【正文】 失，是指減水劑在增大漿體的流動度的同時又具有顯著地流動經(jīng)時損失性。 總之，外加劑復(fù)摻的情況下，一定要選擇好 適合的方案，使?jié){體的初凝時間可以達到脫硫建筑石膏漿體施工中對初凝時間的要求。 從表 中可知，隨著聚羧酸摻量的增加，漿體的初凝時間也在增加。 表 聚羧酸不同摻量下脫硫建筑石膏的性 能測試 聚羧酸 /% 多聚磷酸鈉 /% 初凝 /min 流動度經(jīng)時變化 強度 10/min 20/min 30/min 抗折 /Mpa 抗壓 /Mpa 0 30 190 123 50 45 216 157 50 50 218 187 82 63 219 193 91 74 238 219 120 表 多聚磷酸鈉不同摻量下脫硫建筑石膏的 性能測試 脫硫建筑 石膏的初凝時間的影響因素分析 從表 中可知，隨著多聚磷酸鈉摻量的增加，漿體的初凝時間也在增加。本章節(jié)將在第三章初選分析的基礎(chǔ)之上，選擇多聚磷酸鈉、聚羧酸高效減水劑這兩種外加劑復(fù)摻進行試驗測試，以期對脫硫建筑石膏墻體材料產(chǎn)業(yè)化用于現(xiàn)澆工藝的后續(xù)研究中提供一些原材料配比的參考。 4 外加劑復(fù)配下的脫硫石膏性能分析 在不同種類的緩凝劑、減水劑配比調(diào)整下，對脫硫建筑石膏漿體的性能測試，其是否能滿足性能要求？外加劑全摻下脫硫石膏硬化體的力學(xué)性能能否滿足 本課題的性能要求？這些問題值得做進一步的探討。減水劑分子結(jié)構(gòu)不同，吸附特性也不相同。減水劑吸附改變了石膏分散體系固液界面的性質(zhì) (電荷分布、空間位阻等 )，使石膏顆粒之間的作用力發(fā)生變化，從而最終影響固 體顆粒在液體中的分散性質(zhì)。而對聚羧酸系減水劑而言，由于其分子呈梳形多支鏈立體結(jié)構(gòu)，吸附狀態(tài)呈齒狀吸附 ,呈空間立體分布的吸附形式使顆粒表面有較大的空間位阻，可有效阻滯水化的進程，宏觀表現(xiàn)為流動經(jīng)時損失小。國內(nèi)相關(guān)研究認(rèn)為萘系減水劑的分子結(jié)構(gòu)為棒狀鏈，在石膏表面呈平直吸附 ,故隨著水化的進程，吸附于顆粒表面的量大大減少， 同時體系的 167。 從試驗數(shù)據(jù)中可以看出，聚羧酸高效減水劑的分散作用較強、分散穩(wěn)定性較高且所含的醚鍵和水分子形成的氫鍵也在一定程度上增大了分散作用，故在宏觀上表現(xiàn)為流動經(jīng)時損失小。對于反應(yīng)性高分了緩慢釋放理論主要是針對聚梭酸高效減水劑提出的。聚合物空間位阻理論是指對一些分了結(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。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。 表 聚羧酸對脫硫建筑石膏干強度的影響 聚羧酸 /% 強度 抗折 /Pma 抗壓 /Mpa 0 圖 聚羧酸對脫硫建筑石膏干強度的影響折線圖 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度變化與其 3d 的強度變化趨勢幾乎一致，但烘干后強度的石膏強度與 3d 的強度相比，明顯要高于 3d 強度。一旦超過界限范圍，脫硫建筑石膏的強度就會隨著聚羧酸減水劑摻量的增加而降低。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，抗壓強度先上升再降低，摻量越多，強度越低。 減水劑對脫硫建筑石膏初終凝時間的影響 表 聚羧酸對脫硫建筑石膏凝結(jié)時間的影響 摻量 /% 凝結(jié)時間 初凝 /min 終凝 /min 0 30 55 45 78 50 86 63 97 74 117 圖 聚羧酸對脫硫建筑石膏的初終凝影響 從圖 聚羧酸對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，其初凝時間，終凝時間也在增加，聚羧酸的摻量越多，其凝結(jié)時間越長。 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度比不摻加減水劑的初始流動度要大。 隨著聚羧酸減水劑摻量的增加，其流動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。以下表格為聚羧酸高效減水劑對脫硫建筑石膏性能測試的結(jié)果。優(yōu)質(zhì)的減水劑是在保持較好流動性的同時具有較小的流經(jīng)損失。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。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。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。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。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，從而導(dǎo)致強度一定程度的下降。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程。 表 多聚磷酸鈉對脫硫建筑石膏干強度抗折抗壓強度的影響 多聚磷酸鈉 /% 強度 抗折 /Mpa 抗壓 /Mpa 0 圖 多聚磷酸鈉對脫硫建筑石膏干強度抗折抗壓強度的影響 從圖 和 對比中可以看出，相同摻量的脫硫建筑石膏強度和干強度對比看，干強度明顯要高于 3d 的強度，這說明，脫硫建筑石膏的強度會隨著時間的推移而增加，這可能是因為石膏體里面的結(jié)晶水全部蒸發(fā)，膏體反應(yīng)結(jié)束，多余的水份揮發(fā)，強度提高。從表 中可以看出，當(dāng)多聚磷酸鈉的摻量超過 %后，其抗壓強度無法測出，其抗折強度 急劇降低。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，緩凝時間大幅度提高。 表 摻加多聚磷酸鈉的煙氣脫硫建筑石膏的性能 圖 緩凝劑對煙氣脫硫建筑石膏初終凝時間影響 摻量 /% 凝結(jié)時間 初凝 /min 終凝 /min 0 14 29 26 42 30 55 64 114 108 158 148 240 圖 緩凝劑對煙氣脫硫建筑石膏初終凝時間的影響 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，終凝時間越長。本實驗選擇多聚磷酸鈉進行性能測試。無機鹽類 :如硼砂、氯化鋅、磷酸鹽和偏磷酸鹽等 。木質(zhì)素磺酸鹽類 。 緩凝劑主要分為無機和有機兩大類。工程實踐表明，摻加不同的緩凝劑可以使脫硫石膏的初凝時間在幾十分鐘到幾十個小時不等，以此滿足不同工程需求。緩凝劑是用來延長凝結(jié)時間，使新拌漿體保持較長時間流動性的一種外加劑。溫度越高，凝結(jié)時間越短，同時石膏的細(xì)度和比表面積越大，也會加速石膏的凝結(jié)。由于石膏墻體材料凝結(jié)硬化快，其在短短的幾分鐘內(nèi)就會失去流動性，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)的時候更是如此。 緩凝劑 緩凝劑對初凝，終凝時間的影響 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)場何時易于澆注、承受荷載和下一道工序的施工進度。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，通過實驗室不同種類的緩凝劑、減水劑的試配是一項必要之舉。抗折抗壓試驗如圖 圖 所示。取值標(biāo)準(zhǔn)為計算 6 個試件抗壓強度平均值。如果有一個以上的值與平均值之差大于平均值的 15%，則用三個新試件重做試驗。如果所測得的三個抗折強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度值 。 用作抗折強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機的二根支撐輥上，開動抗折試驗機后逐漸增加荷載，最終使試件斷裂。分別測定脫硫石膏 3d 的抗折和抗壓強度。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)歷的時間，即試樣的終凝時間。迅速放 松桿上的固定螺絲，每次都應(yīng)改變插點，并將針擦凈、較直。用刮刀刮去溢漿，使料漿與試模上端齊平。 圖 稠度試驗 圖 稠度試驗 凝結(jié)時間的測定 對于凝結(jié)時間，按照 GB97762022《建筑石膏》標(biāo)準(zhǔn)進行測定。刮平后，將稠度儀垂直方向迅速提起， 30s 后，量取兩垂直方向的直徑，取平均值作為漿體流動度值，連續(xù)測量兩次，取最后的平均值為初始 新拌脫硫石膏漿體流動度值。 (4)水 飲用水。與其他高效減水劑相比，減水率高。 (3)減水劑 本課題采用的減水劑為聚羧酸。這樣給實際施工操作帶來不便，尤其和脫硫石膏用做現(xiàn)澆墻體要滿足泵送工藝 （其初凝時間要達到 2 小時以上）的要求相背離。 (1) 脫硫石膏 本課題所用的脫硫石膏是以 β 型半水石膏為主要成分、對煙氣脫硫石膏在常壓干 燥空氣下進行熱處理和陳化后得到的 。本課題的研究內(nèi)容主 要集中對脫硫建筑石膏的原材料配比進行不斷的調(diào)整和優(yōu)化，為脫硫建筑石膏產(chǎn)業(yè)化做一些基礎(chǔ)性的研究工作，充分實現(xiàn)本課題的意義和價值。 國內(nèi)對于現(xiàn)澆脫硫建筑石膏墻體材料的性能、施工方法方面的研究很少，脫硫建筑石膏代替天然石膏用于環(huán)保節(jié)能型現(xiàn)澆墻體材料，不僅可以減少脫硫建筑石膏的環(huán)境污染，變廢為寶，同時大大減少了天然 石膏的開采量，保護生態(tài)環(huán)境。 本課題旨在對脫硫建筑石膏進行直接利用，即以脫硫建筑石膏為主要原材料、再輔以減水劑、緩凝劑等技術(shù)措施開發(fā)的一種輕質(zhì)保溫墻體材料，不僅可以充分利用工業(yè)廢渣脫硫建筑石膏，使其變廢為寶，提高脫硫建筑石膏的利用率。 本課題的目的、意義 在環(huán)境保護的迫切需要和脫硫建筑石膏廢渣愈來愈多的今天，脫硫建筑石膏的綜合利用越來越受到人們的重視。摻加引氣劑或發(fā)泡 劑可以在新拌脫硫石膏漿體中引入大量微小、均勻的氣泡，不僅使脫硫石膏墻體材料的熱工性能大幅度提高，同時也可減少泌水、增大流動性、提高耐久性。而摻加減水劑會使新拌脫硫石膏在用水量不變的情況下增大流動性，提高強度。水膏比過大會使?jié){體的粘聚性和保水性下降。這些因素可能影響新拌脫硫石膏的流動性、保水性、凝結(jié)時間。同樣流動性過大則容易漏漿、跑模，過小則不易密實。其中， 流動性和凝結(jié)時間對墻體施工質(zhì)量影響較大。根據(jù)已有研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，試驗研究與理論分析相結(jié)合，擬在以下幾個方面進行重點研究。我國的石灰石 (石灰 )一一石膏濕法脫硫工藝始于 20 世紀(jì)90 年代，近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保力度的加大，我國的火電廠及其脫硫裝置的裝機容量在逐年增加。 脫硫石膏在這一關(guān)鍵時刻應(yīng)運而生，它的主要成分和天然二水石膏相同，在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域有著巨大的利用價值。 中國政府對二氧化硫的污染治理問題相當(dāng)重視， 21 世紀(jì)，環(huán)境保護成為世界性主題。據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署統(tǒng)計，在使用過 程中，每年由人類制造的、主要是含硫燃料燃燒排放到大氣中的硫化物達 X 1011kg，燃煤固體廢氣物 億噸。 研究課題的提出，研究內(nèi)容和目的 本課題的提出 我國是一個能源生產(chǎn)與消費大國，近年來隨著燃煤的增加， SO2 的排放量也不斷增加，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，由人類制造的二氧化硫每年達 億噸，已成為大氣環(huán)境的第一大污染物。 使用外加劑是提升石膏基材料技術(shù)經(jīng)濟水平、推動石 膏行業(yè)科技進步的最有效途徑之一，也是高性能石膏基材料的核心技術(shù)。石膏基粉刷材料、膩子材料上墻后，由于基層的吸水和水分的蒸發(fā)，使其水化不良，導(dǎo)致空鼓、開裂。半水石膏凝結(jié)硬化很快，其初終凝時間為 6min~30min，可操作時間只有 3min~5min，往往不能滿足石膏基材料成型與施工的需要。如此高的水膏比必然惡化石膏基材料的孔結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)致強度的大幅降低。半水石膏是石膏基材料的主要成分和膠凝相。 綜上所述，石膏硬化體的強度受膠凝材料的品質(zhì)、水化條件、外加劑等多方面的影響，其中水膏比和外加劑的影響最為顯著。第三，石膏具有溶解度高的特點，當(dāng)水沿著或通過石膏制 品表面流動時，石膏被溶解和剝離，從而引起強度的降低。在潮濕環(huán)境中出現(xiàn)溶解和再結(jié)晶，這種接觸點的溶解將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度的降低。建筑石膏屬于氣硬性膠凝材料，耐水性很差，在潮濕環(huán)境中其強度會大大降低。另外，其它外加劑如促凝劑、粘結(jié)劑也會對石膏硬化體的強度產(chǎn)生影響。盡管對緩凝劑的作用機理說法不一，但有一點己被證實，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。 石膏 應(yīng)用時，往往并不是單一組分，常常會加入多種外加劑以改善石膏的性能。按結(jié)晶理論，二水石膏晶體的形成包括半水石膏的溶解