摘要:以工業固體廢棄物脫硫石膏為主要膠凝材料,摻入纖維素醚、緩凝劑等來制備底層抹灰石膏砂漿。通過對凝結時間、黏結強度、抗折/抗壓強度等性能的研究,得到了性能滿足要求的底層抹灰石膏砂漿。
關鍵詞:凝結時間;黏結強度;抗折強度;抗壓強度
脫硫石膏主要成分和天然石膏一樣,均為二水硫酸鈣CaSO4·2H2O,又可以稱作FGD石膏、硫石膏或排煙脫硫石膏。脫硫石膏是 FGD工藝的副産品,該工藝利用石灰石從煤或石油的煙道氣中回收SO2。該技術是将石灰-石灰石磨成漿液,使經過除塵後的含二氧化硫的煙氣通過漿液洗滌器而除去SO2。石灰漿液與二氧化硫反應生成CaSO4 及CaSO3,CaSO3經氧化轉化成CaSO4,得到脫硫石膏,廣泛應用于建材等相關行業。脫硫石膏不但促進了循環經濟的進一步發展,有效地節約了資源,保護了環境。
1、試驗
1.1 試驗原材料
水泥:複合矽酸鹽水泥PO.42.5級,産于江蘇鶴林水泥有限公司。細骨料:河砂,細度模數2.0~2.2。脫硫石膏:密度2.16g/cm3,基本性能見表1。重鈣粉,粒徑在400目左右。石膏混凝劑200P,為氨基酰類緩凝劑。纖維素醚(HPMC),黏度為10萬mPa·s。PVA,聚乙烯醇,澱粉醚。主要實驗儀器設備見表2。
1.2 實驗設備
1.3 緩凝劑配比設計
稱取石膏粉1kg,标準稠度水膏比為0.55,按表3配比進行緩凝時間試驗。
2、結果與讨論
表4和圖1為不同摻量的緩凝劑(200P)對石膏凝結時間的影響,從标準GB/T28627-2012《抹灰石膏》中對凝結時間的要求及其成本經濟性角度選擇A3這組緩凝劑配比較為合适。A1、A2凝結時間太短,施工的操作時間不夠,A4、A5凝結時間太長,成本較高。
表5為不同石膏砂漿配比的試驗研究。
表六和圖2為不同石膏砂漿配比試驗結果,從标準GB/T28627-2012《抹灰石膏》中對底層抹灰石膏扛着強度、抗壓強度的要求和成本經濟性角度選擇 B3這組,B1、B2這兩組抗折/抗壓強度較低,達不到标準要求,B4這組成本較高,不經濟,因此選擇B3這組最為合适。
上述 B3 這組試驗結果,黏結強度為 0.38MPa,而在标準GB/T28627-2012《抹灰石膏》中底層抹灰石膏的黏結強度要不小于0.4MPa,所以按照表7摻入不同量的PVA來提高其粘結強度。從表8的實驗結果可知,再綜合經濟成本的要求,C2、C3、C4這幾組性能遠超标準,成本較高,不經濟,選擇C1這組最為合适。
表9為在上述最優配比下配置的底層石膏砂漿的性能指标,其保水率、凝結時間、抗折強度、抗壓強度,黏結強度等均滿足标準要求。
3、小結
随着緩凝劑的加入量逐漸增多,石膏的緩凝時間也逐漸增加,結合标準要求和成本經濟考慮,選擇緩凝劑的加入量為石膏粉摻量的0.03%最為合适。
随着PVA的加入量逐漸增多,石膏砂漿的黏結強度呈逐漸上升趨勢,結合标準要求和成本經濟考慮,選擇C1這組最為合适。
在最優配比下配制的底層石膏砂漿的性能優異,其保水率、凝結時間、抗折/抗壓強度,黏結強度等均符合标準要求。
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