高掺量低碱度钢渣-脱硫石膏胶凝材料的制备

以钢渣和脱硫石膏工业废渣为主要原料,掺加适量的激发剂,制备出脱硫石膏基低碱度钢渣胶凝材料,并探讨了其制品应用形式。试验结果表明,钢渣∶脱硫石膏（质量比）=1∶1时,胶凝材料的凝结时间为初凝6 min、终凝9 min,2 h抗折强度2.21 MPa、抗压强度5.06 MPa,1 d抗折强度2.03 MPa、抗压强度4.7 MPa,而7 d抗折强度和抗压强度分别达到3.59 MPa和12.55 MPa。     

添加硫酸铝钾煅烧对脱硫石膏制备建筑石膏性能的影响

为了解决脱硫石膏利用率较低的问题,同时提高其高附加值,选用硫酸铝钾（KAS,质量分数分别为0、0.3%、0.6%、1.0%）与脱硫石膏混合,经常压煅烧制备建筑石膏,重点研究煅烧温度及KAS掺量对建筑石膏性能及形貌的影响。结果表明：适当的煅烧温度可改善建筑石膏的性能,但煅烧温度过高时,会使建筑石膏表面裂纹增多,性能下降;添加适量的KAS,不仅可以提高建筑石膏的结晶度,而且能促进水化后新相二水石膏（DH）沿b轴方向生长,延缓沿c轴方向生长,降低DH晶体的长径比,使石膏硬化体逐渐密实化,强度显著增加。脱硫石膏中添加0.3%的KAS,经170℃煅烧2 h,制备的建筑石膏性能最佳,初凝时间和终凝时间分别为11.5 min和14 min,2 h抗折强度和抗压强度分别为3.40 MPa和9.23 MPa,绝干抗折强度和抗压强度分别为6.70 MPa和21.82 MPa,满足GB/T 9776—2022《建筑石膏》3.0等级要求。相比空白组,2 h抗折强度提升了26%,2h抗压强度提高了40%。     

粉煤灰对脱硫石膏基砂浆物理力学性能的影响

研究了粉煤灰掺量变化对脱硫石膏基砂浆的稠度、体积密度、抗压强度、抗折强度、粘结拉伸强度、干燥收缩性能等物理力学性能的影响规律。结果表明,粉煤灰对脱硫石膏基砂浆物理力学性能具有显著影响,能使得脱硫石膏基砂浆稠度明显增大,新拌砂浆体积密度和硬化砂浆体积密度略微增大,抗压强度、抗折强度和粘结拉伸强度均显著提高;粉煤灰也能显著改善脱硫石膏基砂浆的干燥收缩性,降低干燥收缩率;且当粉煤灰掺量为20%~30%时,其对脱硫石膏基砂浆的上述物理力学性能改善效果最佳。     

丁二酸对水热合成α-半水脱硫石膏微晶形貌及力学强度的影响

为提高脱硫石膏利用率和附加值,采用水热合成法在温度为95 ℃的15%（质量分数）氯化钠溶液中制备高强α-半水脱硫石膏材料,研究了丁二酸掺量对α-半水脱硫石膏转晶行为、物相组成、微晶形貌及力学强度的影响。结果表明,随着丁二酸掺量的增加,α-半水脱硫石膏的诱导成核与晶体生长时间均逐渐增大,转晶时间延长。同时,α-半水脱硫石膏的长径比随着丁二酸掺量的增加而降低,这有利于促进α-半水脱硫石膏水化,提高结构密实性,改善材料的力学性能。其中,掺入0.20%（质量分数）丁二酸时α-半水脱硫石膏的长径比降至1∶1左右,其2 h抗折强度和烘干抗压强度分别提高至5.54 MPa、38.47 MPa。     

粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的物理力学性能研究

系统研究了粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的稠度、体积密度、抗折强度、抗压强度、软化系数和粘结拉伸强度等物理力学性能的变化规律。结果表明,相比于纯脱硫石膏,粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系稠度明显增大,具有更好的流动性,略高的新拌体积密度和硬化体积密度,更高的抗折强度、抗压强度和粘结拉伸强度,尤其是后期抗折强度和抗压强度,软化系数也明显增大,耐水性明显提高;且随着粉煤灰和矿渣微粉含量增大,粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的上述物理力学性能明显提高。     

高强度脱硫石膏复合材料制备与力学性能

研究了材料参数和工艺参数对β型半水脱硫石膏-水泥复合材料力学性能及结构特征的影响。结果表明,β型半水脱硫石膏-水泥复合材料的28d抗折、抗压强度分别是9.38MPa和48.84MPa;掺磨细矿物β型半水脱硫石膏-水泥复合材料的28d抗折、抗压强度分别为10.88MPa和67.67MPa;其软化系数分别为0.93和0.81。结构分析表明,掺磨细矿物β型半水脱硫石膏-水泥复合材料水化产物中,除二水硫酸钙外,还出现C-S-H凝胶和AFt晶体,这些胶体与晶体互相交织,降低孔隙率,提高了密实性和强度。     

硅酸盐水泥对脱硫石膏基砂浆物理力学性能的影响

研究了硅酸盐水泥掺量变化对脱硫石膏基砂浆的稠度、体积密度、抗压强度、抗折强度、软化系数、黏结拉伸强度、干燥收缩性能等物理力学性能的影响规律.结果表明,硅酸盐水泥能显著提高脱硫石膏基砂浆稠度,增大流动性,使得新拌砂浆体积密度和硬化砂浆体积密度略微增大;显著提高脱硫石膏基砂浆的抗压强度、抗折强度和软化系数,尤其是后期强度;能明显提高黏结拉伸强度,显著降低干燥收缩率,改善干燥收缩性能,甚至使得砂浆早期具有微膨胀特点;硅酸盐水泥在脱硫石膏基中的掺量宜控制在20％以内.     

钢渣水泥抹面砂浆性能研究

本文研究了钢渣、矿渣、石膏和粉煤灰对钢渣水泥抹面砂浆性能的影响。结果表明:钢渣水泥复合材料抗压强度和抗折强度随着钢渣掺量的增加而呈减小的趋势;矿渣(20%)复配改性钢渣水泥复合材料,28d最佳抗压强度和抗折强度(49.2MPa和6.8MPa)分别较未掺矿渣的提高了3.3%和16.2%;当脱硫石膏掺量在3%时,可提高钢渣-水泥-矿渣力学性能;当增塑剂掺量控制在0.4%,水泥抹灰砂浆施工性能较好,砂率在1:4时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到13.5MPa(满足M10等级要求),当砂率为1:5时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到7.5MPa(满足M5等级要求)。     

矿渣微粉对脱硫石膏基砂浆物理力学性能的影响

研究了矿渣微粉掺量变化对脱硫石膏基砂浆的稠度、体积密度、抗压强度、抗折强度、软化系数、粘结拉伸强度、干燥收缩性能等物理力学性能的影响规律。结果表明,矿渣微粉对脱硫石膏基砂浆物理力学性能具有显著影响,能显著提高脱硫石膏基砂浆稠度、新拌砂浆体积密度和硬化砂浆体积密度,降低脱硫石膏基砂浆的抗压强度、抗折强度和软化系数,尤其是早期强度;但能明显提高粘结拉伸强度,显著降低干燥收缩率,改善干燥收缩性能;矿渣微粉掺量不超过20%时,其对脱硫石膏基砂浆上述物理力学性能的改善效果较佳。     

脱硫建筑石膏耐水性能研究

以脱硫建筑石膏为主要胶凝材料,研究无机改性剂粉煤灰和水泥、复合激发剂、有机硅防水剂对脱硫建筑石膏耐水性的影响。实验结果表明,单掺粉煤灰和水泥对脱硫建筑石膏体系的耐水性提高幅度不大。复掺粉煤灰、水泥和复合激发剂后,可以获得6 MPa以上的抗折强度,22 MPa以上的抗压强度,0．6以上的抗折软化系数,但抗压软化系数和吸水率与单掺体系相比差别不大。在复掺最优配方的基础上添加有机硅防水剂,在防水剂掺量为0．8％时,其复合脱硫石膏试块的抗折软化系数0．756,抗压软化系数0．791,分别提高了64．3％和108．1％,吸水率仅为3．7％,显著地提高了脱硫石膏的防水性能。     

脱硫粉刷石膏复合缓凝剂的研究

分析了多种缓凝剂对脱硫粉刷石膏性能和微结构的影响。结果表明,不同的缓凝剂对脱硫粉刷石膏的抗压强度、抗折强度和剪切粘结强度,尤其是凝结时间影响不同;单一的缓凝剂虽然能够有效延长脱硫粉刷石膏的凝结时间,剪切粘结强度有一定的提高,但是强度降低程度大,只有复合缓凝剂对脱硫粉刷石膏的综合效果最好。     

聚羧酸减水剂及聚丙烯纤维对陶瓷模具石膏性能的影响

陶瓷模具石膏是一种既需要有相当强度,又需要有较大吸水率的石膏基材料.掺入聚羧酸减水剂,对模具石膏进行改性,增大了模具石膏的强度;同时掺入聚丙烯纤维提高模具石膏吸水率;通过SEM观察到减水剂的掺入,使石膏晶体发育完整,搭接紧密.所制得的模具石膏2h湿抗折强度为3.6 MPa,绝干抗折强度为6.5 MPa,吸水率为33.0％,满足陶瓷模具石膏一级品的要求.     

脱硫建筑石膏墙体灌浆料的研制

利用脱硫建筑石膏为主要原料,通过掺加粉煤灰、激发剂、减水剂、缓凝剂等掺合料进行改性处理,研制了一种墙体灌浆料。试验表明,脱硫建筑石膏墙体灌浆料流动度达到80mm以上,抗压、抗折强度分别达到8．39MPa和3．70MPa,软化系数0．75,初凝和终凝时间分别为50min和57min,是一种理想的石膏墙体灌浆料。     

不同激发剂对钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学性能影响的研究

通过往钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料中掺加不同掺量的减水剂、硫酸钠和水泥,研究不同激发剂不同掺量对其力学性能的影响及影响机理,并确定各激发剂的不同掺量,以达到提高力学性能的目的。分析研究表明,当减水剂掺量为0.8%时钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学强度最大,其28d抗折、抗压强度分别为1.48MPa和5.75MPa;当硫酸钠掺量为0.8%时钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学强度最大,其28d抗折、抗压强度分别为2.54MPa和9.61MPa;当水泥掺量为10%时力学性能较好,其28d抗折、抗压强度分别为,6.31MPa和18.75MPa。     

硅酸盐水泥-粉煤灰-脱硫石膏复合材料的性能研究

在脱硫石膏中掺入不同质量分数的硅酸盐水泥和粉煤灰,组成硅酸盐水泥-粉煤灰-脱硫石膏复合材料,研究了其力学性能和耐水性能.结果表明:当硅酸盐水泥和粉煤灰的掺量分别为16％和8％的时,其7d的抗折强度达5.85 MPa、抗压强度达21.33 MPa,吸水率下降18.19％.在硅酸盐水泥、粉煤灰和脱硫石膏的共同作用下,硅酸盐水泥和粉煤灰水化生成的主要产物水化硅酸钙、钙矾石填充于脱硫石膏晶体之间和硬化体的空隙当中,有效增强了脱硫石膏的强度,降低了吸水率.     

脱硫石膏用于自流平地坪的应用研究

以脱硫石膏煅烧而成的α型半水石膏为基料,掺加石英砂以及减水剂、缓凝剂、消泡剂等外加剂,成功研制了一种石膏基自流平砂浆;30 min流动度损失＜3mm,抗折、抗压强度达到10.4 MPa和32.3 MPa,拉伸粘结强度达到1.50 MPa,主要技术性能指标均达到JC/T 1023-2007《石膏基自流平砂浆》标准要求,可...     

苹果酸作为脱硫建筑石膏缓凝剂的研究

研究了苹果酸作为脱硫石膏缓凝剂对石膏的凝结时间、绝干强度、水化热、24h软化系数及水化率的影响。结果表明：苹果酸对脱硫建筑石膏具有显著的缓凝效果,是其高效的缓凝剂;苹果酸在延长石膏凝结时间的同时,也会造成其硬化体的强度出现不同程度的损失,但是并没有从本质上改变石膏的水化过程;掺加苹果酸后,石膏的软化系数会随着苹果酸的掺入而有所降低,其中石膏硬化体抗折软化系数受到的影响要大于抗压软化系数;使用苹果酸作为缓凝剂,在一定掺量下会增大石膏的吸水率,超过一定掺量后,吸水率会逐渐降低,最终趋于稳定。     

缓凝剂对脱硫建筑石膏性能的影响

本文分别研究了酒石酸、柠檬酸和石膏缓凝剂(SG-10)三种缓凝剂对脱硫建筑石膏初凝时间、终凝时间、抗压强度、抗折强度、水化率以及微观形貌等性能的影响,结果表明,柠檬酸的缓凝效果相对较好,但其对脱硫建筑石膏的强度影响最大;脱硫建筑石膏中掺加缓凝剂,在一定程度上,延缓了脱硫建筑石膏的水化时间,但并没有降低最终的水化率;缓凝剂的种类和掺加量对脱硫建筑石膏硬化浆体形貌影响显著.     

磷石膏制备建筑石膏的实验研究

研究了磷石膏制备建筑石膏粉的工艺条件,通过添加减水剂改善磷建筑石膏粉的力学性能。采用常规分析方法、XRD和扫描电镜等方法对磷石膏原料,磷建筑石膏粉进行分析和表征。结果表明:磷石膏为片状结晶体,含有少量石英颗粒;在温度180℃和焙烧时间2.0 h条件下,半水石膏含量达到76.6%;磷建筑石膏粉强度随着减水剂掺量的增加而升高,聚羧酸减水剂掺量0.7%时,抗折强度达到15.0 MPa,强度提高近64.84%;FDN减水剂掺量0.7%时,抗折强度达到14.8 MPa,强度提高近62.64%。     

不同纤维对石膏性能的影响研究

采用单掺和复掺法探究了不同无机纤维和有机纤维对石膏抗折强度和吸水性能的影响,利用SU8010扫描电镜对不同纤维作用机理进行分析。结果表明:3 wt%硅灰石纤维对石膏力学性能的影响优于3 wt%硅酸铝纤维,抗折强度达3.8 MPa;梳状结构的聚丙烯腈纤维最佳长度为6 mm,最佳掺杂量为0.2 wt%,其抗折强度达3.9MPa、吸水率为43.6%;复掺无机纤维和有机纤维的作用效果要优于单掺,经对比,最佳配方为膏水比1.25∶1时,6 mm聚丙烯腈纤维掺杂量0.1 wt%,硅灰石纤维掺杂量2 wt%,其抗折强度和吸水率分别为4.2 MPa和44.4%,分别较未掺杂提高40%和6.7%。