【文章內(nèi)容簡介】 漿的表面相接觸，且離開試模邊緣大約l0mm。迅速放 松桿上的固定螺絲，每次都應(yīng)改變插點(diǎn)，并將針擦凈、較直。記錄從試樣與水接觸開始到鋼針第一次碰不到玻璃底板所經(jīng)歷的時(shí)間，即試樣的初凝時(shí)間。記錄從試樣與水接觸開始，至鋼針第一次插入料漿的深度不大于 lmm所經(jīng)歷的時(shí)間，即試樣的終凝時(shí)間。如圖 所示 圖 凝結(jié)時(shí)間的測定 強(qiáng)度的測定 強(qiáng)度測定按照 GB97762021《建筑石膏》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。分別測定脫硫石膏 3d 的抗折和抗壓強(qiáng)度。 3d 強(qiáng)度采用自然養(yǎng)護(hù)，試件達(dá)到終凝后拆模。 用作抗折強(qiáng)度的試樣至少為三條，采用 40*40*160mm 的標(biāo)準(zhǔn)試模，將試件置于抗折試驗(yàn)機(jī)的二根支撐輥上，開動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)后逐漸增加荷載，最終使試件斷裂。計(jì)算三個(gè)試件抗折強(qiáng)度平均值，精確至 。如果所測得的三個(gè)抗折強(qiáng)度值與其平均值之差不大于平均值的 15%，則用該平均值作為抗折強(qiáng)度值 。如果有一個(gè)值與平均值之差大于平均值的 15%，應(yīng)將此值舍去，以其余二個(gè)值計(jì)算平均值 。如果有一個(gè)以上的值與平均值之差大于平均值的 15%，則用三個(gè)新試件重做試驗(yàn)。 對(duì)做完抗折試驗(yàn)的 6 半截試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，最后的強(qiáng)度值取其 6 個(gè)值的平均值。取值標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算 6 個(gè)試件抗壓強(qiáng)度平均值。如果測得的 六個(gè)值與它們平均值的差不大于 10％，則用該平均值作為抗壓強(qiáng)度；如果有某個(gè)值與平均值之差大于 10％，應(yīng)將此值舍去，以其余的值計(jì)算平均值；如果有二個(gè)以上的值與平均值之差大于 10％，應(yīng)重做試驗(yàn)?？拐劭箟涸囼?yàn)如圖 圖 所示。 圖 抗壓實(shí)驗(yàn) 圖 抗折實(shí)驗(yàn) 23 試驗(yàn)方案流程圖及方法 材料準(zhǔn)備 外加劑初選 煙氣脫硫建筑石膏物理性質(zhì)測定 新拌石膏漿 體流動(dòng)性 凝結(jié)時(shí)間 強(qiáng)度 流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失 小結(jié) 各種外加劑不同摻量對(duì)煙氣脫硫石膏工作性能試驗(yàn)分析 減水劑對(duì)流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失的影響 緩凝劑對(duì)初凝終凝時(shí)間的影響 減水劑，緩凝劑對(duì)強(qiáng)度的影響 作用機(jī)理分析 小結(jié) 試驗(yàn)分析 總結(jié) 3 外加劑對(duì)脫硫建筑石膏影響因素的分析 煙氣脫硫建筑石膏用于墻體材料，要滿足一系列 的性能指標(biāo)，無疑外加劑的添加是改善其性能最有效的途徑。外加劑的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，主要有緩凝劑、減水劑等，然而由于目前外加劑生產(chǎn)廠家質(zhì)量良蕎不齊，不同品質(zhì)的脫硫石膏摻加同一外加劑所表現(xiàn)出來的性能大相徑庭，甚至?xí)霈F(xiàn)相反的結(jié)果，故在該課題的研究中，通過實(shí)驗(yàn)室不同種類的緩凝劑、減水劑的試配是一項(xiàng)必要之舉。 由于緩凝劑、減水劑受溫度影響較大，以下是在 13℃ ~17℃ 范圍內(nèi)測試的數(shù)據(jù)。 緩凝劑 緩凝劑對(duì)初凝，終凝時(shí)間的影響 新拌脫硫建筑石膏漿體的凝結(jié)表現(xiàn)為漿體開始失去可塑性或剛性的增加， 凝結(jié)程度用來確定石膏在施工現(xiàn)場何時(shí)易于澆注、承受荷載和下一道工序的施工進(jìn)度。初凝時(shí)間表示施工時(shí)間極限，終凝時(shí)間表示漿體強(qiáng)度的開始發(fā)展。由于石膏墻體材料凝結(jié)硬化快，其在短短的幾分鐘內(nèi)就會(huì)失去流動(dòng)性，給現(xiàn)場泵送施工帶來了諸多不便，尤其在夏季施工和連續(xù)澆筑作業(yè)的時(shí)候更是如此。影響石膏凝結(jié)時(shí)間的因素很多 :如環(huán)境溫度和濕度，脫硫石膏的品種、組成、比表面積和緩凝劑的摻入。溫度越高，凝結(jié)時(shí)間越短，同時(shí)石膏的細(xì)度和比表面積越大，也會(huì)加速石膏的凝結(jié)。 在諸多影響因素中，無疑緩凝劑的加入是改善新拌脫硫石膏漿體凝結(jié)時(shí)間的最簡單有效的措施。緩凝劑是用來延長凝結(jié)時(shí)間，使新拌漿體保持較長時(shí)間流動(dòng)性的一種外加劑。它可用于減慢水化熱的釋放速度，防止水化熱引起的溫度裂縫，也可避免大型連續(xù)施工中形成的裂縫，提高施工質(zhì)量。工程實(shí)踐表明，摻加不同的緩凝劑可以使脫硫石膏的初凝時(shí)間在幾十分鐘到幾十個(gè)小時(shí)不等，以此滿足不同工程需求。而優(yōu)質(zhì)的緩凝劑在具備較強(qiáng)緩凝作用的同時(shí)還應(yīng)有較小的強(qiáng)度損失率。 緩凝劑主要分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。工程中使用的主要有以下幾類 :糖類 :如蔗糖、葡萄糖 。木質(zhì)素磺酸鹽類 。羥基羧酸及其鹽類 :如檸檬酸、檸檬酸鹽、酒石酸等 。無機(jī)鹽類 :如硼砂、氯化鋅、磷酸鹽和偏磷酸鹽等 。其他如銨鹽及其衍生物、纖維素醚等。本實(shí)驗(yàn)選擇多聚磷酸鈉進(jìn)行性能測試。下表 下圖 為多 聚磷酸鈉對(duì)建筑脫硫石膏凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度的影響。 表 摻加多聚磷酸鈉的煙氣脫硫建筑石膏的性能 圖 摻量 /% 凝結(jié)時(shí)間 初凝 /min 終凝 /min 0 14 29 26 42 30 55 64 114 108 158 148 240 圖 從圖 中可以看出，隨著緩凝劑摻量的增加，脫硫建筑石膏的初凝和終凝時(shí)間持續(xù)增加，緩凝劑摻量加的越大，脫硫建筑石膏的初凝，終凝時(shí)間越長。摻的量越大，緩凝效果越明顯。從摻量為 0%~%這段中可以看出，趨勢比較平坦，從摻量 %往后，緩凝效果越來越明顯，緩凝時(shí)間大幅度提高。 緩凝劑對(duì)強(qiáng)度的影響 表 (3d) 摻量 /% 強(qiáng)度 抗折 /Mpa 抗壓 /Mpa 0 — — 圖 多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏抗折抗壓強(qiáng)度影響 (3d) 從圖 中可以看出，在 %~%之間，緩凝劑摻量的增加，抗折和抗壓強(qiáng)度均有一定程度的提高，摻量超過 %后，其強(qiáng)度均開始降低。從表 中可以看出，當(dāng)多聚磷酸鈉的摻量超過 %后，其抗壓強(qiáng)度無法測出，其抗折強(qiáng)度 急劇降低。因此，可以看出，緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度有影響，除在 %左右的摻量外，其摻量越多，石膏的抗折抗壓強(qiáng)度越低，當(dāng)其摻量到達(dá)某一限值時(shí)，石膏的抗壓強(qiáng)度就無法測出。 表 多聚磷酸鈉 /% 強(qiáng)度 抗折 /Mpa 抗壓 /Mpa 0 圖 多聚磷酸鈉對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度抗折抗壓強(qiáng)度的影響 從圖 和 對(duì)比中可以看出，相同摻量的脫硫建筑石膏強(qiáng)度和干強(qiáng)度對(duì)比看，干強(qiáng)度明顯要高于 3d 的強(qiáng)度，這說明，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加，這可能是因?yàn)槭囿w里面的結(jié)晶水全部蒸發(fā)，膏體反應(yīng)結(jié)束，多余的水份揮發(fā)，強(qiáng)度提高。 緩凝劑作用機(jī)理分析 緩凝劑對(duì)脫硫石膏的緩凝機(jī)理主要有吸附理論、絡(luò)鹽理論、沉淀理論。吸附理論和沉淀理論是指緩凝劑在石膏顆粒表面形成的不溶性膜層通過阻礙石膏顆粒與水的接觸，使晶體之間的接觸受到屏蔽，從而延緩了石膏的水化進(jìn)程。絡(luò)鹽理論是指無機(jī)鹽緩凝劑分子與 鈣離子反應(yīng)生成一種絡(luò)合物，從而延緩水化進(jìn)程和晶體析出。相關(guān)研究認(rèn)為摻加檸檬酸或磷酸鹽類緩凝劑降低了液相過飽和度，影響了晶體的析出，而過飽和度的降低導(dǎo)致晶核數(shù)量減少、結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)不密實(shí)，從而導(dǎo)致強(qiáng)度一定程度的下降。 國內(nèi)相關(guān)學(xué)者認(rèn)為多聚磷酸鈉使石膏的液相過飽和度降低，晶體成核速率降低，延緩了凝結(jié)硬化，同時(shí)改變了晶體的生長習(xí)性，使晶體變成短粗狀，導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)劣化，從而影響到強(qiáng)度的下降。也有研究表明多聚磷酸鈉和石膏反應(yīng)生成的不溶性磷酸鈣通過降低液相過飽和度、抑制石膏粒了溶解和阻止晶核生長是多聚磷酸鈉緩凝的根本原因。 減水劑 半水石膏在水化過程中的理論用水量僅為 %，施工中為了保證新拌石膏 漿體的和易性，實(shí)際用水量可能達(dá)到 65%~80%，大量多余的游離水停留在漿體中，會(huì)造成脫硫石膏硬化體強(qiáng)度降低，耐久性變差。新拌脫硫石膏漿體中摻入減水劑，就可以在保持石膏用量基本不變的情況下降低水膏比，或是在水膏比不變的情況下，增大漿體的流變性。 流動(dòng)性是指新拌石膏漿體在自重或外力的作用下克服粒子間的作用力而產(chǎn)生流動(dòng)的能力。作為一種改善拌合物流化性能的外加劑，減水劑不僅有減水和塑化作用，還有緩凝和引氣、膨脹、改 善新拌物泌水離析、緩凝作用。減水劑分為普通減水劑和高效減水劑。兩種減水劑都可以起到減水、塑化作用，但同普通減水劑相比，高效減水劑其減水率更高，減水、分散性能更好。 本課題致力于使脫硫石膏用于現(xiàn)澆工藝，即石膏漿體在施工過程中經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)輸和停放后仍要有較好的流動(dòng)性，以保證拌合物具有足以進(jìn)行澆灌和后續(xù)工序如搗實(shí)、抹面等的能力，否則處理不當(dāng)會(huì)使?jié){體在泵送時(shí)發(fā)生堵管、澆注時(shí)困難的現(xiàn)象，給施工帶來不便。優(yōu)質(zhì)的減水劑是在保持較好流動(dòng)性的同時(shí)具有較小的流經(jīng)損失。本節(jié)擬在找出一種合適的減水劑，既要在滿足良好的流動(dòng)性能的前 提下，又要使其流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失降至最低。以下表格為聚羧酸高效減水劑對(duì)脫硫建筑石膏性能測試的結(jié)果。 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的影響 以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在多聚磷酸鈉 %，水膏比 下進(jìn)行的性能測試 表 摻加聚羧酸的脫硫石膏的流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化 摻量 /% 流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化 5/min 10/min 15/min 20/min 25/min 30/min 35/min 0 201 190 175 123 59 50 50 219 216 205 157 112 50 50 228 218 216 187 129 82 50 233 219 213 193 125 91 50 241 238 232 219 179 120 65 圖 聚羧酸的脫硫建筑石膏流動(dòng)經(jīng)時(shí)變化的影響 從圖 中可以看出，隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，脫硫建筑石膏的初始的流動(dòng)度逐漸增加。 隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，其流動(dòng)度曲線越往后變的越來越陡峭，即其流經(jīng)損失變的嚴(yán)重。從圖 中可以看出，當(dāng)摻量小于 %時(shí)，到 35min 后，其流動(dòng)度再無變化。 摻加聚羧酸減水 劑與不摻加減水劑相比較，摻加減水劑的初始流動(dòng)度比不摻加減水劑的初始流動(dòng)度要大。摻的量越多，其初始流動(dòng)度越大。 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏初終凝時(shí)間的影響 表 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏凝結(jié)時(shí)間的影響 摻量 /% 凝結(jié)時(shí)間 初凝 /min 終凝 /min 0 30 55 45 78 50 86 63 97 74 117 圖 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏的初終凝影響 從圖 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏的初終凝影響曲線圖中可以看出 ，隨著聚羧酸摻量的增加，其初凝時(shí)間，終凝時(shí)間也在增加，聚羧酸的摻量越多，其凝結(jié)時(shí)間越長。 減水劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響 以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在多聚磷酸鈉摻量為 %下進(jìn)行試驗(yàn)所得 表 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響 (3d) 摻量 /% 強(qiáng)度 抗折 /Mpa 抗壓 /Mpa 0 圖 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏影響曲線圖 (3d) 從表 ， 圖 中可以看出聚羧酸減水劑對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度時(shí)有影響的，不加聚羧酸減水劑時(shí)的抗折為 ,抗壓為 ,加了聚羧酸減水劑之后強(qiáng)度有所降低。從折線圖 中可以看出，隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，其抗折，抗壓強(qiáng)度先上升再降低，摻量越多，強(qiáng)度越低。因此可以得出一個(gè)結(jié)論，聚羧酸減水劑對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度有一定的影響，在一定的摻量內(nèi)，聚羧酸減水劑可以增加脫硫建筑石膏的強(qiáng)度。一旦超過界限范圍，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度就會(huì)隨著聚羧酸減水劑摻量的增加而降低。 因此，聚羧酸減水劑可以在使用較低摻量內(nèi)來提升脫硫建筑 石膏的一些性能，但不能過多，過多會(huì)造成強(qiáng)度損失。 表 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度的影響 聚羧酸 /% 強(qiáng)度 抗折 /Pma 抗壓 /Mpa 0 圖 聚羧酸對(duì)脫硫建筑石膏干強(qiáng)度的影響折線圖 從圖 和圖 中可以看出，摻加聚羧酸減水劑的脫硫石膏的干強(qiáng)度變化與其 3d 的強(qiáng)度變化趨勢幾乎一致，但烘干后強(qiáng)度的石膏強(qiáng)度與 3d 的強(qiáng)度相比，明顯要高于 3d 強(qiáng)度。 減水劑作用機(jī)理分析 關(guān)于高效減水劑的作用機(jī)理，目前普遍認(rèn)可的主要有三種 :靜電斥力理論、空間位阻效應(yīng)理論和反應(yīng)性高分了緩慢釋放理論。靜電斥力理論是指減水劑分了解離出來的負(fù)離了 SD、 C00 一 吸附在石膏顆粒表面，隨著石膏一水體系中的167。一電位的增大，石膏顆粒之間的斥力使顆粒分散，并使空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)包裹的游離水釋放出來，從而增大流動(dòng)性。聚合物空間位阻理論是指對(duì)一些分了結(jié)構(gòu)中支鏈長且多的減水劑，易在石膏顆粒表面形成空間位阻大的立體吸附結(jié)構(gòu)，能有效的防止石膏顆粒聚集。由于帶支鏈結(jié)構(gòu)的高效減水劑分了不 易從石膏顆粒表面脫落，其吸附量隨水化的進(jìn)程減小的較慢，故在宏觀上表現(xiàn)為流動(dòng)經(jīng)時(shí)損失小。對(duì)于反應(yīng)性高分了緩慢釋放理論主要是針對(duì)聚梭酸高效減水劑提出的。聚羧酸系結(jié)構(gòu)分子中的一些集團(tuán)，可發(fā)生水解反應(yīng)，不斷補(bǔ)充石膏水化吸附造成的減水劑濃度的下降，同時(shí)由于枝狀共聚物的齒形吸附，使得分散體系的穩(wěn)定