脱硫粉刷石膏的制备及性能研究

论文摘要

脱硫建筑石膏凝结硬化很快,凝结时间只有5～20分钟,可操作时间很短,往往不能满足石膏基材料的成型与施工的需要。针对脱硫建筑石膏本身的性能和水化硬化性能进行了一定的研究,为了提高脱硫粉刷石膏的施工性、保水性、粘结性、耐候性,促进高性能脱硫粉刷石膏发展为目标,系统研究了脱硫粉刷石膏的配制原理和方法、粉刷石膏外加剂作用原理,底层石膏和面层石膏的配方与性能。将多种缓凝剂、纤维素醚、憎水剂、粘结剂分别加入脱硫建筑石膏中进行相关性能的测试;如对掺加缓凝剂后的脱硫石膏的凝结时间、压折强度、液相过饱和度、水化率、水化温度、晶体微观形貌的测试;通过对不同缓凝剂掺入脱硫建筑石膏的扫描电镜照片进行观测,获得缓凝剂对石膏硬化体晶体形貌的影响,分析缓凝剂带来石膏的微结构的变化,以及掺加缓凝剂带来石膏强度下降的原因;对掺加纤维素醚的脱硫石膏的凝结时间、压折强度、保水性能、剪切粘结强度的测试;对掺加憎水剂的脱硫石膏的凝结时间、压折强度、吸水率、软化系数的测试;对掺加粘结剂的脱硫石膏的凝结时间、压折强度、保水性能、剪切粘结强度的测试。通过对以上外加剂分别掺入脱硫建筑石膏后产生的相关现象和性能进行分析,笔者初步确定了配制粉刷石膏需要添加的外加剂的品种和掺量。柠檬酸是脱硫石膏的高效缓凝剂,参照粉刷石膏标准,它使石膏凝结时间延长,压折强度降低相对较慢,体积收缩率最小。柠檬酸在脱硫石膏中的适宜掺量选择为0.3～0.5%。MK(200000)是脱硫石膏的高效保水剂,它提高了脱硫石膏的保水性、和易性、稠度。MK(200000)在脱硫石膏中的适宜掺量为0.1%左右。掺加胶粉是提高脱硫石膏粘结强度的有效途径,聚合物粘结剂中,5044的综合改性效果最好。5044提高了脱硫石膏的施工性、粘结性,使脱硫石膏的粘结强度显著提高。脱硫石膏中胶粉5044适宜掺量为0.1%～0.25%。采用缓凝剂、纤维素醚、粘结剂改性,可以配制施工性、粘结性、耐候性良好的脱硫粉刷石膏。掺和料的加入可以调整脱硫建筑石膏的性能:通过加砂和粉煤灰来调整底层石膏的性能以及达到降低成本的目的;面层石膏掺加滑石粉和(或)灰钙粉来改善其性能,如施工性、光洁性、摩擦性等。通过对不同细度面层石膏的硬化体宏观性能的测试,总结出细度对面层石膏性能的影响规律。试验根据底层石膏、面层石膏的性能要求和施工特征不同,分别确定了性价比合理的底层石膏和面层石膏的配比,制备出脱硫石膏基的粉刷石膏。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 脱硫建筑石膏的性能与应用
• 1.1.1 脱硫石膏的产生
• 1.1.2 脱硫石膏的特征及危害
• 1.1.3 脱硫石膏的资源化
• 1.1.4 脱硫石膏的应用现状与前景
• 1.1.5 β-半水石膏与α-半水石膏的性能比较
• 1.2 粉刷石膏的原材料组成
• 1.2.1 缓凝剂对脱硫建筑石膏的影响
• 1.2.2 纤维素醚对脱硫建筑石膏的影响
• 1.2.3 粘结剂对脱硫建筑石膏的影响
• 1.2.4 憎水剂对脱硫建筑石膏的影响
• 1.2.5 掺和料
• 1.3 粉刷石膏的性能特点及发展概述
• 1.4 本课题的研究内容
• 1.5 课题的研究意义
• 2 试验原材料与试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 脱硫建筑石膏
• 2.1.2 缓凝剂
• 2.1.3 纤维素醚
• 2.1.4 粘结剂
• 2.1.5 渠河砂
• 2.1.6 粉煤灰
• 2.1.7 憎水剂
• 2.1.8 滑石粉
• 2.1.9 灰钙粉
• 2.2 试验仪器与试验方法
• 2.2.1 标准稠度用水量、凝结时间的测定
• 2.2.2 强度的测定
• 2.2.3 水化率的测定
• 2.2.4 水化温升的测定
• 2.2.5 pH 值调节与测定
• 2.2.6 液相离子浓度的测定
• 2.2.7 保水性能的测定
• 2.2.8 吸水率的测定
• 2.2.9 软化系数的测定
• 2.2.10 剪切粘结强度的测定
• 2.2.11 结晶水含量的测定
• 2.2.12 细度、堆积密度的测定
• 2.2.13 粒径分析和比表面积的测定
• 2.2.14 化学分析
• 2.2.15 涂刮性、光洁性及打磨性的测定
• 2.2.16 密度的测定
• 2.2.17 细度模数的测定
• 2.2.18 三相分析
• 2.2.19 石膏的粉磨试验
• 2.2.20 扫描电镜试验
• 3 脱硫建筑石膏基本性能及其掺加外加剂改性
• 3.1 脱硫建筑石膏基本性能测试
• 3.1.1 脱硫建筑石膏化学成分分析
• 3.1.2 粉料物理性能测定
• 3.1.3 脱硫建筑石膏的偏光照片和扫描电镜照片分析
• 3.1.4 脱硫建筑石膏的粒度分析
• 3.2 脱硫建筑石膏水化硬化特性
• 3.2.1 脱硫建筑石膏宏观性能测定
• 3.2.2 pH 值对脱硫建筑石膏性能的影响
• 3.3 缓凝剂对脱硫建筑石膏性能影响
• 3.3.1 缓凝剂的选择及作用
• 3.3.2 缓凝剂对脱硫建筑石膏宏观性能的影响
• 3.3.3 缓凝剂对脱硫建筑石膏液相过饱和度的影响
• 3.3.4 缓凝剂对脱硫建筑石膏水化率的影响
• 3.3.5 缓凝剂对脱硫建筑石膏水化温升的影响
• 3.3.6 不同pH 值下缓凝剂（P 粉）的掺加对缓凝效果的影响
• 3.3.7 缓凝剂对脱硫建筑石膏硬化体晶体形貌的影响
• 3.3.8 缓凝剂掺量对脱硫建筑石膏硬化体晶体形貌的影响
• 3.3.9 小结
• 3.4 纤维素醚对脱硫建筑石膏性能影响
• 3.4.1 纤维素醚的定义及作用
• 3.4.2 纤维素醚对脱硫建筑石膏宏观性能的影响
• 3.4.3 纤维素醚掺入脱硫建筑石膏中的保水性能测试
• 3.4.4 纤维素醚掺入脱硫建筑石膏中的剪切粘结强度测试
• 3.4.5 小结
• 3.5 有机硅憎水剂对脱硫建筑石膏性能影响
• 3.5.1 有机硅憎水剂的定义及作用
• 3.5.2 有机硅憎水剂对脱硫建筑石膏宏观性能的影响
• 3.5.3 有机硅憎水剂掺入脱硫建筑石膏中的吸水率
• 3.5.4 有机硅憎水剂掺入脱硫建筑石膏中的软化系数
• 3.5.5 小结
• 3.6 粘结剂对脱硫建筑石膏性能影响
• 3.6.1 粘结剂的定义及作用
• 3.6.2 粘结剂对脱硫建筑石膏宏观性能的影响
• 3.6.3 粘结剂掺入脱硫建筑石膏中的保水性能
• 3.6.4 粘结剂掺入脱硫建筑石膏中的剪切粘结强度
• 3.6.5 小结
• 4 脱硫石膏基粉刷石膏基本组分的配制
• 4.1 缓凝剂对粉刷石膏性能的影响
• 4.1.1 缓凝剂对性能的影响
• 4.1.2 测体积收缩量
• 4.1.3 小结
• 4.2 纤维素醚对粉刷石膏性能的影响
• 4.2.1 纤维素醚对粉刷石膏保水性能的影响
• 4.2.2 纤维素醚对其他相关性能的影响
• 4.2.3 小结
• 4.3 粘结剂对粉刷石膏性能的影响
• 4.3.1 粘结剂对剪切粘结强度的影响
• 4.3.2 粘结剂对保水率的影响
• 4.3.3 粘结剂对其他性能的影响
• 4.3.4 小结
• 5 底层石膏与面层石膏的配制
• 5.1 底层石膏的配制
• 5.1.1 建筑用砂
• 5.1.2 粉煤灰
• 5.1.3 底层石膏配方的确定
• 5.2 面层石膏的配制
• 5.2.1 滑石粉
• 5.2.2 有机硅憎水剂
• 5.2.3 灰钙粉
• 5.3 细度对面层石膏的影响
• 5.3.1 脱硫建筑石膏粉磨后的宏观性能
• 5.3.2 粒径分析
• 5.3.3 细度对面层粉刷石膏性能的影响
• 5.3.4 面层石膏配方的确定
• 6 机理分析
• 6.1 缓凝剂对脱硫建筑石膏的作用分析及对硬化体晶体形貌的影响
• 6.1.1 缓凝剂对脱硫建筑石膏的作用分析
• 6.1.2 缓凝剂对脱硫建筑石膏的缓凝机理研究
• 6.2 纤维素醚对粉刷石膏的影响分析
• 6.3 粘结剂对粉刷石膏的影响分析
• 6.4 砂对底层粉刷石膏的影响分析
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录