【正文】 3Al2O3 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。 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。 1） mm。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。 計算結果精確至 1mm。 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。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，對試樣的結構和力學性能產(chǎn)生影響，加入適量氫氧化鉀能有效的控制氣泡的產(chǎn)生。 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。 本文粉煤灰來自西固火電廠，主要化學成分見表 21。 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。 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。在國外特別是歐洲，絕大部分的脫硫石膏被廣泛應用 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。 圖 石膏層狀結構示意圖 圖 二水石膏單晶體結構簡圖 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)。 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)化應用，取得明顯成效。預計到“十一五”末，脫硫石膏年產(chǎn)出量將達 6000萬噸左右 。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。 mechanical properties。石膏基自流平材料通常以α 半水石膏、 223。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 )。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石膏粉等應用方面進行了研究。 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。 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。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。攪拌葉在攪拌鍋內(nèi)可作旋轉方向相反的公轉和自轉，在豎直方向可以調(diào)節(jié)。 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。 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。 取 3 塊 試件的平均值，計算結果精確至 ％。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 件的試驗結果無效。拉伸粘結強度計算如下式計算： SFP /? （ 24） 式中： P —— 拉伸粘結強度，單位為兆帕（ MPa）； F —— 最大破壞荷載，單位為牛頓（ N）； S —— 等于 2500，粘結面積，單位為平方毫米（ mm2）。否則，試驗需重新進行。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。 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。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[ 。 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 %，試驗結果分別見表 34。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 ??34 ，進而影響到石膏基自流平砂漿的強度。將料漿倒入收縮試模內(nèi)，無需振動，用金屬刮刀清除多余料漿，使料漿完全充滿模具并使表面平整，三個試件為一組。 砂漿立方體試件抗壓強度精確至 。 （ 2）初凝時間的測定 調(diào)整測定儀，使試針接觸玻璃板試指針的讀數(shù)為零。 （ 2）將流動度試模水平放置在測試板中央，測試板表面平整光潔﹑無水滴。在不同水膏比情況下，脫硫石膏強度均明顯優(yōu)于天然石膏。 電動抗折試驗機： DK5000 型電動抗折試驗機。 13表 21 原材料化學成分 (%) 材料名稱 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO SO3 K2O Na2O Loss 普通硅酸鹽水泥 — — — 脫硫石膏 32 粉煤灰 2062 1040 145 319 — — 硫鋁酸鹽水泥 — — 化學外加劑 — 緩凝劑 為了調(diào)整石膏基自流平砂漿的硬化時間，以滿足施工要求，必須加入緩凝劑。 研究激發(fā)劑對脫硫石膏水化率、水化進程的影響，對脫硫石膏硬化體組成結構、微觀形貌的影響，探討激發(fā)劑的作用機理。 國內(nèi)馬振義 ??33 研究了脫硫石膏基自流平砂漿，以 二水脫硫 α 高強石膏作為基材來制備自流平砂漿以及其生產(chǎn)方法 ，為自流平砂漿的應用提供了更多的參考。 利用石膏作為基材來制備自流平材料國內(nèi)由：李東旭、韓永圣、權劉權 ??31 研究 利用脫硫石膏制備石膏基自留平材料；董兵、岳文海、李明、李祥飛 ??32 研究一種石膏基自流平地面找平材料及其制備方法，都取得了一定成績。 FGD 石膏平均粒徑為 50um，含有少量碳酸鈣顆粒，游離水分一般為 10%。 我國正在制定相關標準，其他副產(chǎn)石膏，如磷石膏已經(jīng)制定 相關國標，脫硫石膏也分別在杭州鄒平北京等地進行了四次以上的標準制定討論會議。據(jù)《中國環(huán)境狀況公報》，我國從 2020年到 2020 年， 2SO 排放量依次為 、 、 和 2468 萬噸，“十五”末的 2SO 超過國家“十五”控制目標 (1800 萬噸 ) 萬噸，形勢十分嚴峻。在滿足石膏基自流平砂漿國標 JC/T10232020 的要求下，確定脫硫石膏、粉煤灰、硫鋁酸鹽水泥、普通 硅酸鹽水泥之間的基本配比，通過研究緩凝劑摻量對自流平砂漿性能（初始流動度用水、 30min 流動度損失、凝結時間、抗折強度、抗壓強度、拉伸粘結強度、收縮率等）的影響，確定合適的摻率。 2 ℃ , relative humidity 60%) 10d at 45 ℃ oven 24h. Key words: FGD gypsum。脫硫石膏產(chǎn)生量如此巨大，客觀上需要大規(guī)模的資源化利用途徑，而地面自流平材料 (selfLeveling materials of Floor)應該是脫硫石膏規(guī)?；玫淖罴堰x擇之一。 (4)脫水和洗滌 4 從旋流器底流分離出來的濃縮漿液，通過過濾，并用凈水 (自來水 )沖洗清除氯離子、鈉離子、鎂離子等水溶性雜質(zhì)，得到的含水率約為 10(wt)%的產(chǎn)物 — FGD石膏。用脫硫石膏和天然二水石膏加工成的建筑石膏在性能上存在較大差異，見表 14。 石膏基自流平材料的國內(nèi)外研究 目前，自流平砂漿應用的主要領域是地面工程。因而尋找能夠充分激發(fā)脫硫石膏凝結硬化的方法是解決問題的關鍵。本文脫硫石膏來自西固熱電廠，主要化學成分見表 21。 量筒：最大量程 500ml，最小刻度 5ml。 (5)微觀表征儀器 X 射線衍射儀： 日本島津公司的 XRD7000L 型全自動 X 衍射儀。有機系自流平材料主要指環(huán)氧自流平材料。 5）mm 內(nèi)為止。當試針沉入砂漿只有 時，砂漿達到終凝狀態(tài)。試件脫模后在（ 40177。 2） mm，單位為（ mm）。檸檬酸鉀在自流平砂漿 中的摻量分別為 0%、%、 %和 %，試驗結果見表 2。因此在自流平砂漿摻入一定量的水泥有利于提高其力學性能，一方面水泥中的鋁酸三鈣與石膏發(fā)生反應生成具有膠凝性的三硫型水化硫鋁酸鈣；水泥的本身含有硅酸三鈣與硅酸二鈣發(fā)生水化反應生成具有凝膠性能的 CSH（水化硅酸鈣凝膠）；另一方面水泥水化生成 氫氧化鈣，氫氧化鈣可以改變無水石膏溶解度與溶解速度，硬石膏水化硬化能力增加。這種結構是多孔結構。 自流平砂漿的尺寸變化率影響著它與地面的粘結力、表面變形、中層空洞和裂縫等，所以對自流平砂漿的尺寸變化率的研究是非常重要和有意義的。從圖 中可以看出：在石膏基自流平砂漿中 加入 3% 的檸檬酸鉀對其流動性與力學性能都是最優(yōu)的。脫模后 30min 內(nèi)按表明的方向測定試件長度，即為試件的初始長度（ 0L ）測定前，用標準調(diào)整收縮儀的百分表原點。 6）拉伸粘結強度的測定 稱?。?500177。觀察試針停止下沉時指針的讀數(shù)。待流動停止 4min 后，用直尺 測量兩個垂直向上的直徑，取兩個直徑的平均值，精確至 1mm，如流動度在（ 145177。 自流平砂漿的制備 自流平材料是以無機膠凝劑或有機材料為基料，與骨料及多種外加劑混合而成的建筑地面找平材料，使用時按規(guī)定的水灰比加水拌和均勻，機械泵送或人工施工后，無需人工抹平，在自重或輕微外力的作用下能自動流平，形成平整表面，并與基層粘結牢固。 壓力試驗機：上海華龍測試儀器有限公司 YA100 型電液式壓力試驗機。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。 在添加減水劑的體系中添加穩(wěn)定劑，以解決減水劑帶來的漿體離析泌水問題，研究穩(wěn)定劑對脫硫石膏流動度、泌水率、物理力學性能的影響，最終確定穩(wěn)定劑與減水劑相容性最 佳的摻量并闡明穩(wěn)定劑的作用機理 。在國內(nèi)，冶金部一冶技術開發(fā)公司首先研制出以氟石膏為基料的石膏基自流平材料并于 1986 年 12 月在武漢通過了部級技術鑒定。 德國在脫硫石膏資源化利用方面具有豐富的經(jīng)驗，目前每年的脫硫石膏用量約為 250 萬噸，約占德國石膏需求總量的 50%，主要產(chǎn)品有 凝膠性墻板、水泥、地板襯里和礦物性灰泥 ??5 。與天然石膏相比，