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《高強(qiáng)磷石膏建材的硬化機(jī)理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、·試驗(yàn)研究·IM&P化工礦物與加工2005年第5期文章編號(hào):1008-7524(2005)05-0024-02X高強(qiáng)磷石膏建材的硬化機(jī)理11112222劉代俊,劉玉琨,鐘本和,王雪梅,胡厚美,楊三可,胡海,周永波(1.四川大學(xué),四川成都610000;2.貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)有限總公司,貴州福泉550501))摘要:研究了磷石膏高強(qiáng)度新型建材的強(qiáng)化機(jī)理,探索了一條不同于國(guó)外高壓流程的新路。關(guān)鍵詞:磷石膏;建材;硬化機(jī)理+中圖分類號(hào):TQ127.44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0引言強(qiáng)石膏塊的工藝路線。近期與宏福公司合作,并磷石膏是磷銨廠和磷酸氫鈣廠排
2、出的工業(yè)廢投資建設(shè)了生產(chǎn)性試驗(yàn)裝置,開車獲得成功。渣。我國(guó)近百套磷銨裝置排放的磷石膏每年超過1高強(qiáng)度磷石膏材料的強(qiáng)化新途徑2000萬(wàn)t,占據(jù)大量土地,嚴(yán)重污染環(huán)境。磷石本項(xiàng)目的思路是引進(jìn)一種復(fù)合粘接劑,首先膏與天然二水石膏化學(xué)成分相同,結(jié)晶形態(tài)與二形成基本的網(wǎng)狀體,同時(shí)粘接劑與磷石膏發(fā)生化水石膏相似,含CaO大于30%,并含有少量游離學(xué)反應(yīng),形成新的物相以增強(qiáng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體,磷石膏通磷酸、氟及有機(jī)物,因此磷石膏可以用作建材制品過重新結(jié)晶,形成高強(qiáng)度的晶體填充在網(wǎng)中。在的原材料。同時(shí),隨著國(guó)家墻改政策的實(shí)施,粘土這三種機(jī)理的共同作用下,獲
3、得高強(qiáng)度材料。磚的使用受到了限制,對(duì)代替粘土磚的新型墻體1.1骨架的形成材料的需求量日益增大。但目前的石膏墻材的強(qiáng)目前,建筑上使用的石膏制品抗水性差,這主度都較低,隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展,迫切需要高強(qiáng)度要是因?yàn)槭嗟乃a(chǎn)物與其它水硬性膠凝材料砌塊,這給磷石膏的利用提出了新的難題。相比,具有大得多的溶解度。為提高材料的水硬國(guó)外磷石膏在建筑材料上主要用于生產(chǎn)石膏性,同時(shí)形成硬骨架,研究中篩選了多種凝膠材板,在砌塊方面主要通過石膏煅燒轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?這里以水泥一類的材料為例。膏后再水化成二水石膏砌塊,強(qiáng)度較低。有關(guān)高水泥類材料的水化理論十
4、分復(fù)雜,主要的水強(qiáng)度磷石膏砌塊方面的報(bào)道,僅見美國(guó)MiamiU2化反應(yīng)可表示如下:niversity和BahrainUniversity的研究人員在磷石2[3CaO·SiO2]+6H2O→[3CaO·2SiO2·膏中摻入砂,波特蘭水泥等,在高壓下壓制成標(biāo)3H2O]+3Ca(OH)2(1)磚,據(jù)說(shuō)抗壓強(qiáng)度可達(dá)38MPa。2[2CaO·SiO2]+4H2O→[3CaO·2SiO2·四川大學(xué)為解決磷石膏污染問題,從1998年3H2O]+Ca(OH)2(2)即開始了石膏基復(fù)合化學(xué)建材的研制工作。通過2[3CaO·Al2O3]+27H2O→
5、4CaO·Al2O3·綜合分析國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),在實(shí)驗(yàn)室對(duì)石膏基砌塊的19H2O+2CaO·Al2O3·8H2O(3)膠凝機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究,采用掃描電鏡、能譜分析和X射線衍射對(duì)材料的介微觀狀況進(jìn)反應(yīng)式(1)、(2)中硅酸三鈣和硅酸二鈣是硅行了分析,對(duì)采用磷石膏研制高強(qiáng)度磚和砌塊作酸鹽水泥的主要成分,總含量約70%。硅酸三鈣了大量的工作。研究中摒棄了采用高壓和樹脂強(qiáng)與硅酸二鈣的水化過程極為相似,兩者之間的差化的思路,創(chuàng)新性地開發(fā)了低壓、低價(jià)材料制備高別在于硅酸二鈣比硅酸三鈣的水化速度慢,約為X收稿日期:2004-12-19·24·
6、·試驗(yàn)研究·IM&P化工礦物與加工2005年第5期硅酸三鈣的1/20。它們的水化反應(yīng)產(chǎn)物是水化晶后的材料斷面結(jié)構(gòu)。硅酸鈣和氫氧化鈣,而水化硅酸鈣是一種成分多微觀結(jié)構(gòu)的變化最終導(dǎo)致宏觀物理力學(xué)性能變的無(wú)定性物質(zhì),但在一定條件下可形成具有較明顯提高。磷石膏不再僅僅是起填充作用的惰性好晶形的托勃莫來(lái)石,化學(xué)式為5CaO·6SiO2·集料,其本身也是一種膠凝材料,因而顯著地增加nH2O,具有良好的物理力學(xué)性能。了材料強(qiáng)度。反應(yīng)(3)中鋁酸三鈣對(duì)水泥的早期快速水化2實(shí)驗(yàn)材料的測(cè)試起著重要的作用。堿性條件下鋁酸鈣鹽與石膏反實(shí)驗(yàn)中結(jié)合對(duì)機(jī)理的分
7、析,篩選了大量配方應(yīng)可生成鈣釩石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)。與工藝條件,其中水泥添加量與抗壓強(qiáng)度間的關(guān)圖1是在試件中觀察到的棱柱狀的鈣釩石,系在圖3中表示。由于實(shí)際探索中,為了強(qiáng)化材長(zhǎng)約3～4μm,直徑0.5～1μm。旁邊的顆粒狀料內(nèi)部的反應(yīng)與結(jié)晶過程,促進(jìn)材料硬化的順利物質(zhì)為無(wú)定形水化硅酸鈣。進(jìn)行,需要添加一定量的活化劑和促進(jìn)劑,因此圖中磷石膏的含量是變化的。水泥類粘結(jié)劑的量并不是越多越好,它們和磷石膏之間也有級(jí)配的問題,最佳的配合能使反應(yīng)產(chǎn)物相互鑲嵌,質(zhì)地密集,從而獲得較高的強(qiáng)圖1材料坯塊中的鈣礬石和水
8、化硅酸鈣度。這里磷石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為60%、65%、1.2磷石膏的再結(jié)晶70%,可以看出試件強(qiáng)度隨水泥量的加入而增加,磷石膏主要的化學(xué)成分是β型二水石膏(Ca2但到一定程度時(shí),變化趨勢(shì)近于平緩。SO4·2H2O),其脫水與水化反應(yīng)為:CaSO4·2
