基于協同優(yōu)化的石膏基膠凝材料改性研究.pdf

1、石膏及其制品具有優(yōu)良的隔音、隔熱、可呼吸和防火性能，被公認為綠色建筑材料。但是，建筑石膏凝結時間短、耐水性差和抗裂性能不足，限制了其應用及推廣。本文以電廠脫硫建筑石膏為原料，基于協同優(yōu)化作用，利用不同固體廢棄物對其進行化學改性，解決建筑石膏上述缺陷，進而研制出一種高強、耐水、抗開裂型脫硫石膏砌塊，改善了產品性能，實現多種廢棄物的協同利用。
　　首先，采用微波與堿協同的方法對青霉素廢菌絲體改性，提取蛋白類物質作為脫硫石膏緩凝劑(WP

2、M緩凝劑)。并通過單因素實驗，漸次優(yōu)化確定了最佳工藝條件，即:微波反應時間10min、溫度80℃、pH值11;并與常用石膏緩凝劑（檸檬酸、檸檬酸鈉、多聚磷酸鈉）對比，結果表明，WPM緩凝劑不僅對脫硫石膏具有良好的緩凝效果，同時與其良好的協同效應，水化硬化體強度損失較小。
　　其次，以脫硫建筑石膏為原材料，工業(yè)固體廢棄物（鋼渣、礦渣）作為礦物摻和料，在電石渣堿性激發(fā)及高溫快速養(yǎng)護的協同作用下發(fā)生水化反應，加之材料之間及水化過程的協同

3、作用，降低脫硫石膏的孔隙率，提高了其密實程度，脫硫建筑石膏的耐水性及力學強度均得到提高。當鋼渣、礦渣(1∶1)復合微粉摻量為25％，電石渣摻量為8％時，抗折強度由原來（未摻加改性材料試樣）的4.6 MPa增大到7.4 MPa，抗壓強度由18.4 MPa增加到26.6 MPa，抗壓軟化系數也由0.44增加到0.87。
　　為改善石膏制品的抗裂性能，將廢棄的玻璃鋼經機械破碎后制成的廢玻璃鋼纖維(WGFP纖維)摻加到脫硫石膏基復合膠凝材

4、料體系中，研究了不同長度及不同摻量WGFP纖維對基體力學強度及耐水性的影響。結果表明:當WGFP纖維長度為10～15mm，摻量為1.0％時，WGFP纖維在基體中分散效果較好，抗折強度增加17.3％，抗壓強度下降0.83％左右，抗開裂性能增強;同時，抗折軟化系數達到0.83，耐水性也有所提高。表明，廢玻璃鋼纖維和膠凝材料之間存在明顯的協同組合效應。
　　WGFP纖維表面經過熱處理、氫氧化鈉溶液及EDTA溶液處理后，纖維表面粗糙度提高