【正文】 硫鋁酸鹽水泥熟料中的無水硫鋁酸鈣是以節(jié)點相連的鋁氧四面體構成的多孔骨架，在這個骨架中 4 個 AlO 四面體構成四方環(huán)狀， 在平行 C 軸方向形成豎井孔，在其 1/4 C0和 3/4 C0處分別連有孤島式 SO 四面體，在四方環(huán)狀豎井之間的方角處有 1 對 A1O 四面體相連，從而構成 4 個 AlO 四面體連成的矩形。并且摻入到石膏中的可再分散膠粉使石膏晶體相連接，也可以提高硬化體的強度。 從表 34中可以看出：當水泥的摻量為 8%時，配制出的自流平砂漿的流動度性能與力學性能都達到了最優(yōu)，并且能夠滿足標準 JC/T10232020(中華人民共和國建材行業(yè)標準石膏基自流平砂漿 )的要求。檸檬酸鉀通過絡合作用吸附在新生成的二水石膏晶胚上，降低晶胚的表面能，增加成核勢能壘，晶胚達到臨界成核尺寸時間延長，石膏的誘導期相應地延遲。 不同的緩凝劑種類對自流平砂漿的流動性與力學 性能的影響 常見的緩凝劑，試驗中粉筆摻入，檸檬酸鉀、酒石酸和檸檬酸以及摻量對石膏基自流平砂漿性能的影響試驗結果見表 31。若有個別數值與平均值偏差大于20%，應剔除，但 一組至少有兩個數據計算平均值。試件在標準試驗條件下放至（ 24177。烘干后的試件用 260 號砂紙打磨掉表面的浮漿，然后用適宜的高強粘結劑將拉拔接頭粘結在試件成型面上，在標準試驗條件下繼續(xù)放置 24h，用拉伸粘結強度試 19驗機進行測定。 （ 3）以 3 個試件計算值的算術平均值作為該組試件的抗壓強度值。測定步驟如下： （ 1） 試件從養(yǎng)護地點取出后，將其表面擦試干凈，測量尺寸，并檢查其外觀，若公稱尺寸之差不超過 1mm，則立即進行測試； （ 2） 校準壓力機，將試件置于試驗機夾具上，使其非工作面承受壓力，開動電源，待測試完畢后讀數即可； （ 3） 以 3 個試件測值的算術平均值作為該組試件抗折強度值。試模養(yǎng)護至加水后時間間隔 50min 時進行第一次測定。 初始流動度用水量（ P ）按下式計算： P= ( 1W / 0W ) 100 （ 21） 式中 : 1W —— 用水量，單位為克（ g）； 0W —— 試樣質量，單位為克（ g）； P —— 初始流動度用水量，單位為質量百分數（％）。把制備好的料漿灌滿流動度試模后，開始計時。常用外加劑有減水劑 (聚磺酸鹽系、木質素磺酸鹽系、蔡系、氨基磺酸鹽系等 )、緩凝劑 (糖類、磷酸鹽、纖維 素等 )、增稠劑 (纖維素、聚丙烯酸鹽、天然橡硬化劑膠等 )、 pH 值調節(jié)劑 (水泥、熟石灰等 )、消泡劑 (有機硅油、非離子表面活性劑等 )、表面 (尿醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等 )，必要時還可以摻加憎水劑、顏料等。產生這種性能差異的部分原因可以認為是兩種石膏在化學成分方面的差異，在雜質含量相同的情況下，由脫硫石膏制備的建筑石膏能參加水化反應的顆粒數量增多，有效組分高于天然石膏。 SEM分辨率為 ； EDS 分辨率為 ?？拐蹔A具與支撐圓柱用硬質鋼材制造，兩支撐圓柱直徑均為 10?，其中心距為 100?。 (2)成型 儀器 凈漿攪拌機：無錫 市建鼎建工儀器廠 NJ60 型水泥凈漿攪拌機，主要由攪拌葉、攪拌鍋和控制系統(tǒng)組成。盡管緩凝劑的作用機理說法不一，但有一點已被證實，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度，進而影響到石膏基自流平砂漿的強度，本研究采用檸檬酸鉀做緩凝劑。 3）硫鋁酸鹽水泥 硫鋁酸鹽水泥是以適當成分的生料，經煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的水泥熟料摻加不同量的石灰石、適當石膏共同磨細制成，具有水硬性膠凝材料。 通過不同養(yǎng)護制度、體積穩(wěn)定性，研究脫硫石膏耐久性。如何在保證其前期所要求的緩凝時間以及其強度，水化率，采取有效措施解決以上幾個主要問題，成為脫硫石膏研究的難點。 自流平地面材料在日本開發(fā)的較早，在 1972～ 1973 年首先由日本住宅公團對石膏基、水泥基自流平材料作了基礎研究， 1976 年對采用 α 半水石膏為基料的石膏自流平材料進行了施工試驗， 1977 年已有石膏基自流平材料商品出售。在這種情況下，一些主要的材料生產商如西卡 (SIKA)、麥斯特 MBT(現歸于DEGUSSA 旗下 )、日本的 ABC 株式會社、富斯樂 (FOSROC)等均有混凝土地面用水泥基耐磨材料類型產品問世，并且該產品在工業(yè)廠房建設中廣泛應用。 日本有很長的應用脫硫石膏的歷史，目前脫硫石膏占日本國內石膏總消耗量的約 25%。桂苗苗 ??20 等，以脫硫石膏為原料用蒸壓法制備半水石膏的研究，胥桂萍 ? ?22,21 、吳曉琴 ??23 等人，采用 常壓鹽溶液法制備半水石膏。表 12 列出了天然石膏和脫硫石膏的化學成分及細度， 天然石膏樣品和脫硫石膏樣品的固體顆粒粒徑分布情況 見表 13【】 。 2）脫硫石膏的晶體性質 自然界中的天然石膏只存在兩種穩(wěn)定形態(tài)，即天然無水石膏 (11 型 )和二水石膏。 FGD 石膏來源于鈣基濕法煙氣脫硫工程，根據煙氣脫硫步驟分析其產生過程如下 : (l)石灰石 /石灰漿液脫硫 石灰石經破碎、制粉、配漿進入吸收塔，在吸收塔內一般得到亞硫酸鈣漿液，化學過程如下 : 2SO + 3CaCO +21 OH2 → 3CaSO 無機自流平材料按基料不同，分為水泥基和石膏基兩類。國民經濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要明確提出，到 2020 年實現全國 2SO 排放總量比“十五”期末削減 10%。 retarder。此外研究了養(yǎng)護制度對脫硫石膏自流平砂漿性能的影響。因此，開發(fā)利用脫硫石膏很有必要。 1 ℃ , relative humidity 90%), conservation of the natural environment of the 24h (temperature: 20 ℃177。目前，我國的石膏儲量和可利用石膏量由表 11 給出，而脫硫石膏利用率僅為 30％，大量脫硫石膏被堆放或填海，不僅占用大量土地，而且脫出來的硫又回到地面，造成二次污染形成酸雨，酸雨是當今全球十大環(huán)境問題之一，燃煤煙氣排放的 2SO 、 XNO 是酸雨的主要成因。脫硫渣經過氧化則轉化為含水石膏 脫硫石膏。為了進一步的擴大脫硫石膏的應用范圍，研究以脫硫石膏作基材生產自流平砂漿，不僅可以變廢為寶解決環(huán)境問題，而且由于其經濟效益突出，也成為 3 我們研究的初衷 ,更能順應現階段的低碳環(huán)保政策 ,為地球的環(huán)境和空氣帶來 更多好的影響。粗顆粒的二水硫酸鈣晶體從底流中分離出來，細顆粒則通過溢流循環(huán)至吸收塔內繼續(xù)生長。由于 FGD 工藝對石灰石的特殊要求及其加工工藝，保證了 FGD 石膏顆粒小且質量高。另一部分則存在于石膏顆粒中，這是由于碳酸鈣與 2SO 不完全反應所致，石膏顆粒的中心部位為碳酸鈣，而可溶性鹽則從石膏顆粒內部至 表面均有分布。 國內對脫硫石膏的綜合處理和應用已開始起步，但發(fā)展卻比較緩慢，形成工業(yè)化、規(guī)?；蛯I(yè)化生產的企業(yè)不多。 此外，英國、荷蘭、丹麥以及東歐一些國家也都開發(fā)了多種脫硫石膏的資源化利用技術。本發(fā)明的優(yōu)點是 :早期 強度高，與基底粘結力強；無放射性，二氧化碳排放量低；施工效率高；實現脫硫石膏的資源化利用。 存在的問題 脫硫石膏粉末材料與水作用后其凝結硬化初凝時間較快，而終凝時間則較緩慢，水化率低，強度不高，耐水性能較差成為脫硫石膏自流平砂漿研究中存在的主要問題。達到脫硫石膏基自流平砂漿用于實際工程的目的。 本文研究的主要技術路線如圖 所示 : 11 圖 本文主要技術路線流程 122 試驗研究概況 試驗原材料 主要原料 1）脫硫石膏 脫硫石膏是由燃煤電廠進行濕法脫硫而產生的以 Ca2SO4?2H2O 為主要成分的工業(yè)副產品。粉煤灰對流動度的影響主要從兩個方面 : 從物理方面：球狀顆粒的粉煤灰對砂漿的流動可以起到滾珠潤滑作用。 實驗儀器及性能測試 (1)稱量儀器 電子天平： 沈陽龍騰電子有限公司 LD 型電子天平，最大量程 510g，精確度，準確等級 III。 (3 )測試儀器 標準稠度測定儀：主要由試針、試桿和圓模組成。 烘箱：南京實驗儀器廠 HG2021 型電熱恒溫干燥箱，最大加熱溫度 300℃ ，控制器靈敏度 ?1℃，工作室尺寸 35?45?45cm。 表 22 自流平砂漿原料配比 原料 脫硫石膏 粉煤灰 硫鋁酸鹽水泥 普通硅酸鹽水泥 緩凝劑 15摻量（ g） 600 250 80 70 30 兩 種石膏的標準稠度相差不大，在相同的水膏比情況下，凝結時間非常接近，但強度相差較大。無機系自流平材料主要是指石膏基和水泥基自流平材料，也有其他無機礦物基的。測試步驟如下： （ 1） 按 砂漿制備的方法和 砂漿養(yǎng)護的條件稱?。?300177。 5） mm 內，則應該調整加水量按上述步驟重新試驗，直至流動度在（ 145177。 3）凝結時間的測定 本文用標準稠度測定儀確定砂漿拌合物的凝結時間。 （ 3）終凝時間的測定 將初凝后的試件繼續(xù)養(yǎng)護，當時間間隔為 330min 后進行第一次檢測，臨近終凝時間時每隔 15min 測定一次。承壓試驗應連續(xù)而均勻地加荷，加荷速度應為每秒鐘 （砂漿強度等于 6MPa 時取下限，砂漿強度大于 5MPa 時取上限），當試件接近破壞而開始迅速變形時，停止調整試驗機油閥，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載（最大值）。 ） h后出模， 10 個試件為一組。 稱?。?500177。 試件收縮率應表述為試件干燥后相對于試件剛脫模時基準長度的變化，用百分數表示，收縮率（ ? ）按下式計算： ? = )/()( 0 dt LLLL ?? 100 （ 25） 式中： ? —— 收縮率，單位為百分數（ %）； 0L —— 試件成型后 24h 的長度，單位為毫米（ mm）； Lt —— 試件干燥后的長度，單位為毫米（ mm）； L —— 試件長度 160，單位為毫米（ mm）； dL —— 兩個收縮頭埋入料漿中的長度之和，即（ 20177。通過改變過程任一參數，可獲得不同的微觀結構，最終導致石膏硬化體強度的變化。 檸檬酸鉀 摻 量對自流平砂漿性能的影響 本次試驗采用檸檬酸鉀為緩凝劑，研究檸檬酸鉀在自流平砂漿中摻量的不同112114116118120122124圖 （a）初始流動度(mm)檸檬酸鉀 酒石酸 檸檬酸020406080100120圖 （b）30min流動度(mm)檸檬酸鉀 酒石酸 檸檬酸012345圖 （c）抗折強度(MPa)檸檬酸鉀 酒石酸 檸檬酸1d28d1d28d1d28d02468101214圖 （d）抗壓強度(MPa)檸檬酸鉀 酒石酸 檸檬酸1d28d1d28d1d28d 23對其流動性能與力學性能的影響。隨著檸檬酸鉀摻量的增加，自流平砂漿的力學性能顯下降趨勢。 表 34 水泥摻量對自流平砂漿的 尺寸變化率的影響 水泥摻量 /% 3d 7d 14d 21d 28d 3 8 13 18 25 圖 水泥摻量對自流平砂漿的尺寸變化率的影響 從圖 ：當水泥摻量為 3%與 8% 時，自流平砂漿的膠凝主體是短柱狀的二水石膏，隨著水泥摻量的增加，自流平砂漿的微觀結構由原來短柱結構變?yōu)橐孕鯛疃嗯c水化硅酸鈣的混合體，內部固相間逐漸變得密實。 Ca2SO4 晶體結構示意圖 王燕謀等 ]36[ 的研究表明，水泥顆粒在初期水化時，顆粒與水接觸后，表面活化點很快水解，顆粒表面發(fā)生水化反應，生成水化產物，同時離子進入溶液，發(fā)生析晶沉淀。 熟料中的無。 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200 .1 50 .1 00 .0 50 .0 00 .0 50 .1 00 .1 5水泥摻量（%）尺寸變化率(%)28d 2 1 d 1 4 d7