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提高脫硫石膏基膠凝材料耐水性研究 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-12-18 09:40:55 瀏覽次數: |
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?。ㄖ袊垠w技術網/劉莉)據國家統計,到2015年我國脫硫石膏年產量8000萬噸,用脫硫石膏、磷石膏生產粉刷石膏、粘結石膏等石膏制品可享受國家免稅政策和優惠策略。脫硫石膏是熱電廠濕法脫硫的副產物,在全國的產出分布比較均勻,特別是石膏產品大量消費地的東部發達地區脫硫石膏的產量也很大,而且脫硫石膏的品位又很高,一般都在90%以上,這樣就彌補了我國高品位的天然石膏儲量小、產量低、其產品遠離消費地的重大缺陷。但是脫硫石膏制品因其凝結時間短、耐水性差等原因嚴重制約了其在建筑領域的應用與發展。
近期河北科技大學穆琰通過對制藥廢渣青霉素菌絲體進行改性,開發出一種新型環保型建筑石膏緩凝劑。在此基礎上,采用化學激發法,成功研制出一種耐水性脫硫石膏基膠凝材料。
蛋白質及其水解產物可以有效延長建筑石膏制品的凝結時間,本研究利用制藥廢渣菌絲中含有大量菌體蛋白這一性質,成功制備出一種新型緩凝劑即PM型緩凝劑,并確定了最佳的實驗條件,即pH值為10、反應溫度為80℃、反應時間1h。通過對摻加PM、檸檬酸以及多聚磷酸鈉后,脫硫建筑石膏水化過程微觀結構的觀察發現,雖然常用建筑石膏緩凝劑檸檬酸、多聚磷酸鈉均具有較好的緩凝效果,但對石膏制品強度負面影響較大,而PM緩凝劑影響相對較小。并得出了PM緩凝劑緩凝機理:PM緩凝劑中的肽鍵、氨基及羥基等官能團溶于水后形成膠體,與Ca2+離子結合后吸附在石膏水化粒子表面,抑制了晶粒的溶解。
研究了生石灰、硅鋁酸鹽A、硫酸鈉、硅酸鈉、明礬、碳酸鈉、氫氧化鈉以及礦渣摻量對脫硫建筑石膏基膠凝材料的的影響,通過正交試驗確定了耐水性脫硫石膏基膠凝材料的最優配比:脫硫建筑石膏70%、礦渣30%、適量PM緩凝劑,復合激發劑外摻使用,摻量為1.5%,其中氫氧化鈉0.3%、氧化鈣0.6%、硅鋁酸鹽A0.6%。并確定了最佳的養護制度,即濕熱養護24h,溫度60℃。通過對脫硫石膏基膠凝材料水化前后掃描電鏡圖像以及XRD結果進行分析,發現在膠凝材料水化過程中,在復合激發劑的作用下產生了溶解度低的鈣礬石、水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠,從而提高了膠凝材料的耐水性。
本研究制備出的新型緩凝劑(PM型)不僅很好的解決了脫硫石膏凝結時間短、耐水性差兩個問題,而且由此確定的耐水性脫硫石膏基膠凝材料的最優配比還為改善石膏產品的操作性提供了一種可行途徑。
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