化學(xué)外加劑及無機(jī)耐水材料對脫硫石膏的改性研究.pdf

1、石膏制品的開發(fā)與使用，廣泛的利用了化工企業(yè)或火力發(fā)電廠的工業(yè)廢棄物——石膏，既節(jié)約了天然資源、減少了工業(yè)副產(chǎn)石膏的二次污染，又有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究開發(fā)防水性能高的石膏制品，無論是從資源開發(fā)、節(jié)能環(huán)保、固體廢棄物的綜合利用等方面，還是從發(fā)展新型建材等方面，都具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
　　雖然石膏制品具有質(zhì)量輕，“會呼吸的墻”等優(yōu)異性能，但其自身也存在著很多缺點(diǎn)，如強(qiáng)度低，防水、防潮性能差，因而極大地阻礙了它的發(fā)展和使

2、用。為此，本文從淮南火力發(fā)電廠固體廢棄物——脫硫石膏出發(fā)，分析了其礦物組成及結(jié)構(gòu)；優(yōu)選了合適的建筑石膏緩凝劑，并分析了其緩凝機(jī)理；通過一系列的實(shí)驗(yàn)，配制出符合要求的有機(jī)硅防水劑，并對其防水機(jī)理進(jìn)行了分析；最后，通過有機(jī)硅防水劑與無機(jī)耐水材料復(fù)合使用，進(jìn)一步改善砌塊的防水性能。通過以上工作，為研發(fā)出強(qiáng)度高，軟化系數(shù)高，防水性能好的石膏砌塊提供思路。
　　首先，通過熱重分析研究了脫硫石膏的礦物組成及結(jié)構(gòu)，并通過X熒光光譜分析研究了其化

3、學(xué)組成及含量，研究結(jié)果表明：β-半水石膏含量在71.4％以上，相關(guān)使用標(biāo)準(zhǔn)。其次，分析了麥蛋白水解液石膏緩凝劑、檸檬酸、六偏磷酸鈉等幾種不同的建筑石膏用緩凝劑對脫硫石膏的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度損失等的影響，同時(shí)也對不同 pH值條件下的緩凝作用的凝結(jié)硬化的特征、強(qiáng)度損失的原因等進(jìn)行了分析，并針對麥蛋白水解液這種新型石膏緩凝劑，進(jìn)行了緩凝機(jī)理的分析。結(jié)果表明：麥蛋白水解液石膏緩凝劑的緩凝效果更好，且對二水石膏晶體形貌影響也相對較小，這是對石膏的強(qiáng)度

4、損失影響低的根本原因。再次，為改善石膏制品的防水性能，本次研究中合成了兩種建筑石膏用有機(jī)硅防水劑：一是以氨基官能團(tuán)硅烷為偶聯(lián)劑，添加乳化劑等，制備出性能優(yōu)良的新型建筑石膏用防水劑，改善傳統(tǒng)的甲基硅醇鹽類有機(jī)硅防水劑防水效果不理想，在石膏制品生產(chǎn)過程中易隨水分流失的缺點(diǎn)。研究結(jié)果表明：該新型建筑石膏用防水劑中有機(jī)硅單體分子之間在基材表面形成硅樹脂網(wǎng)絡(luò)，而以羥基羧酸鹽為乳化劑引入了RCOO—，并與Al3+、Ca2+形成配合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在基材

5、表面另形成一層膜，增強(qiáng)與基材表面的結(jié)合能力，進(jìn)一步提高了石膏的耐水能力；該新型建筑石膏用防水劑對石膏的強(qiáng)度不會產(chǎn)生明顯的不利影響，適用于石膏當(dāng)中；在石膏的軟化系數(shù)的改善方面，較常用的有機(jī)硅建筑防水劑（甲基硅醇鈉）有了明顯的提高，吸水率也有了明顯的降低。二是采用甲基丙烯酸甲酯等原料，以乙烯基三乙氧基硅烷為偶聯(lián)劑，加入甲基硅醇鹽，進(jìn)過充分乳化、聚合等工藝制備出的另一種新型建筑石膏用防水劑。該防水劑具有摻入量低、對石膏強(qiáng)度影響小，并顯著改善石