冶金废渣对β-半水石膏凝结过程的影响及机理

石膏制品具有优良的隔声、隔热、可呼吸和防火性能,是公认的环保型建筑材料。但是β-半水石膏凝结时间短,应用受到限制。本文利用冶金废渣对β-半水石膏进行改性,发现冶金废渣对石膏具有一定的缓凝作用。掺入5%(以半水石膏为基础)磨细的钢渣或锰渣时,石膏浆体的初凝时间可达100min以上,而对照组的磨细石英砂对石膏的凝结时间几乎没有影响。为揭示其原因,对半水石膏水化过程进行了分析研究。结果表明,几种冶金废渣降低了二水石膏的生成速率,阻滞了β-半水石膏的水化进程。钢渣对β-半水石膏的缓凝机理与其他缓凝剂有所不同,不仅改变了二水石膏晶体形状,而且有效抑制了半水石膏的水化反应。利用SEM观察石膏硬化体的微观结构,在相同的养护时间下含有钢渣和锰渣的体系中二水石膏晶体变短,与空白样相比数量也有所减少,这一点与XRD分析结果相互印证,是造成石膏体系凝结时间延长和强度损失的主要原因。研究发现,钢渣直接用于调控β-半水石膏的凝结时间时,较低的二水相和一定的酸性对钢渣调节石膏凝结时间有利。与柠檬酸钠、多聚磷酸钠等常用石膏缓凝剂相比,磨细钢渣、锰渣对石膏强度影响较小,成本优势明显。     

减水剂对硝基β磷石膏性能影响的研究

研究了三聚氰胺系高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂、ZJ8010三种减水剂对硝基β磷石膏的标准稠度、凝结时间及硬化强度的影响规律。结果表明,掺入ZJ8010硝基β磷石膏的标准稠度明显降低,凝结时间明显延缓及初终凝时间间隔增大,但石膏硬化强度降低;三聚氰胺系高效减水剂与聚羧酸高性能减水剂对硝基β磷石膏的标准稠度与凝结时间影响较小,但会在降低标稠的同时增加石膏硬化强度。     

原料性质对面层抹灰石膏性能的影响

分别研究了脱硫建筑石膏的粒度与陈化对面层抹灰石膏标准稠度用水量、凝结时间以及强度性能的影响,在同等条件下与不同来源磷建筑石膏所制备的抹灰石膏进行了性能对比,并结合电导率测定和SEM测试探索了其作用机理.结果表明:随着脱硫建筑石膏粒度变小,面层抹灰石膏的标准稠度用水量增大、凝结时间缩短、强度增大、且当粒度小于80μm以后性能变化更明显,陈化可以有效减少抹灰石膏标稠度用水量、缩短凝结时间、且结晶水在4.9％ ～6.3％范围时抗压强度最佳达到19.0 MPa左右;建筑石膏来源、原料性质和杂质含量的不同,所制备的抹灰石膏的性能差别明显,在水化过程中相应的电导率变化曲线差别较大,并影响了半水石膏的溶解过程、二水石膏的成核过程和硬化体的密实程度.     

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.     

石膏种类对硅酸盐水泥性能的影响

通过对原材料特性、水泥物理力学性能、水泥水化产物扫描电镜分析等方面的分析试验,研究了不同种类的石膏对硅酸盐水泥性能和水化过程的影响。结果表明:掺加硬石膏的水泥与掺加二水石膏的水泥相比,强度有所降低;半水石膏使硅酸盐水泥标准稠度用水量增大,并且其早期强度较低,不符合国家标准;在水泥中加入磷石膏做缓凝剂,对凝结时间影响较大,但对强度影响不太明显;氟石膏作水泥缓凝剂有良好的效果,水泥强度符合要求,对水泥性能未见不良影响。     

半水石膏-矿渣胶凝材料力学性能及软化系数研究

本文研究了外加剂(水泥熟料和柠檬酸盐缓凝剂)和养护制度对石膏-矿渣胶凝材料力学性能和软化系数的影响.结果表明:水泥熟料量的变化对其强度影响不明显;缓凝剂可以控制浆体中各类矿物的生成机制,改变水化产物在半水石膏凝结、硬化前的数量、比例及影响硬化体的结构组成;养护制度1(标准养护)和养护制度2(自然养护)养护后的试样强度相差不大,但养护制度2条件下养护后所得制品软化系数较高.     

石膏-矿渣胶结材料的水化机理研究

通过实验分析了石膏一矿渣胶结材的水化机理,结果表明石膏一矿渣胶凝材料的水化产物主要是沸石类的矿物以及化学组成近似于沸石类矿物的无定形凝胶材料;标养条件下生成结晶尺寸较小的棒状和立方形的沸石类矿物;柠檬酸盐缓凝剂可以控制浆体中的各类矿物的生成机制,改变水化产物在半水石膏中的凝结、硬化前的数量、比例,都影响硬化体的结构组成.     

缓凝剂改性磷建筑石膏及其机理研究

研究了不同种类缓凝剂对磷建筑石膏凝结时间和力学强度的影响,测试了添加不同种类缓凝剂后磷建筑石膏的绝干密度,水化热.并利用XRD检测了磷建筑石膏的物相组成,运用SEM分析了改性后磷建筑石膏的微观形貌.结果表明:NS、NP和SC对磷建筑石膏均具有一定的缓凝作用,但效果不同,SC缓凝效果优于其他两种;在相同掺量的情况下,SC对磷建筑石膏硬化体强度影响较为明显,并且其对磷建筑石膏硬化体绝干密度的影响也最大.缓凝剂SC可以使磷建筑石膏的水化放热时间推迟,降低了水化放热峰.缓凝剂SC的合适掺量范围为0.1％～0.2％.实验结果为进一步研究磷建筑石膏的缓凝机理提供了参考价值.     

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。     

功能添加剂对石膏凝胶晶体生长习性影响的研究进展

二水石膏的结晶形态和晶粒大小从宏观上对石膏硬化体的凝结时间、稠度、吸水率、强度、耐水性等影响很大。缓凝剂能抑制石膏晶体晶核的形成和生长,导致晶粒变粗,延长石膏凝结硬化时间;煅烧会导致石膏晶体晶格发生畸变,化学激发剂可促进石膏晶体生长,提高硬石膏水化活性,形成的石膏晶体多呈柱状且晶体间搭接更紧密,使石膏强度增加;除有机硅防水剂外,其它防水剂均会在石膏晶体表面形成一层薄膜,使形成后的晶体细小、搭接紧密,从而提高防水性能;不同减水剂对石膏晶体生长的影响各不相同,但成形石膏晶体之间的搭接均变致密,降低了水膏比。     

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。     

利用不同磷石膏制备α型半水石膏的研究

在对磷石膏的化学组成、晶体形貌等分析比较的基础上,研究了不同磷石膏制备的α型半水石膏物化性能及晶体形貌的差异。结果表明,以云南、贵州磷石膏为原料,用水热法制备的α型半水石膏在晶体长径比和凝结时间、标稠、强度等性能上存在较大差异;用贵州磷石膏制备的α型半水石膏强度高,满足JC/T 2038-2010《α型高强石膏》中等级α_(40)的性能要求;而云南磷石膏晶体较小、含杂多、颗粒级配差,所制备的α型半水石膏强度偏低。     

缓凝剂对α半水磷石膏性能的影响

主要研究了在α半水磷石膏中分别掺人柠檬酸、酒石酸和白砂糖三种缓凝剂对其标准稠需水量、初终凝时间、力学性能以及晶体形貌的影响.试验结果表明,就上述三种缓凝剂的效果而言,其中以柠檬酸的效果最好,当掺量为2.O％时,α半水磷石膏的标稠需水量降至39.5％,初终凝时间分别达到131.0 min和426.0 min;当掺量为1.0％时,抗折强度和抗压强度分别达到7.37 MPa和24.10 MPa.本实验还初步探讨了其作用机理,为α半水磷石膏在今后的应用提供一定的指导意义.     

使用磷石膏配制水泥缓凝剂的研究进展

目前,水泥生产中所使用的缓凝剂主要为天然石膏。磷石膏作为湿法生产磷酸的工业副产物,其主要成分为二水石膏,同时含有少量的有害杂质,如可溶性P、F、有机杂质等,会导致凝结时间长、强度降低等问题。生产实践表明,经改性处理的磷石膏完全能够代替天然石膏用作水泥缓凝剂,在凝结时间上保持一致、在强度上略有上升,可以实现大规模应用。     

钛石膏作水泥缓凝剂的试验研究

试验了钛石膏中亚铁含量对水泥性能的影响,并检测了用处理后的钛石膏作缓凝剂的水泥物理性能及所配混凝土的收缩值,结果表明,掺钛石膏的水泥与掺天然石膏的水泥标准稠度用水量、凝结时间基本一致;钛石膏的掺量达4%～7%时,水泥的各龄期强度均比掺天然石膏的高;所配混凝土的收缩值基本相同。并进行了大磨中试,表明处理后的钛石膏完全可以代替天然石膏作水泥缓凝剂。     

蒸养磷石膏用作水泥缓凝剂的实验研究

针对磷石膏常规处理后用作水泥缓凝剂会导致水泥过缓凝现象,研究蒸养法处理磷石膏对水泥凝结时间及强度的影响。结果表明,二水磷石膏经电石渣碱中和处理后,在0.8 MPa的压力下蒸养2 h后用作水泥缓凝剂,其应用性能与天然石膏无异,而且水泥后期强度还有所增高;原磷石膏水洗降低总磷、氟后蒸养处理,可缩短水泥的凝结时间。     

硅酸盐水泥提高盐石膏性能及其机理

为提高盐石膏的使用性能,研究了硅酸盐水泥对盐石膏需水量、凝结硬化及其硬化体强度、吸水率的影响,采用红外光谱、差热分析和扫描电镜分析了盐石膏的成分、硅酸盐水泥改善盐石膏性能的机理.结果表明,盐石膏的主要成分为无水CaSO4,硅酸盐水泥的掺入显著提高了盐石膏的强度,降低了它的吸水率,缩短了它的凝结时间,但却会增大它的标稠需水量.机理分析表明,盐石膏-硅酸盐水泥体系主要由二水石膏晶体、细长尖状的钙钒石(AFt)、Ca(OH)2和CaCO3等水化产物组成,AFt、Ca(OH)2和CaCO3相互交织成网状结构,并填充到二水石膏晶体的孔隙中,使它变得密实,增强了石膏网状结构的稳定性,从而提高它的强度.     

改性钛石膏作水泥缓凝剂的研究

将钛石膏直接用作水泥缓凝剂时可能会影响水泥的相关性能。采用酸洗法对钛石膏进行改性,研究了改性前后的钛石膏作缓凝剂时对水泥相关性能的影响。结果表明,酸洗法对钛石膏进行改性,可以显著降低钛石膏中Fe（OH）3含量的同时提高SO3的含量。当改性钛石膏中铁的含量（以Fe2O3计）低于2.5%,将其作为P·C42.5、P·O42.5和P·Ⅱ42.5水泥的缓凝剂时,水泥的安定性合格,标准稠度用水量、净浆流动度、凝结时间及强度与使用脱硫石膏时相当,即改性钛石膏可以替代脱硫石膏作为水泥的缓凝剂。     

矿物掺合料对硝基β磷石膏的改性研究

研究了粉煤灰、水泥、粉煤灰-石灰、水泥-石灰四种矿物掺合料对硝基β磷石膏的标稠、凝结时间、强度、吸水率和软化系数的影响。结果表明,不同矿物掺合料对硝基β磷石膏物理性能影响不同,粉煤灰的加入使得凝结时间延长,水泥的加入使得凝结时间变短;矿物掺合料会降低硝基β磷石膏强度,仅当粉煤灰-石灰掺入量分别为15%、5%时,抗折抗压强度保持不变;粉煤灰的掺入增大硝基β磷石膏软化系数,水泥可以降低吸水率。     

磷建筑石膏的凝结时间与强度调控研究

磷建筑石膏凝结时间短、强度低,限制了其应用.通过研究在不同酸碱度条件下,五水柠檬酸钠缓凝剂(SA)和蛋白质类缓凝剂(SC)单掺和复掺对磷建筑石膏凝结时间和强度的影响,并且运用SEM分析水化产物的晶体形貌和结构分布,以确定各酸碱性条件下性能最优的缓凝剂配方.结果 表明:在综合考虑磷建筑石膏的凝结时间和绝干抗压强度的情况下,酸性条件下单掺SC缓凝剂,弱碱性条件下SC和SA缓凝剂以4∶1的比例进行复掺,效果最佳.实验结果为进一步拓宽磷石膏的应用提供了参考价值.