，每生產(chǎn)1t磷肥，平均約產(chǎn)生3.75t固體廢棄物磷石膏，2007年磷肥工業(yè)將產(chǎn)生4725萬t磷石膏。磷石膏不僅污染地上環(huán)境，如果遇到雨水還會(huì)直接污染地下水資源。隨著龐大的煙

2、氣脫硫市場(chǎng)的啟動(dòng)，脫硫石膏的處理和綜合利用問題日益緊迫。目前，全國在建的脫硫石膏工程億千瓦，竣工后運(yùn)行，每年脫除二氧化硫約2000萬t，年產(chǎn)生脫硫石膏近5360萬t。目前我國脫硫石膏的利用率很低，大部分以堆儲(chǔ)為主，隨著我國火電廠脫硫項(xiàng)目的大量興建，脫硫石膏排放量劇增，若采用拋棄堆存，不僅占用大量寶貴的土地資源，而且對(duì)周圍的生存環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。如果能夠?qū)⒒瘜W(xué)石膏充分利用生產(chǎn)石膏粉，并且使用制備的石膏粉配制石膏基自流平材料，不僅能節(jié)約自

3、然資源，使化學(xué)石膏固體廢棄物資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，而且可以解決我國石膏粉生產(chǎn)能力不足的問題。
　　 自流平材料是在不平的基底上使用，提供一個(gè)合適的平整、光滑的和堅(jiān)固的鋪墊基底，以架設(shè)各種地板材料。我國20世紀(jì)80年代才開始研究石膏基自流平材料，并且到目前為止，國內(nèi)還沒有關(guān)于石膏基自流平材料的標(biāo)準(zhǔn)。我國是石膏大國，但我國的石膏工業(yè)起步晚、基礎(chǔ)差是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。對(duì)石膏的研究較少，石膏的質(zhì)量極不穩(wěn)定，性能指標(biāo)偏差很大，強(qiáng)度低、凝

4、結(jié)時(shí)間忽長忽短。對(duì)石膏基自流平材料的研究更是極少。
　　 通過XRD分析和化學(xué)分析來測(cè)試脫硫石膏與磷石膏中的主要成分，研究脫硫石膏和磷石膏中二水石膏有效含量。綜合利用激光粒度分析儀、XRD、能譜分析、SEM、差熱分析和化學(xué)分析等分析方法對(duì)脫硫石膏與磷石膏的顆粒尺寸和顆粒分布、物相、微觀結(jié)構(gòu)和熱力性能等方面進(jìn)行研究。不同地區(qū)，不同種類的化學(xué)石膏在礦物組成上具有一定的相似性，主要礦物均為二水硫酸鈣并且含有少量的二氧化硅。不同的化學(xué)石

5、膏之間，微觀結(jié)構(gòu)和顆粒分布等方面有較大的區(qū)別。
　　 通過研究不同煅燒溫度對(duì)處理后脫硫石膏的性能影響，確定脫硫石膏具有最好膠凝性的處理工藝；并且采用激發(fā)劑對(duì)煅燒處理后的脫硫石膏進(jìn)行活性激發(fā)，來提高其膠凝性。采用XRD來分析不同煅燒溫度處理后脫硫石膏的物相變化。當(dāng)煅燒溫度為150-300℃，煅燒時(shí)間為2h時(shí)，脫硫石膏具有最好的膠凝性能。在經(jīng)過較高溫度煅燒的脫硫石膏中摻入水泥熟料與CaO可以大大的提高脫硫石膏的膠凝性能。
　　

6、 利用化學(xué)石膏通過蒸壓法來制備高強(qiáng)石膏粉。分別對(duì)蒸壓溫度、蒸壓時(shí)間、干燥溫度、轉(zhuǎn)晶劑等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以希望用化學(xué)石膏制備性能優(yōu)異的高強(qiáng)石膏粉。通過使用XRD、激光粒度分析與掃描電鏡對(duì)通過蒸壓法用脫硫石膏制備石膏粉的組成成分、顆粒分布與形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
　　 由于化學(xué)石膏在生成過程中往往夾帶少量主產(chǎn)品及主產(chǎn)品生產(chǎn)原料含有的雜質(zhì)，而雜質(zhì)的影響使化學(xué)石膏的利用，甚至排放存在不少問題。探明雜質(zhì)的影響規(guī)律是化學(xué)石膏資源化的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。

7、采用傅立葉紅外光譜(IR)、X射線衍射光譜(XRD)、掃描電鏡/能譜(SEM/EDX)分析和顯微分析等微觀測(cè)試分析，結(jié)合常規(guī)化學(xué)分析、正交實(shí)驗(yàn)與物理力學(xué)性能試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了脫硫石膏和磷石膏中雜質(zhì)組成、形態(tài)、分布以及雜質(zhì)對(duì)脫硫石膏和磷石膏制備高強(qiáng)石膏的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：亞硫酸鈣和碳酸鈣是脫硫石膏中的主要雜質(zhì)，其中碳酸鈣對(duì)脫硫石膏制備高強(qiáng)石膏有顯著影響，當(dāng)在不摻亞硫酸鈣的情況下，隨著其含量的增加，石膏粉的強(qiáng)度下降；亞硫酸鈣的影響較小，但隨

8、著其含量增大到一定范圍，石膏粉強(qiáng)度上升。磷石膏中的主要有害雜質(zhì)是磷酸鹽、氟化物和有機(jī)物?？扇芰?、氟與有機(jī)物分布于二水石膏晶體表面。這些雜質(zhì)對(duì)磷石膏制備高強(qiáng)石膏的影響順序如下：磷酸鹽>氟化物>有機(jī)物。
　　 采用煅燒法和蒸壓法對(duì)化學(xué)石膏進(jìn)行處理。研究處理溫度和外加劑對(duì)石膏性能的影響；通過2**6析因?qū)嶒?yàn)方法對(duì)石膏、水泥、木質(zhì)素纖維、消泡劑和可再分散膠粉對(duì)石膏基自流平材料的性能影響進(jìn)行研究；不同轉(zhuǎn)晶劑處理過的化學(xué)石膏配制自流平材料對(duì)

9、其性能影響的研究。研究用化學(xué)石膏制備的石膏粉、水泥、可再分散膠粉、緩凝劑和減水劑等組成材料的種類與摻量對(duì)石膏基自流平材料的流動(dòng)性、力學(xué)性能與收縮性能的影響。通過采用能譜分析與掃描電鏡分析自流平材料組成摻量變化對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的影響。利用化學(xué)石膏研制開發(fā)石膏基自流平材料，使這種材料的性能能夠滿足國內(nèi)石膏基自流平材料的標(biāo)準(zhǔn)要求；對(duì)石膏基找平材料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)的石膏基自流平材料能夠適合國內(nèi)石膏基自流平材料的工業(yè)化生產(chǎn)、滿足國內(nèi)的施工需要。