【正文】 (4)脫硫石膏沖洗和脫水 :硫酸鈣晶體使用過濾器和離心機，從產(chǎn)生于水力旋流器底流中的懸浮液中分離出來。這樣便生成了脫硫石膏。 與天然石膏相比，脫硫石膏是一種品質(zhì)較好的石膏，具有顆粒較細，純度高，結(jié)晶 性能好，成分穩(wěn)定等特點。脫硫石膏和天然石膏的凝結(jié)硬化表現(xiàn)為半水石膏的水化進程。 脫硫石膏的主要成分為二水石膏，在一定的條件下加熱脫水會變成熟石膏，建筑工業(yè)用熟石膏 (簡稱建筑石膏 )有著極其廣泛的利用途徑，相關(guān)研究表明脫硫石膏在 170℃ ~200℃ 溫度下脫水并恒溫 3~4h 后，所得的建筑石膏符合國家標準。 Ⅲ 型硬石膏稱為可溶性無水石膏，是由 ɑ 型與 β 型半水石膏加熱脫水而成。而 Ⅰ 型硬石膏在常溫下是不存在的。 （ 2）原始物理狀態(tài)不一樣 :天然石膏是粘合在一起的塊狀，而脫硫石膏以單獨的結(jié)晶顆粒存在 。 （ 3）雜質(zhì)成分不同 :由于燃燒過程中使用的燃料 (特別是煤 )和洗滌過程中的石灰 /石灰石，在脫硫石膏中常有碳酸鹽、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈉等 雜質(zhì)，某些雜質(zhì)超過一定含量會影響石膏制品的質(zhì)量，如在較潮濕的環(huán)境中會發(fā)生“返霜”現(xiàn)象。 （ 4）脫硫石膏的產(chǎn)地優(yōu)勢 :脫硫石膏由于是火電廠的工業(yè)副產(chǎn)品，因此產(chǎn)地在全國分布較均勻， 而天然石膏作為白然界中蘊藏的石膏石，會受到地域限制的影響。 (5)強度提高 :對用脫硫石膏和天然石膏制作的石膏膠凝材料進行試驗比較，說明脫硫石膏具有較好的技術(shù)性能，其抗折強度與抗壓強度明顯高于天然石膏，具有良好的可利用潛力。同時堆密度較大，含水率高、呈濕粉狀等特點。 （ 1）脫硫石膏在水泥工業(yè)上的應(yīng)用 我國研究人員從 20世紀 90年代起對脫硫石膏在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用進行了大量的試驗研究。 對于礦渣水泥，粉煤灰水泥和復合水泥，脫硫石膏既是緩凝劑，同時又是混合材水化時的硫酸鹽激發(fā)劑。同時，這種激發(fā)作用隨齡期的增長逐漸增強，可大大地提高粉煤灰膠凝材料的技術(shù)性能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。由于具有良好的保溫隔熱、防火性能、質(zhì)量輕、可取代粘土磚，國內(nèi)應(yīng)用廣泛。如果在這些方面能得到改進，脫硫石膏砌塊的應(yīng)用前景會更加開闊。 ③石膏板 中國新型建 筑材料工業(yè)杭州設(shè)計研究院、重慶大學、重慶市建筑科學研究院等研究機構(gòu)近年來對脫硫石膏用于石膏板行業(yè)的生產(chǎn)工藝進行了研究，研究表明脫硫石膏用于制造紙面石膏板、石膏刨花板等可行，且其性能優(yōu)于天然石膏生產(chǎn)的產(chǎn)品 由于我國的脫硫石膏為濕粉狀，含水率較高，其在紙面石膏板的應(yīng)用推廣上受到限制。部分指標還優(yōu)于天然石膏紙面石膏板。李東旭等人通過不同品形轉(zhuǎn)化劑處理后的脫硫石膏配制自流平材料，研究對其性能的影響，并目研究了自流平材料的組成對其性能的影響和自流平材料的微觀結(jié)構(gòu)。文獻報道，日本將脫硫石膏與粉煤灰及少量石灰混合形成煙灰材料，作為路基、路面下基層或平整土地所需砂土。 國內(nèi)脫硫石膏資源化利用存在問題 與發(fā)達國家相比，我國煙氣脫硫石膏的歷史較短，大部分脫硫裝置依靠國外引進，對煙氣脫硫石膏的性能、處理設(shè)備等無系統(tǒng)研究、脫硫石膏高技術(shù)含量少，生產(chǎn)規(guī)模小、市場競爭力不高、需求量不大等瓶頸性障礙需要研究解決。制定配套政策，鼓勵建材企業(yè)利用脫硫石膏，是各地政府相關(guān)部門的職責。在含水粉狀脫硫石膏進行干燥及高溫鍛燒的設(shè)備上缺乏研究，對脫硫石膏的完整認識度不夠，相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗不足，致使無法對脫硫石膏進行深加工和應(yīng)用。 （ 3）公眾缺乏脫硫石膏再利用的觀念，這是因為我國沒有長期利用脫硫 石膏的習慣、科技水平不高、相關(guān)方面說服力的工作不夠，加之天然石膏儲量豐富，因此拒絕使用脫硫石膏是一種普遍的公眾心理。 脫硫建筑石膏性能影響因素 外加劑對脫硫建筑石膏強度的影響 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。通過改變?nèi)我贿^程的參數(shù)，可獲得不同的微觀結(jié)構(gòu)，最終導致石膏硬化體強度的變化。緩凝劑是使用最多的外加劑之一，其目的是為了調(diào)整石膏的凝結(jié)硬化時間，以滿足施工的需要。減水劑可以在保持石膏漿體流動度不變的情況下大幅度降低拌和用水量，提高成型后的密實度，從而提高強度。 使用環(huán)境的影響 石膏制品的使用環(huán)境 (溫度和濕度 )對 其強度也會產(chǎn)生一定的影響。其原因為 :第一，石膏漿體硬化時，晶體在結(jié)晶共生過程中，由于結(jié)晶接觸點不穩(wěn)定易發(fā)生歪曲和變形。第二，石膏硬化體是一個孔隙率很大的多孔體，晶體界面由微裂縫形成了細微裂紋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當遇水后，由于水滲透到微孔內(nèi)形成水分子薄膜，該水膜產(chǎn)生楔入尖劈作用，破壞了石膏晶體結(jié)構(gòu)之間的微單元結(jié)構(gòu)，導致石膏制品強度的降低。在潮濕環(huán)境中石膏強度會大大降低。 研究石膏外加劑的必要性 應(yīng)用外加劑是改善石膏基材料性能的重要途徑之一，也是石膏基材料技術(shù)進步的主要標志之一。半水石膏水化的理論水膏比為 %，但其實際用水量卻高達 65%~80%，即使 a 高強石膏也在40%左右。采用減水劑是降低水膏比、提高強度、改善性能的必然選擇。選擇適宜的緩凝劑及其摻量，可實現(xiàn)對石膏基材料凝結(jié)時間的大范圍任意調(diào)節(jié)，滿足不同施工工藝的要求。保水劑可有效解決這一問題，同時還可提高石膏基材料的粘聚性、均勻性。如同混凝土外加劑技術(shù)引發(fā)了混凝土材料及其工程的技術(shù)革命，石膏外加劑的深入研究和突破，必將對石膏工業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生積極而深刻的影響。我國二氧化硫污染日益嚴重。 我國大氣 SO2的排放中，火電廠煙氣排放占 50%左右，在經(jīng)濟與環(huán)保節(jié)能之間的矛盾愈發(fā)激化的今天，在“因電廠燃煤每年向大氣中排放的 SO2就占我國 SO2排放總量的 50%，占工業(yè) SO2排放量的 75%左右”這一背景下，如何控制電廠 SO2的排放，有效減少環(huán)境污染，刺痛國人的神經(jīng)，拷問著體制的弊端，同樣也是我們亟待解決的問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民的環(huán)保意識空前提高，綠色環(huán)保、經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)保護、低碳排放已成為各國政府、百姓和媒體關(guān)注的重點。它是目前應(yīng)用最廣泛的二氧化硫控制技術(shù)和脫硫方式。 主要研究內(nèi)容 鑒于上述，本項目重點研究以脫硫建筑石膏 為主要原材料制作現(xiàn)澆墻體的理論和方法，通過不斷調(diào)整原材料和外加劑的配合比，對脫硫建筑石膏現(xiàn)澆墻體的性能進行研究，形成理論體系支持工程應(yīng)用。 （ 1） 新拌脫硫石膏漿體流動性的分析 對于現(xiàn)澆脫硫石膏墻體，施工質(zhì)量是保證墻體強度和墻體質(zhì)量的關(guān)鍵。以凝結(jié)時間為例，如采用泵送工藝，凝結(jié)時間過短有可能導致堵泵或堵管，過長則影響模板周轉(zhuǎn)，拖延工期。為此，有必 要對新拌脫硫石膏漿體性能進行深入研究，探索各種因素對施工性能的影響，主要包括 :脫硫石膏用水量、外加劑 (減水劑、緩凝劑、引氣劑或發(fā)泡劑 )等。 水膏比是影響石膏孔結(jié)構(gòu)和強度的重要因素，水膏比過小，拌合物流動性過低，影響施工。單位用水量過大，不僅會使?jié){體嚴重泌水、分層、流漿，也會造成強度的大幅度下降。摻加緩凝劑使得脫硫石膏的凝結(jié)時問延長。掌握了各種因素對新拌漿體性能的影響規(guī)律，施工中就可以根據(jù)具體條件和要求，對脫硫石膏的工作性能進行控制，保證現(xiàn)澆脫硫石膏均勻、密實，制備出高質(zhì)量的墻體。脫硫建筑石膏相對與其他工業(yè)廢渣來說有較好的價格優(yōu)勢，開發(fā)脫硫建筑石膏有著顯著的 社會效益和經(jīng)濟效益。同樣也可以解決石膏板接縫處、鋼或混凝土梁柱、砌塊間的砂漿等部位預留等問題，實現(xiàn)節(jié)能建筑與墻體材料的產(chǎn)業(yè)化融合。脫硫建筑石膏用于現(xiàn)澆工藝，對促進石膏工業(yè)的技術(shù)進步起到重要的推動作用， 也可減少脫硫建筑石膏的環(huán)境污染以實現(xiàn)固體廢物資源化。 2 試驗原材料，設(shè)備，測定方法和方案 原材料 原材料主要有脫硫建筑石膏、減水劑、緩凝劑、飲用水。 (2)緩凝劑 由于 β 型半水石膏凝結(jié)硬化較快，在加水攪拌后的幾分鐘內(nèi)便會快速凝結(jié)，失去流動性。那么，添加緩凝劑無疑是調(diào)節(jié)石膏水化進程最有效的方法。聚羧酸高效減水劑分子結(jié)構(gòu)特點為主鏈上帶有多個活性集團，側(cè)鏈鏈長且數(shù)量多，疏水基的鏈較短，數(shù)量少。這種減 水劑為市售商品。 試驗設(shè)備與方法 試驗設(shè)備 表 試驗用設(shè)備一覽表 儀器設(shè)備 備注 凝結(jié)時間測定儀 應(yīng)符合 JC/T 727 的要求，見圖 抗折抗壓壓試驗機 YAW300C 型，見圖 試模 尺寸為 40mm*40mm*160mm 水泥凈漿攪拌機 見圖 攪拌碗 見圖 截圓錐模 見圖 直尺，鋼尺，刮刀，抹刀 — 稠度儀 見圖 圖 凝結(jié)時間 測定儀 圖 抗壓抗折試驗機 圖 水泥凈漿攪拌機 圖 攪拌碗 圖 截圓錐模 圖 稠度儀 新拌石膏漿體流動性的測定 固定水膏比，加入一定量的水后，放入外加劑，使外加劑預先溶于水中，然后把稱取的石膏倒入攪拌碗中，把稠度儀擦干凈，水平放置于光滑的玻璃板上，將攪拌好的漿體倒入試模中，并將玻璃板上下震動 5 次，以排除氣泡。如圖 ，圖 所示。方法是首先把水倒入攪拌碗中，外加劑采用先摻法，即先將外加劑融入水中，然后加入脫硫石膏，攪拌后得到均勻的漿體并倒入試模中，然后將玻璃底板抬高約 l0mm，上下震動 5 次。將裝滿料漿的試模連同玻璃底板放在儀器的鋼針下，使針尖與料漿的表面相接觸，且離開試模邊緣大約l0mm。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)歷的時間，即試樣的初凝時間。如圖 所示 圖 凝結(jié)時間的測定 強度的測定 強度測定按照 GB977620xx《建筑石膏》標準進行測定。 3d 強度采用自然養(yǎng)護，試件達到終凝后拆模。計算三個試件抗折強度平均值，精確至 。如果有一個值與平均值之差大于平均值的 15%，應(yīng)將此值舍去，以其余二個值計算平均值 。 對做完抗折試驗的 6 半截試塊進行抗壓試驗，最后的強度值取其 6 個值的平均值。如果 測得的六個值與它們平均值的差不大于 10％，則用該平均值作為抗壓強度；如果有某個值與平均值之差大于 10％，應(yīng)將此值舍去，以其余的值計算平均值；如果有二個以上的值與平均值之差大于 10％，應(yīng)重做試驗。 圖 抗壓實驗 圖 抗折實驗 23 試驗方案流程圖及方法 材料準備 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 體流動性 凝結(jié)時間 強度 流動度經(jīng)時損失 小結(jié) 各種外加劑不同摻量對煙氣脫硫石膏工作性能試驗分析 減水劑對流動經(jīng)時損失的影響 緩凝劑對初凝終凝時間的影響 減水劑，緩凝劑對強度的影響 作用機理分析 小結(jié) 試驗分析 總結(jié) 3 外加劑對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，無疑外加劑的添加是改善其性能最有效的途徑。