石膏复合胶凝材料的研究进展

以普通建筑石膏为胶凝材料制备的石膏制品强度较低,耐水性较差,致使其应用受到很大限制.本文从掺合料改性建筑石膏的角度出发,论述了不同石膏复合胶凝材料体系的配制机理及研究进展,并对目前石膏复合胶凝材料研究存在的问题及发展趋势进行探讨,对石膏复合胶凝材料的进一步研究及发展提供一定的参考.     

外加剂对磷石膏基复合胶凝材料性能的影响

研究了外加剂对磷石膏基复合胶凝材料性能的影响.通过单因素实验考察了外加剂CaCl2 (CC)、Na2SO4(NS)、NaF(NF)和水玻璃(NSO)的不同掺量对复合胶凝材料性能的影响,通过正交试验得到了外加剂复配的最佳方案,即有CC为0.6％,NS为0.2％,NSO为0.6％,NF为0.3％.正交优化组的3d和28 d的抗压强度为35.96MPa、42.88 MPa,其强度分别提高了19.27％和20.89％.采用XRD和SEM等方法分析了复合胶凝材料的水化产物组成和微观形貌.分析结果表明外加剂不仅能加快磷石膏基复合胶凝材料的水化反应进程,还可以生成更多更致密的水化产物,使其结构更加紧密,提高了复合胶凝材料的力学性能.     

利用原状磷石膏制备石膏基复合胶凝材料的力学性能

以未经处理的原状磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料,测试磷石膏基复合胶凝材料的力学性能,考察生石灰的掺量、水灰比以及成型压力对磷石膏基复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:当生石灰掺量为4%时,磷石膏-矿渣复合胶凝材料具有较好的力学性能,矿渣微粉对磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能有增强作用。对于磷石膏-矿渣-炉渣复合胶凝材料,当成型压力超过3 MPa时,制备的材料力学性能明显下降。同浇注成型试样相比较,在5 MPa成型压力下的压实成型试样,材料孔隙率提高,特别对于200 nm以上孔所占体积分数来说,其所占体积分数要远远高于浇注成型试样,导致了材料微观结构劣化,力学性能变差。     

脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料基胶砂试验研究

脱硫石膏和粉煤灰混合后,在水泥、石灰、复合激发剂的作用下,可制备成一种新型复合胶凝材料。通过试验,在对水泥、激发剂及其最佳掺量的优选的基础上确立复合胶凝材料基本比例关系。结果表明,脱硫石膏与粉煤灰的最佳配比为2：3;水泥掺量对复合胶凝材料基胶砂强度影响明显,强度随水泥用量增加而增大;适宜用量的激发剂有助于提升强度。     

磷石膏基复合胶凝材料早期强度和体积稳定性研究

针对磷石膏基复合胶凝材料(PGF)早期强度低、易膨胀开裂等缺点,通过加入适量活化剂(Y-l)来改善早期强度和体积稳定性,并且通过pH值、X射线衍射分析、微观形貌和孔隙率等测试方法分析PGF硬化体的水化产物和孔结构.结果表明:当Y-1掺量为3％(质量分数)时,可有效提高PGF硬化体早期抗压强度和抑制过度膨胀,其中3d和28 d湿抗压强度分别为7.5 MPa和37.9 MPa,线膨胀率较参比样(未掺Y-1)分别降低了69.6％和71.6％,总孔隙率降低了2.3％和18.0％,有效改善了PGF硬化体的力学性能和体积稳定性.     

矿渣-粉煤灰复合胶凝材料中石膏的优化

为研究石膏对不同胶凝材料体系的影响，采用强度和流动度试验对二水石膏和煅烧石膏及其掺量进行优化。结果表明，石膏对不同胶凝材料 增强作用不一样，对于矿渣－粉煤灰复合胶凝材料，因存在矿渣与粉煤灰的强度“复合效应”，煅烧石膏增强作用的优势不是很大，当矿渣与粉煤灰的比例为1／2时，煅烧石膏与二水石膏对抗折／抗压强度的影响非常接近。     

半水磷石膏参与固化原状磷石膏制备复合胶凝材料

利用半水磷石膏（HPG）协同灰钙粉和水泥固化原状磷石膏（RPG）制备磷石膏基复合胶凝材料（PBCM）。采用单因素实验探究了HPG掺量对PBCM浆体性能的影响,并通过正交实验进一步探究各掺合料对PBCM强度及耐水性的影响。结果表明：HPG可作为RPG的固化材料,既高效又环保,掺量在20%（质量分数,下同）以上的HPG可彻底解决PBCM浆体的泌水问题,显著缩短浆体凝结时间,掺量在40%以上的HPG可有效改善浆体流动性;HPG、灰钙粉和水泥可有效提高PBCM强度,其中水泥对耐水性影响显著。微观形貌分析显示,PBCM的主要水化物二水硫酸钙和钙矾石晶体交织生长于RPG晶体之间,从而实现了对RPG的有效固化。     

利用石膏复合胶凝材料制备石膏防潮砂浆

以氟石膏、脱硫石膏、矿渣粉为主要组分开发了一种石膏复合胶凝材料,具有水硬性胶凝材料的特性,28 d强度可达到35 MPa以上。该材料掺加细集料、促凝剂、纤维素醚配制的石膏防潮砂浆,上墙后无收缩裂缝;具有良好的耐水性,可直接用于潮湿环境下外墙内侧与内隔墙的找平。     

磷石膏基复合胶凝材料的制备

根据磷石膏中影响其制品性能的物质特性,采用复合激发剂来改性磷石膏,通过对原料不同方式的预处理,确定了磷石膏基复合胶凝材料生产的工艺路线。采用正交试验法,确定了原料的最佳配比。制品各项指标达到天然石膏性能要求。     

碳酸钙晶须对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响

在脱硫石膏基复合胶凝材料(DGCM)中加入不同掺量的碳酸钙晶须,探究了碳酸钙晶须对DGCM的力学性能、耐水性能及耐候性能的影响,并从微观角度揭示碳酸钙晶须的作用机理。结果表明,掺入碳酸钙晶须可以有效改善DGCM的力学性能,随着晶须掺量的增加,硬化体7 d与28 d的绝干抗压强度先缓慢上升后下降又逐渐上升,而绝干抗折强度呈现波动状态;掺入碳酸钙晶须对DGCM耐水性能的提升效果不明显,当掺量大于1%后,大多数试样的吸水率都较空白组有所上升,而软化系数有所下降;碳酸钙晶须有助于提升DGCM的耐干湿性能和耐冻融性能,当掺量为1%时,基体的干湿循环溶蚀率最小达到0.22%,冻融循环强度系数最大达到0.75,试件的耐候性能较好。     

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。     

石膏、硅灰对硅酸盐胶凝材料早期抗压强度的影响

为了研究石膏、硅灰对硅酸盐胶凝材料早期强度的影响,分别测试了石膏、硅灰不同掺量下的胶凝材料的4 h、1 d、28 d的抗压强度。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了水化产物的微观结构特征。研究表明,在一定的试验范围内,胶凝材料的抗压强度随石膏的增加而变大,掺量为0.75%时最佳,4 h和1 d的抗压强度分别达到5.8 MPa和63.4 MPa;硅灰掺量从0%增长到15%,胶凝材料的各龄期抗压强度均随掺量的增加而呈增长趋势;硬化浆体的微观结构特征表明,一定的试验范围内,石膏使体系中的AFt数量增加,硅灰使体系中的C-S-H凝胶增多,且硅灰未水化的细小颗粒体有效填充硬化浆体的孔隙。     

石膏基自流平地面材料的研究进展

自流平地面材料(Self-Leveling Materials of Floor,SLMF)是一种以无机胶凝材料或者有机材料为基材,与超塑化剂等外加剂及细砂等复合而成的建筑地面找平材料.SLMF具有良好的流动性及稳定性、施工简便速度快、劳动强度低、光洁平整、强度高、流平层厚度薄及良好的耐水耐酸性等优点,按主要基材不同可分为无机系和有机系2大类.无机系主要是指石膏基和水泥基SLMF,有机系主要指环氧类SLMF.论文介绍了石膏基SLMF的国内外研究现状、所用的添加剂及其作用机理,探讨了石膏基SLMF存在的问题,并据此对石膏基SLMF的研究进行了展望.     

石膏掺量对矿(钢)渣复合材料物理力学性能试验研究

通过用石膏替代部分水泥作为胶凝材料,研究了随石膏替代量的增加对以钢渣、矿渣作为粗、细骨料的复合材料强度的影响变化。试验结果表明:当石膏替代水泥总量的0~40%,水胶比为0.38时石膏最优替代水泥总量的20%,7d抗压强度最高为43.3MPa,折压比为0.15。当石膏掺量替代水泥总量的50%~80%,水胶比为0.43时石膏最优替代水泥总量为70%,其7d抗压强度为35MPa,折压比为0.3。     

氯化钡和聚乙烯醇复掺改性石膏正交试验研究

采用正交试验研究了氯化钡和聚乙烯醇(PVA)复掺改性石膏复合胶凝材料的力学性能、吸水率和耐水性,并分析了改性机理.研究发现,氯化钡掺量为15%,水胶比为0.53,PVA掺量为3%时,石膏基复合胶凝材料28 d抗折软化系数最高;水胶比为0.53,氯化钡掺量为20%,PVA掺量为2%时,石膏基复合胶凝材料28 d抗压软化系数最高.通过XRD和SEM分析发现:复掺改性剂可以改变其微观形貌、减少孔隙率、使晶体结构变得密实.     

添加剂对石膏基固沙材料保水性能的影响

土地荒漠化是当今世界最严重的生态环境问题之一.采用石膏为主凝固材料,通过合理添加辅助材料,研究各辅助材料对固沙材料保水性能的影响.试验表明:保水剂、木屑、SDS均有利于提高材料保水性能,沙粒掺量为30％时材料保水性能最好.以固沙材料保水率为主要评价指标,当沙粒掺量为30％、保水剂掺量为4％、木屑掺量为8％、SDS掺量为0.3％时,固沙材料保水性能最好,此条件下保水率为79.24％.该固沙材料对环境无污染,保水性好,适合植物生长,在沙漠治理方面具有广泛应用前景.     

减水剂对磷建筑石膏砌块的物理性能影响

研究了4种减水剂(葡聚糖凝胶、聚羧酸、FDN、木质素)对建筑石膏性能的影响,采用XRD和扫描电镜对建筑石膏粉和石膏产品进行分析和表征.结果表明:当掺量为0.3％时,HC(聚羧酸)对磷建筑石膏的减水率、绝干抗压强度分别为13％、11.3 MPa,相对空白组强度提高了2.7％;MZS(木质素)对磷建筑石膏的减水率、绝干抗压强度分别为15％、12.1 MPa,相对空白组强度提高了10％;FDN对磷建筑石膏的减水率、抗压强度分别为13.1％、13.1MPa,相对空白组强度提高了19％;G-50(葡聚糖凝胶)对磷建筑石膏的减水率、绝干抗压强度分别为25％、15 MPa,相对空白组强度提高了36％.由SEM分析表明:在掺量为0.3％时,G-50减水剂明显减少了磷建筑石膏水化硬化的实际需水量,从而促进了石膏水化后晶体呈针状生长.晶体与晶体之间紧密衔接,晶粒细化程度高,从而改善了磷建筑石膏砌块内部的晶体结构.故G-50对建筑石膏具有优异的减水作用以及增强效应.     

矿渣对固井用硫铝酸盐水泥石性能影响研究

目前,固井基本上是选用G级油井水泥,但随着油气田开采难度和井下情况的复杂化程度增加,固井难度不断加大,常规的油井水泥已不能完全满足工程需要,而具有特殊优异性能的特种水泥在固井工程中的应用研究将成为重点,并具有广阔的应用前景.因而为了探索硫铝酸盐水泥用作固井水泥石的可能性,本文选用矿渣A和矿渣C做为硫铝酸盐水泥的外掺料,针对硫铝酸盐水泥石后期强度倒缩的问题,对硫铝酸盐水泥进行改性.主要研究了矿渣的加量对硫铝酸盐水泥力学性能的影响.宏观上通过考察不同外掺料加量对硫铝酸盐水泥石抗压强度的影响,并通过X射线衍射,对矿渣改性硫铝酸盐水泥组分进行分析;采用岩心孔隙联测仪分析水泥浆水化后孔结构.微观上用扫描电镜对改性前后水泥石的微观形貌对比分析,从而得出宏观上抗压强度提高的原因.     

绿色生态混凝土胶凝材料浆体的流变性能

采用25 mm平行板式流变仪对水胶比为0.29的单掺粉煤灰(FA)、单掺矿渣(SG)以及粉煤灰和矿渣复掺的水泥基胶凝材料浆体进行了流变性能测试,基于H-B流变模型,并采用Matlab软件编程对试验数据进行了拟合.试验结果表明:单掺粉煤灰的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切增稠后剪切变稀行为,而单掺矿渣的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切变稀后剪切增稠行为;粉煤灰与矿渣复掺后粉煤灰对水泥基胶凝材料浆体流变性能的影响比矿渣的影响更大.同时得出了粉煤灰、矿渣单掺时以及粉煤灰与矿渣复掺时不同掺量条件下水泥基胶凝材料浆体的表征参数值.研究结果还表明:FA∶ SG为1∶1复掺等量取代水泥30％组成的水泥基胶凝材料浆体,其屈服应力值较小,而粘度相对较大,为绿色生态混凝土目标孔隙率的实现奠定了理论基础.     

低水膏比时减水剂对β半水脱硫石膏力学性能的影响

研究了低水膏比时减水剂对β半水脱硫石膏力学性能的影响.结果表明:脱硫石膏脱水工艺最佳参数为烘干温度170℃,烘干时间6h和陈化时间5d.显微结构表明,β半水脱硫石膏颗粒表面为粗糙、不完整结构;烘干时无水石膏与半水石膏同时存在才具有较高的强度.当水膏比为0.28,减水剂掺量为0.9％～1％时,β半水脱硫石膏抗压强度达到最大值35 MPa,在此掺量下减水剂可有效减少成型时需水量和提高试块强度.