用化學石膏配制石膏基自流平材料的研究.pdf

1、隨著我國石膏工業(yè)的迅速發(fā)展，石膏開采量逐年的增加。目前石膏開采量高達3000萬t左右。并且將隨著我國建筑節(jié)能和墻體改革的不斷推進與深化，石膏的用量在不久的將來會有更大的飛躍。然而天然石膏隨著開采量的增加而逐漸減少，最終枯竭。
　　 我國是一個磷肥生產(chǎn)和使用大國，每生產(chǎn)1t磷肥，平均約產(chǎn)生3.75t固體廢棄物磷石膏，2007年磷肥工業(yè)將產(chǎn)生4725萬t磷石膏。磷石膏不僅污染地上環(huán)境，如果遇到雨水還會直接污染地下水資源。隨著龐大的煙

2、氣脫硫市場的啟動，脫硫石膏的處理和綜合利用問題日益緊迫。目前，全國在建的脫硫石膏工程億千瓦，竣工后運行，每年脫除二氧化硫約2000萬t，年產(chǎn)生脫硫石膏近5360萬t。目前我國脫硫石膏的利用率很低，大部分以堆儲為主，隨著我國火電廠脫硫項目的大量興建，脫硫石膏排放量劇增，若采用拋棄堆存，不僅占用大量寶貴的土地資源，而且對周圍的生存環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。如果能夠?qū)⒒瘜W石膏充分利用生產(chǎn)石膏粉，并且使用制備的石膏粉配制石膏基自流平材料，不僅能節(jié)約自

3、然資源，使化學石膏固體廢棄物資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟理念，而且可以解決我國石膏粉生產(chǎn)能力不足的問題。
　　 自流平材料是在不平的基底上使用，提供一個合適的平整、光滑的和堅固的鋪墊基底，以架設各種地板材料。我國20世紀80年代才開始研究石膏基自流平材料，并且到目前為止，國內(nèi)還沒有關于石膏基自流平材料的標準。我國是石膏大國，但我國的石膏工業(yè)起步晚、基礎差是一個不爭的事實。對石膏的研究較少，石膏的質(zhì)量極不穩(wěn)定，性能指標偏差很大，強度低、凝

4、結(jié)時間忽長忽短。對石膏基自流平材料的研究更是極少。
　　 通過XRD分析和化學分析來測試脫硫石膏與磷石膏中的主要成分，研究脫硫石膏和磷石膏中二水石膏有效含量。綜合利用激光粒度分析儀、XRD、能譜分析、SEM、差熱分析和化學分析等分析方法對脫硫石膏與磷石膏的顆粒尺寸和顆粒分布、物相、微觀結(jié)構(gòu)和熱力性能等方面進行研究。不同地區(qū)，不同種類的化學石膏在礦物組成上具有一定的相似性，主要礦物均為二水硫酸鈣并且含有少量的二氧化硅。不同的化學石

5、膏之間，微觀結(jié)構(gòu)和顆粒分布等方面有較大的區(qū)別。
　　 通過研究不同煅燒溫度對處理后脫硫石膏的性能影響，確定脫硫石膏具有最好膠凝性的處理工藝；并且采用激發(fā)劑對煅燒處理后的脫硫石膏進行活性激發(fā)，來提高其膠凝性。采用XRD來分析不同煅燒溫度處理后脫硫石膏的物相變化。當煅燒溫度為150-300℃，煅燒時間為2h時，脫硫石膏具有最好的膠凝性能。在經(jīng)過較高溫度煅燒的脫硫石膏中摻入水泥熟料與CaO可以大大的提高脫硫石膏的膠凝性能。
　　

6、 利用化學石膏通過蒸壓法來制備高強石膏粉。分別對蒸壓溫度、蒸壓時間、干燥溫度、轉(zhuǎn)晶劑等參數(shù)進行優(yōu)化，以希望用化學石膏制備性能優(yōu)異的高強石膏粉。通過使用XRD、激光粒度分析與掃描電鏡對通過蒸壓法用脫硫石膏制備石膏粉的組成成分、顆粒分布與形貌結(jié)構(gòu)進行研究。
　　 由于化學石膏在生成過程中往往夾帶少量主產(chǎn)品及主產(chǎn)品生產(chǎn)原料含有的雜質(zhì)，而雜質(zhì)的影響使化學石膏的利用，甚至排放存在不少問題。探明雜質(zhì)的影響規(guī)律是化學石膏資源化的基礎與關鍵。

7、采用傅立葉紅外光譜(IR)、X射線衍射光譜(XRD)、掃描電鏡/能譜(SEM/EDX)分析和顯微分析等微觀測試分析，結(jié)合常規(guī)化學分析、正交實驗與物理力學性能試驗，系統(tǒng)研究了脫硫石膏和磷石膏中雜質(zhì)組成、形態(tài)、分布以及雜質(zhì)對脫硫石膏和磷石膏制備高強石膏的影響。實驗結(jié)果表明：亞硫酸鈣和碳酸鈣是脫硫石膏中的主要雜質(zhì)，其中碳酸鈣對脫硫石膏制備高強石膏有顯著影響，當在不摻亞硫酸鈣的情況下，隨著其含量的增加，石膏粉的強度下降；亞硫酸鈣的影響較小，但隨

8、著其含量增大到一定范圍，石膏粉強度上升。磷石膏中的主要有害雜質(zhì)是磷酸鹽、氟化物和有機物?？扇芰?、氟與有機物分布于二水石膏晶體表面。這些雜質(zhì)對磷石膏制備高強石膏的影響順序如下：磷酸鹽>氟化物>有機物。
　　 采用煅燒法和蒸壓法對化學石膏進行處理。研究處理溫度和外加劑對石膏性能的影響；通過2**6析因?qū)嶒灧椒▽κ?、水泥、木質(zhì)素纖維、消泡劑和可再分散膠粉對石膏基自流平材料的性能影響進行研究；不同轉(zhuǎn)晶劑處理過的化學石膏配制自流平材料對

9、其性能影響的研究。研究用化學石膏制備的石膏粉、水泥、可再分散膠粉、緩凝劑和減水劑等組成材料的種類與摻量對石膏基自流平材料的流動性、力學性能與收縮性能的影響。通過采用能譜分析與掃描電鏡分析自流平材料組成摻量變化對其微觀結(jié)構(gòu)的影響。利用化學石膏研制開發(fā)石膏基自流平材料，使這種材料的性能能夠滿足國內(nèi)石膏基自流平材料的標準要求；對石膏基找平材料進行配合比設計，使設計的石膏基自流平材料能夠適合國內(nèi)石膏基自流平材料的工業(yè)化生產(chǎn)、滿足國內(nèi)的施工需要。