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。