【正文】 75 85 檸檬酸鉀對半水石膏的溶解度影響不大，其影響主要表現(xiàn) 在抑制二水石膏晶核的形成與生長方面。 后續(xù)試驗中 主要采用檸檬酸鉀作為緩凝劑， 礦物摻合料對自流平砂漿性能的影響 普通硅酸鹽水泥摻量對自流平砂漿性能的影響 研究水泥在自流平砂漿中摻量的不同對其流動性能與力學性能的影響水泥在自流平砂漿中的摻量分別為 3%、 8 %、 13% 和 18 %，試驗結(jié)果分別見表 34。因而摻有水泥熟料的脫硫石膏是具有氣硬性與水硬性雙重性質(zhì)的膠凝材料，使其強度有較大的提高。同時液相的各離子濃度對改變水化進程有非常重要的影響 ]37[ 。 Ca存在于 C 軸方向的豎井孔內(nèi)，以離子鍵形式分別與 AlO 四面體和 SO 四面體相連，見圖 。 硫鋁酸鹽水泥水化機理 硫鋁酸鹽水泥是以鋁質(zhì)原料、石灰質(zhì)原料和石膏經(jīng)適當配合后，煅燒制成含有適量無水硫鋁酸鈣的熟料，再摻入適量石膏共同磨細所得的水硬性膠凝材料。當水泥含量在 8%時，自流平砂漿的流動性非常好，并且在測其流動性時發(fā)現(xiàn)其具有較好 的保水性而沒有發(fā)生泌水現(xiàn)象。同時，由于吸附作用，二水石膏成核機率和數(shù)量減少，離子在各晶面的疊合速率降低，晶體生長延緩，晶核有充分的時間和空間發(fā)育生長，因此晶體尺寸明顯粗化。 22表 31 緩凝劑種類對自流平砂漿的流動性與力學性能的影響 緩凝劑 初始流動 30min流動度 抗折強度 /MPa 抗壓強度 /MPa 摻量（ %） 度 /mm 度 /mm 1d 28 d 1d 28 d 檸檬酸鉀 113 104 酒石酸 123 118 檸檬酸 123 115 隨著檸檬酸鉀的 隨著酒石酸 哪個符合了國標 哪個沒符合 在石膏基自流平砂漿中加入不同的 緩凝劑 對其性能有很大的影響。否則，試驗需重新進行。 ） h 拆模、編號，表明測試方向。拉伸粘結(jié)強度計算如下式計算： SFP /? （ 24） 式中： P —— 拉伸粘結(jié)強度，單位為兆帕（ MPa）； F —— 最大破壞荷載，單位為牛頓（ N）； S —— 等于 2500，粘結(jié)面積，單位為平方毫米（ mm2）。當 3 個計算值中有一個超出平均值 15%時，剔除該值，取剩余 2 個測值的平均值作為抗壓強度試驗結(jié)果；當 3 個測值中有兩個超出平均值 15%時，則該組試件的試驗結(jié) 果無效。當 3 個測值中有一個超出平均值 ?10%時，剔除該值后，取剩余 2 個測值的平均值作為抗折 18強度試驗結(jié)果；當 3 個測值中有兩個超出平均值 ?10%時，則該組試 件的試驗結(jié)果無效。將試模放在試針下，調(diào)整試針距砂漿表面 10mm，擰緊螺栓，然后突然放松，試針垂直自由地沉入砂漿。 取 3 塊 試件的平均值，計算結(jié)果精確至 ％。在 2s 內(nèi)將其垂直向上提升（ 50~100） mm，保持（ 10~15） s，使料漿自由流動。 本文以用脫硫石膏作為基材適量的再加入粉煤灰，普通硅酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，檸檬酸鉀和氫氧化鉀為原料來配置自流平砂漿，檸檬酸鉀作為緩凝劑。因此，在制備膠凝材料時，煙氣脫硫石膏尤其優(yōu)越性，但是這種優(yōu)越性也會因為含有較多的可溶性鹽和一些污染物而抵消。 試驗方法 基本物料配合比擬定 煙氣脫硫石膏是一種理化性質(zhì)與水泥類似的膠凝材料。最大負荷5000N，示值精度 1%，量程 ，最小刻度 MPa。攪拌葉在攪拌鍋內(nèi)可作旋轉(zhuǎn)方向相反的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，在豎直方向可以調(diào)節(jié)。 檸檬酸鉀對半水石膏的溶解度影響不大，其影響主要表現(xiàn)在抑制二水石膏晶核的形成與生長方面。本文采用鄭州中泰集團生產(chǎn)的硫鋁酸鹽水泥，標號為 ，低堿度硅酸鹽水泥。 (2) 脫硫石膏基自流平砂漿的研究 分別研究三聚氰胺類、聚梭酸醚類兩種高效粉體減水劑對脫硫石膏流動度、泌水率、物理力學性能的影響，確定減水劑的最佳摻量，并對減水劑的作用機理進行探討 。 到目前為止自流平砂漿是較復雜砂漿配方之一，使用材料的品種繁多。隨后西德的帕依愛羅公司用Ⅱ型無水石膏生產(chǎn)了強度為 20～ 30MPa，鋪設(shè)厚度為 10mm 的自流平材料 ??29 。 到 20 世紀 70 年代，由于日本的勞動力緊張和費用高，水泥基自流平材料最先發(fā)展起來，在 1982 年開始出現(xiàn)水泥基自流平地面材料，并因其用途廣，用量 8 大，質(zhì)量 穩(wěn)定，在市場上得到了迅速發(fā)展和廣泛的認同，其它發(fā)達國家也相繼推出了各種品牌的水泥基自流平地面材料，特別是以歐美為代表的國家和地區(qū)，因其主要追求的是功能性和耐久性，更是以水泥基自流平為主。脫硫石膏產(chǎn)品主要有 :墻板、建筑灰泥、工業(yè)灰泥、粘結(jié)劑、石膏天花板以及路基或平整土地所需砂土等 ??4 。煙氣脫硫石膏的性能及其在水泥緩凝劑、刮墻膩子、石膏砌塊、脫硫石膏刨花板、改良強度蘇打鹽漬土、制備α石膏粉等應(yīng)用方面進行了研究。 表 12 天然石膏和脫硫石膏的化學成分及細度 項目 CaO 2SiO 32OAl 3SO 32OFe MgO Loss 篩余 天然石膏 ％ 脫硫石膏 ％ 脫硫石膏 表 13 石膏顆粒粒徑分布 粒度 (um) 80 60 50 40 30 20 10 5 資料來源 天然石膏篩余 (%) 文獻 ??3 脫硫石膏篩余 (%) 本課題 脫硫石膏和天然石膏基本成份都是硫酸鈣，化學組成幾乎相同 。介于這兩種穩(wěn)定形態(tài)之間存在幾種可變的水化物形態(tài)，即 α 半水石膏 (高強石膏 )、 β 半水石膏 (建筑石膏 )及可溶性無水石膏 (I11 型 )。 21 OH2 + 2CO (11) (2)氧化 向亞硫酸鈣漿液內(nèi)強制鼓氣，將亞硫酸鈣氧化，生成硫酸鈣二水化合物，化學反應(yīng)過程如下 : 32CaSO 石膏基自流平材料通常以α 半水石膏、 223。這意味著， 2020 年我國 2SO 排放總量必須控制在 2300 萬噸以內(nèi)。 mechanical properties。 試驗結(jié)果表明：緩凝劑和摻合量對石膏基自流平砂漿性能的影響較大，本文采用檸檬酸鉀為緩凝劑，摻量在 %～ %時為宜；采用粉煤灰為摻合料，研究表明當摻量為 25%～ 30%范圍內(nèi)時自流平砂漿的流動性和力學性能最好。過去它們常常被當作是廢棄物隨意的露天堆放或是將其填埋掉， 不能及時有效地進行二次利用，嚴重地污染了大氣環(huán)境，浪費了土地資源，使得生態(tài)平衡遭到破壞，同時也損害了人體健康。 2℃ , relative humidity 60%) 24h rapid maintenance boxes (temperature: 60 ℃177。預(yù)計到“十一五”末，脫硫石膏年產(chǎn)出量將達 6000萬噸左右 。鈣 法煙氣脫硫產(chǎn)物主要由亞硫酸鈣和硫酸鈣組成，俗稱脫硫渣。 資料來源 :中國礦業(yè)網(wǎng) .石膏礦資源 圖 (%)的石膏保有儲量 我國一些企業(yè)和單位積極開展脫硫石膏綜合利用研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，取得明顯成效。 (3)分離 FGD 工藝中產(chǎn)生的 FGD 石膏的粒度范圍為 5～ 80um，通過水力旋流器實現(xiàn)固液分離并除去雜質(zhì)，得到濃縮的漿液。 圖 石膏層狀結(jié)構(gòu)示意圖 圖 二水石膏單晶體結(jié)構(gòu)簡圖 5 3）脫硫石膏的顆粒特征與分布規(guī)律 天然石膏由于開采及加工過程的原因，石膏顆粒一般不超過 200 目，所含雜質(zhì)與石膏之間易磨性相差較大，粗顆粒多為雜質(zhì)。 FGD 石膏的雜質(zhì)主要是碳酸鈣和可溶性鹽，一部分碳酸鈣單獨存在，這是由于部分顆粒未參加反應(yīng) 。在國外特別是歐洲，絕大部分的脫硫石膏被廣泛應(yīng)用 于建材行業(yè)生產(chǎn)建筑石膏粉、α半水石膏粉、水泥緩凝劑、石膏制品、石膏砂漿等石膏建材產(chǎn)品。美國脫硫石膏主要在水泥的墻板工業(yè)中應(yīng)用，另有少量脫硫石膏在農(nóng)業(yè)上用于改良土壤 ??6 。 脫硫石膏基自流平砂漿的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究脫硫石膏自流平砂漿并申請專利的有上海市建筑科學研究院 (集團 )有限公司的樊均﹑彭明強（專利 CN 102173707 A）研究了脫硫α 半水石膏基自流平砂漿，由下列重量比物質(zhì)混合攪拌均勻制成 :脫 硫石膏 40～ 60 份，水泥 4～ 6份， 40～ 80 目石英砂 20～ 30 份， 80～ 120 目石英砂 20～ 30 份，緩凝劑 ～ 份，減水劑 ～ 份，保水劑 ～ 份，消泡劑 ～ 份，可再分散膠粉 2～ 3 份，水 22～ 24 份。 由國內(nèi)外自流平砂漿發(fā)展現(xiàn)狀，可以看到脫硫石膏自流平砂漿的應(yīng)用前景和 9 巨大潛力和我國自流平砂漿所面臨的問題，這就為本文脫硫石膏自流平砂漿的研究指明了方向。 論文的研究目標和研究內(nèi)容 本文針對脫硫石膏本身特性及脫硫石膏基自流平砂漿存在的問題進行了大量試驗，旨在尋找有效脫硫石膏活性改善的方法，解決脫硫石膏用于自流平砂漿的工程應(yīng)用難題，探討脫 硫石膏活性改善的機理與模型，研究脫硫石膏基自流平砂漿耐久性與流變性能。 通過不同養(yǎng)護制度、體積穩(wěn)定性，研究脫硫石膏基自流平砂漿耐久性。 本文粉煤灰來自西固火電廠，主要化學成分見表 21。 水 自來水。 三聯(lián)模：試模內(nèi)腔尺寸為 40mm?40mm?160mm，可同時成型三個長方體試件。功率1000W，控溫范圍 37℃ 100℃。嘗試以脫硫石膏作為基材適量的再加入粉煤灰，普通硅酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，檸檬酸鉀和氫氧化鉀為來配置自流平砂漿，其中檸檬酸鉀作為緩凝作用，能保證其初凝時間＞ 1 小時，而終凝時間＜ 6 小時，由于石膏呈堿性水化過程會產(chǎn)生氣泡，對試樣的結(jié)構(gòu)和力學性能產(chǎn)生影響，加入適量氫氧化鉀能有效的控制氣泡的產(chǎn)生。 自流平材料按主要基材不同可分為無機系和有機系兩大類。 1）初始流動度用水 測量所用儀器為： (1)電子天平：量稱 510g，精確度 ； (2)烘箱； (3)大燒杯：容積 3000ml。若流動度不在（ 145177。 計算結(jié)果精確至 1mm。臨近初凝時，每個 5min 測定一次，當試針沉至距板底 4?1mm 時為砂漿大致初凝狀態(tài)。開動試 驗機，當上壓板與試件（或上墊板）接近時，調(diào)整送油閥，使接觸面均衡受壓。將制成型框放在混凝土成型面上，把制備好的料漿倒人成型框中，抹平，放置（ 24177。 1） mm。 2）℃電熱鼓風干燥箱中干燥至恒量（ 24h質(zhì)量變化小于 視為恒量），將恒量后的試件在實驗室條件下冷卻至室溫，按標明的方向測定試件長度，即為干燥后長度（ tL ）。 21 3 脫硫石膏自流平砂漿性能研究 化學外加劑對自流平砂漿性能的影響 石膏基自流平材料的膠凝材料是石膏，石膏的強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。緩凝劑 的作用是延緩石膏凝結(jié)硬化時間， 保證石膏基自流平砂漿具有足夠的施工時間。 從 看出：在不摻入緩凝劑的情況下，自流平砂漿的 30min流動度降低很大，并且當緩凝劑的摻量達到 %時， 30min流動度與初始流動度相比，流動度值有一定的增加，但是與標準 JC/T10232020(中華人民共和國建材行業(yè)標準石膏基自流平砂漿 ) 的要求相比，還有很大的差距，緩凝劑的摻量過高或是過低都不利于自流平砂漿流動性能的提高。隨水泥用量的增加 ,其在硬化過程中，水分蒸發(fā)產(chǎn)生的干燥收縮和化學收縮引起的自生收縮，造成構(gòu)件宏觀體積的收縮。 3Al2O3