【正文】 晶體結(jié)構(gòu)趨于緊密，結(jié)構(gòu)較為細(xì)密，石膏和其他產(chǎn)物等交織在一起，呈現(xiàn)出絮狀結(jié)構(gòu)，對于硬化體的強(qiáng)度發(fā)揮非常有利，所以硬石膏的強(qiáng)度顯著提高。無機(jī)活性對于硬石膏不僅可以有效的提高硬石膏的耐水性，抑制膨脹，改善體積穩(wěn)定性，還可以提高二水石膏析晶過飽和度，加快二水石膏晶體成核與生長速率，使硬石膏水化潛伏期縮短、水化進(jìn)程加快、線膨脹率減小，硬石膏體積穩(wěn)定性提高。如激發(fā)劑煅燒明礬與草酸鈉復(fù)合使用時(shí)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)皆較好。激發(fā)劑復(fù)合使用時(shí)，硬石膏凝結(jié)時(shí)間明顯縮短，水化率及強(qiáng)度大大提高。硫酸鹽激發(fā)劑使硬石膏溶解速率加快，凝結(jié)時(shí)間縮短，水化率提高，硬石膏水化進(jìn)程加快，硬化體強(qiáng)度提高，對硬石膏有很好的激發(fā)效果。酸性激發(fā)劑煅燒明礬因碳酸鹽雜質(zhì)的存在而引起發(fā)氣，堿性激發(fā)劑增強(qiáng)了硬石膏耐水性，具有實(shí)際意義。第 5 章 結(jié)論激發(fā)劑對硬石膏早期水化有明顯的加速作用。最終實(shí)驗(yàn)組硬石膏硬化體的晶體形貌，晶體的搭接程度較高，結(jié)構(gòu)較致密，晶粒細(xì)小，幾乎呈膠著狀態(tài)，形狀也很規(guī)則。 粉刷石膏微觀電子掃描顯微鏡分析圖 最終配合比組粉刷石膏圖 最終配合比組粉刷石膏圖 天然硬石膏通過對比我們發(fā)現(xiàn)，空白組的硬石膏的晶型，發(fā)現(xiàn)硬化體里有大量的未水化的硬石膏顆粒，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度低。分 析 得 到 的 衍 射 圖 形 ， 確 定 樣 品 中 的 主 要 晶 體 物 質(zhì) 。 樣 品 的 質(zhì) 量 取 3 克 左 右 。如 果 粒 度 粗 大 衍 射 強(qiáng) 度 底 ， 峰 形 不 好 ， 分 辨 率 低 。 衍 射 角 θ 可 以 通 過 測 定 求 得 ， 帶 入 布 拉 格 方 程 進(jìn) 而 求 得 面 間 隔 ，即 結(jié) 晶 內(nèi) 原 子 或 離 子 的 規(guī) 則 排 列 狀 態(tài) 。2HObb bbba Intesity (cps)? (deg)圖 按最終配合比配合的粉刷石膏 XRD 圖衍 射 X 射 線 滿 足 布 拉 格 （ ） 方 程 2dsinθ=nλ： 式 中 ： λ 是 X射 線 的 波 長 ； θ 是 半 衍 射 角 ； d 是 結(jié) 晶 面 間 隔 ； n 是 整 數(shù) 。 粉刷石膏的微觀分析 粉刷石膏 28d XRD 分析202242628303234501015020a a: CSO4b: 4 最終配合比選擇 通過觀察發(fā)現(xiàn) 3%煅燒明礬和 1%的硫酸鈉那組無論是強(qiáng)度水化率還有耐久性能都高于或者相對于別的組。 耐水性測試 由于硬石膏屬于氣硬性材料，故防水、防潮性能較差，石膏制品吸濕受潮后強(qiáng)度降低，易發(fā)生變形，限制了石膏材料的應(yīng)用范圍，因此耐水性也是一個(gè)重要的耐久性指標(biāo)。這 3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組的線膨脹率都比較高，我所選最終配合比的線膨脹率相對較好，但是依然偏高。表 開裂性能測試式樣 開裂情況天然硬石膏 龜裂不加保水劑最終配合比 微細(xì)紋最終配合比 無 最終配合比組穩(wěn)定性良好，無開裂掉灰現(xiàn)象，滿足行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn) 線膨脹率測定線膨脹率的測試是了解固化性能和穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)表 線膨脹率測試激發(fā)劑線膨脹率3d（‰）線膨脹率7d（‰）先膨脹率14d（‰）線膨脹率28d（‰）空白 一 二 三 硬石膏體積穩(wěn)定性不良，易產(chǎn)生體積膨脹。石膏砂漿樣品的化學(xué)分析表明，可溶性鹽的含量相當(dāng)高，石膏產(chǎn)品應(yīng)該是結(jié)晶鹽的主要來源。粉刷石膏在墻體抹灰施工中，水分容易被基層吸收，造成缺水，粘結(jié)強(qiáng)度下降，造成脫落開裂。通過測試不同齡期的化學(xué)集合水量可以間接的得到水化率。尤其是第一組的效果最好，使硬石膏溶解速率明顯加快，凝結(jié)時(shí)間顯著縮短，水化率顯著提高，水化放熱集中，水化溫度升高，硬石膏水化進(jìn)程大大加快，硬化體強(qiáng)度成倍提高，是硬石膏活性激發(fā)的高效激發(fā)劑。 保水率測定 表 保水率測試組號 G1（g） G2（g） G3（g） 加水量（ml）保水率（% ）一 二 三 24 從上發(fā)現(xiàn)一二組的保水率滿足 75%的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求 強(qiáng)度測試強(qiáng)度測試是材料的抗壓抗折性能的測試，是粉刷石膏的主要性能指標(biāo)表 強(qiáng)度測定組號 3d抗折（MPa ）3d抗壓（MPa ）28d抗折（MPa ）28d抗壓（MPa ）一 二 三 按照 J C/T 517 2022《粉刷石膏標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，28d 要求抗折強(qiáng)度大于 強(qiáng)度大于 通過上表發(fā)現(xiàn)復(fù)合激發(fā)劑對天然硬石膏有較為明顯的加強(qiáng)水化硬化的作用，使晶體結(jié)構(gòu)致密，抗壓抗折強(qiáng)度提高。 凝結(jié)時(shí)間 表 石膏凝結(jié)時(shí)間組號 初凝時(shí)間 終凝時(shí)間一 1h32min 3h20min二 1h54min 5h27min三 2h32min 7h8min按照 J C/T 517 2022《粉刷石膏標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)。表 可操作時(shí)間組號 一 二 三可操作時(shí)間 45min 50min 48min按照 J C/T 517 2022《粉刷石膏標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，可操作時(shí)間要求大于 30 分鐘就可以。. 可操作時(shí)間可操作時(shí)間：一 般 指 多 組 分 或 單 組 份 膠 粘 劑 混 合 后 或 者 擠 出 后 至 固 化 可以 進(jìn) 行 下 一 道 工 序 間 的 時(shí) 間 。由上表 可以看出七組符合要求，擴(kuò)散度皆在 165177。底層粉刷石膏是在面層料基礎(chǔ)上按一比一到二的料砂比混配而成的。面層粉刷石膏的基本組成部分為：硬石膏粉:無機(jī)填充料（粉煤灰或者礦渣）：增強(qiáng)材料：激發(fā)劑：保水劑=80~90：5~7：5~13:2~5:~，一般要求面層粉刷石膏具有較好的細(xì)度。激發(fā)劑的加入量均按照表中的比例加入。選擇合適的激發(fā)劑和確定好慘合量可以大大提高硬石膏基粉刷石膏的施工性能。 小結(jié) 通過以上試驗(yàn)。在此期間，硬石膏對粉煤灰水化起硫酸鹽激發(fā)作用，粉煤灰水化對 SO42的消耗有促進(jìn)硬石膏溶解與水化，即硬石膏與粉煤灰水化相互促進(jìn)。水化過程的快速溶解反應(yīng)期和潛伏期對應(yīng)于硬化過程的初凝期。潛伏期內(nèi)，硬石膏溶解與水化反應(yīng)通過擴(kuò)散作用緩慢進(jìn)行。在快速溶解反應(yīng)期，硬石膏發(fā)生溶解，液相 SO4 Ca2+、OH 、濃度迅速增加，二水石膏的過飽和度溶液逐漸形成，二水石膏開始析晶，同時(shí) OH、SO 42對粉煤灰形成堿激發(fā)和硫酸鹽激發(fā)，與粉煤灰中的活性硅、鋁反應(yīng)形成水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣和鈣礬石等水化產(chǎn)物。當(dāng)粉煤灰的摻量在 15%時(shí)，硬石膏的水化率和強(qiáng)度都得到明顯改善，軟化系數(shù)也有提高，耐水性增強(qiáng)。粉煤灰的摻量對硬石膏抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響和水化率是一致的，粉煤灰一般呈堿性，對硬石膏的水化活性具有激發(fā)作用，但是摻粉煤灰硬石膏的早期強(qiáng)度一般都很低，這是因?yàn)榉勖夯业乃钚砸草^低，雖然對硬石膏具有激發(fā)作用，但是并不如硫酸鹽激發(fā)劑中的煅燒明礬等激發(fā)效果好，28d 齡期的水化率只有約 45%。Na 2C2O4 是硬石膏的高效堿性激發(fā)劑，它與硬石膏反應(yīng)形成 Ca C2O4 沉淀和可溶硫酸鹽，使液相 S042濃度大幅提高；它可以提高二水石膏析晶過飽和度，使二水石膏臨界晶核半徑減小，晶體成核與生長速率加快。摻激發(fā)劑后，由于溶液屬于堿性環(huán)境，硬石膏在水化初期與堿性激發(fā)劑首先反應(yīng)形成如 Ca(OH)2 等新相，接著才開始析出二水石膏晶體。因此，下面以 Na2C2O4 為例來重點(diǎn)分析堿性激發(fā)劑對硬石膏水化進(jìn)程產(chǎn)生的影響，對硬石膏硬化過程中各項(xiàng)性能所發(fā)揮的作用。高濃度的 SO42使液相的二水石膏析晶過飽和度顯著提高，二水石膏晶體成核與生長的動力加大，自發(fā)的均相成核很快發(fā)生，晶體迅速析出并開始生長，二水石膏晶體成核與生長消耗大量 Ca2+、S0 42，過飽和度隨之降低，硬石膏必然進(jìn)一步溶解，以維持液相離子濃度平衡，這樣硫酸鹽激發(fā)劑就促進(jìn)了硬石膏的水化與溶解。由于硬石膏溶解活性很低，液相中 Ca2+和 SO42 濃度較低，二水石膏析晶過飽和度很低，二水石膏晶核較難長大到成為臨界尺度以上的晶體，二水石膏晶體生長非常緩慢，硬石膏水化率很低，幾乎沒有二水石膏晶體析出。在不穩(wěn)定態(tài)范圍內(nèi)，溶液中的 Ca2+、SO 42濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平衡濃度,溶液過飽和度較高，二水石膏晶核很容易長大到臨界尺度以上并長大，結(jié)晶立即開始。穩(wěn)定態(tài)范圍內(nèi),硬石膏溶液中的 Ca2+、 SO42濃度等于或低于平衡時(shí)的濃度,二水石膏晶核較難長大到臨界尺度以上，結(jié)晶過程不可能發(fā)生。當(dāng)硬石膏處于水化減緩期時(shí)，水化程度已經(jīng)相當(dāng)高，水化硬化性能得到明顯改善。由于液相中 SO42濃度很高，析晶的消耗量相對于溶液中 SO42總量較小，所以 SO42濃度變化不明顯。SO 42濃度大幅增加使二水石膏析晶過飽和度迅速增大。為了揭示硫酸鹽激發(fā)劑對硬石膏水化進(jìn)程產(chǎn)生的影響，選取了激發(fā)效果較好的煅燒明礬和 Na2SO4 作為激發(fā)劑，測定了摻 1% Na2SO4 和 3%煅燒明礬時(shí)硬石膏的煅燒明礬和 Na2SO4 都是硫酸鹽，摻加后為硬石膏溶液補(bǔ)充了大量 SO42。煅燒明礬也都有很好的激發(fā)效果，其中煅燒明礬摻量 3%時(shí)，對硬石膏水化率和抗壓強(qiáng)度的影響效果比Na2SO4 還要顯著，28d 齡期分別達(dá) %和 MPa。K 2SO4 的摻量在 %時(shí)，3d 水化率%，28d 水化率達(dá) %，7d 抗壓強(qiáng)度 MPa，28d 強(qiáng)度達(dá) MPa。 下面通過不同的配比對各種激發(fā)劑對硬石膏水化和強(qiáng)度二個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)的影響，來進(jìn)一步了解激發(fā)劑的作用機(jī)理和實(shí)際作用。②堿性激發(fā)劑，如 Na2C2O4，Na 2SiO3，石灰，苛性鈉等。在本文的研究中，根據(jù)硬石膏激發(fā)劑化學(xué)性質(zhì)的不同，將其分為硫酸鹽激發(fā)劑、堿性激發(fā)劑和復(fù)合激發(fā)劑三大類：①硫酸鹽激發(fā)劑，如 Na2SO4，K 2 SO4，NaHSO 4， KHSO4，F(xiàn)eSO 4，KAl(SO4)24416CM ）電熱鼓風(fēng)干燥箱（溫控器靈敏度為土 10℃） 、抗折試驗(yàn)機(jī) （ 采用 G B / T 17671 中規(guī)定的抗折強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)）抗壓夾具及抗壓試驗(yàn)機(jī)（采用 G B / T 17671 中抗壓夾具，受壓面積為 4 0mm X 4 0mm ,抗壓試驗(yàn)機(jī)的最大量程分別為 20 kN 和 50kN ，示值相對誤差均不大于1 %） 、保水率測定裝置（保水率測定裝置如圖 ） 。 微觀性能測定X 射線衍射分析儀器：X 射線衍射儀樣品制作：粉體在 45℃下烘至絕干，采用通過 325 目后的樣品，放入干燥器 2. 掃描電鏡分析儀器：掃描電子顯微鏡樣品制作：硬化體采用 2cm2cm2cm 試模制作，到要求齡期后用無水乙醇終止水化，在 105 度干燥 24 小時(shí)后取中間原始斷面。③標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間測定參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JC/T5172022④抗壓、抗折強(qiáng)度測定參照 GB17785《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》 ，試樣尺寸為4cm4cm16cm，數(shù)量為 3 個(gè)，試件一般用室內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)，自然養(yǎng)護(hù)試條件為：平均氣溫 20℃，平均相對濕度 70%。①密度測定參照 GB20863《水泥比重測定法》 。若連續(xù)兩次測得的保水率與其平均值的差不大于 3 %，取該平均值作為試樣的保水率，否則應(yīng)重做試驗(yàn)。抽濾 20min ，然后取下布氏漏斗，用濾紙將下口殘余水擦凈，稱量( G 2) .精確至 0 . 1g 。0 .67 ) kPa ( 400mm177。 將稱量后的布氏漏斗放到抽濾瓶上，開動真空泵。0 . 5 ) mm 范圍內(nèi)。 將布氏漏斗放到抽濾瓶上，開動真空泵，抽濾 1 min ，取下布氏漏斗，用濾紙將下口殘余水擦凈后稱量( G0，精確至 0 .1 g)。 保水率的測定硬石膏與水拌和后，一定時(shí)間測定結(jié)晶水的含量，結(jié)晶水的測量采用下述方法：當(dāng)試樣到達(dá)水化齡期時(shí)，立即將試樣放入無水酒精中終止其水化，并用無水酒精充分洗滌，除去附著水，在 45℃溫度下干燥至恒重并稱其重量，然后將該試樣放在 450℃條件下烘干至恒重，稱其重量，通過計(jì)算便可確定出結(jié)晶水的含量，計(jì)算其水化率。 液相離子濃度測定試樣為水膏比 10：1，水化到一定時(shí)間后過濾，取定量濾液分別測定 Ca2+和 SO42+濃度。為了準(zhǔn)確觀測試針沉入狀況，在終凝試針上安裝一個(gè)環(huán)形附件。在完成初凝時(shí)間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板上取下，反轉(zhuǎn)一百八十度，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。當(dāng)試針沉入凈漿中距底板（4177。擰緊螺絲 1~2s 后突然放松，使試針垂直自由的沉入凈漿。記錄石膏全部加入水中的時(shí)間，作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)間。將鍋放在攪拌機(jī)基座上，升起至攪拌位置。接觸玻璃板時(shí)指針應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)。 凝結(jié)時(shí)間的測定 利用具有標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散度用水量的石膏漿，取一部分倒入環(huán)形試模， 進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間的測定，但測定的時(shí)間間隔為 5 min 。每隔 1 0 min 重新將石膏漿在攪拌鍋中用料勺攪拌 1min 隨即分兩層裝入截錐圓模內(nèi)按 2. 2 . 1 步驟測定其擴(kuò)散度。立即開動跳桌，以每秒一次的速度連續(xù)跳動 15 次。搗壓完畢，取下模套，用刮平刀將高出截錐圓模的漿刮去并抹平，然后垂直向上輕輕提起截錐圓模。其搗壓深度為：第一層搗至漿高度的三分之一，第二層搗至不超過己搗實(shí)的底層表面。將試樣在 30s 內(nèi)均勻地撒入水中靜置 1 min .濕潤后用料勺攪拌 1 min ，然后用攪拌機(jī)慢速攪拌 2min ，得到均勻的石膏漿，迅速分兩層裝入截錐圓模內(nèi)。 稱取約 L 充分拌勻的試樣，精確到 5g 。 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散度用水最的測定