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脱硫石膏在建材中的实践应用技术

2019-4-8 14:00| 发布者:admin| 查看:316| 评论:0

摘要:1、脱硫建筑石膏质量控制脱硫建筑石膏的质量要从源头抓起:(1)脱硫剂—石灰石粉要选择含钙量大于52%, 细度采用280目至325目之间较为理想;(2)对脱硫吸收塔处理能量设计要考虑煤质含硫量的变化;(3)对脱硫浆液的 ...

1、脱硫建筑石膏质量控制

脱硫建筑石膏的质量要从源头抓起:

(1)脱硫剂—石灰石粉要选择含钙量大于52%, 细度采用280目至325目之间较为理想;

(2)对脱硫吸收塔处理能量设计要考虑煤质含硫量的变化;

(3)对脱硫浆液的PH值控制一般应在4.6~5.9范围内;

(4)氧化空气必须分布均匀地满足脱硫要求。



2、脱硫熟石膏煅烧设备与工艺

2.1设备

2.1.1含水率大于10%的脱硫石膏不宜采用斗式提升机输送。

2.1.2煅烧设备要具有相当的密封性能。

2.1.3如用一步法工艺生产建筑石膏,应在煅烧炉的进料口装有物料打散装置。

2.1.4熟石膏的料仓要分均化仓和陈化仓。

2.1.5在均化仓的上方要设有热湿气体的排放装置。

2.1.6熟石膏的包装一定要采用防潮袋包装。

2.1.7分析有效陈化时间的长短来确定陈化时间。

2.1.8冷却方式也要依据三相组份在陈化过程中相变情况来决定。

2.1.9增加改性磨可以改变脱硫熟石膏的颗粒级配。

2.1.10对煅烧设备各运行部位的温度控制检测点要完善并精确灵敏。

2.2工艺

2.2.1建议采用两步法煅烧脱硫石膏。

2.2.2要处理好石膏的脱水就必须先了解熟石膏相变关系及相分析。

2.2.3熟石膏中有残留较多二水石膏的存在,应采用慢速冷却并长时间均化为宜。

2.2.4陈化过程中要注重时效分析

陈化时间对熟石膏性能的影响实际上是一种常温时效过程。相比之下,均化则是熟石膏粉的高温时效过程。当均化时间达到合理时,物料中各相组成比例会导致强度达到最大值。均化效应对熟石膏强度的影响可能有两个方面的贡献。第一,脱水物料中残余二水相及Ⅱ1型无水相向半水相的转变,导致强度提高;第二,制品孔隙率下降,密度提高,因而强度也提高。

3、建筑石膏

3.1半水石膏、熟石膏、建筑石膏是三个不同的概念。

3.2建筑石膏使用条件对其物理性能的影响。

3.2.1建筑石膏水化用水量影响石膏制品的强度。

3.2.2对建筑石膏受搅拌方法和搅拌速度不同的影响,对石膏制品的质量也有影响。

3.2.3环境温度和拌和水温度影响建筑石膏的凝结速度。

3.2.4影响建筑石膏的使用因素是诸多条件相互制约的。

4、无机掺合对建筑石膏的影响

无机材料与建筑石膏的复合,对降低石膏复合胶凝材料成本,改善石膏复合胶凝材料的性能具有很好的作用。

4.1在建筑石膏中,加入生石灰可提高石膏制品的强度。

4.2水泥

加入部分水泥来提高石膏制品硬化体的干湿强度及软化系数,降低石膏表面溶蚀均有显著效果。由于各种水泥的不同,掺量的不同,水化环境养护条件的不同,对石膏制品的体积稳定性影响也不同。

4.3磨细矿渣

用适当比例的磨细矿渣作建筑石膏的改性掺合料,并以少量生石灰粉或磨细的水泥熟料作矿渣激发剂,是改善建筑石膏耐水性,降低溶蚀率,提高强度的有效途径之一。

4.4粉煤灰

以粉煤灰与脱硫石膏为主要原料并掺入合适的激发剂,能够改善单一脱硫建筑石膏的耐水性和物理力学性能。这样即保持了建筑石膏早凝快硬的基本性能,又改善了石膏硬化体耐水性及其它性能。粉煤灰的活性激发对石膏粉煤灰复合胶料的水化硬化及强度发展起着关键作用。

4.5膨润土是脱硫石膏复合胶凝材料中最廉价的保水增稠材料。

4.6无机矿物纤维

无机矿物纤维与脱硫建筑石膏复合,不但进一步提高石膏制品的抗折、抗压强度,而且对石膏装饰材料无论板材还是粉体建材应用中的抗裂性都有较大的提高。

4.7天然沸石

价格低廉的天然沸石、在脱硫建筑石膏复合胶凝材料中可有显著的增粘、增强功能,并可基本克服返霜现象。

4.8硅藻土

在脱硫石膏中加入硅澡土及硅澡土与其它无机材料复合的掺和料,对用脱硫石膏研究制造生态建材可起到一定作用,石膏复合材料中的使用量可在5%-15%左右。

4.9纤维

采用各种纤维作为石膏制品的增强材料,以改善其物理力学性能。不同长度的玻璃纤维对石膏基体都有较明显的增强效果。将强度性能和实际的工艺操作综合考虑,玻璃纤维增强石膏制品的最佳玻纤长度为15mm,掺入量为石膏质量的1.5%。纤维的分布对纤维增强石膏板的力学性能影响很大。物体在外力的作用下,在各个不同部位所产生的内应力的大小、方向是不同的,尽量采用高度分散均匀的长玻纤。

5、外加剂对建筑石膏的影响


5.1缓凝剂是延迟熟石膏早期水化反应的外加剂。

5.1.1 在不同PH值条件下,缓凝效果不相同。

5.1.2 建筑石膏颗粒越细,对缓凝剂的缓凝效果越差。

5.1.3 建筑石膏的凝结时间越短,缓凝剂的作用越小。

5.1.4 缓凝剂的性能不仅要比较缓凝时间,同时还要注意在相同缓凝时间下石膏硬化体强度的损失值。

5.1.5 过多添加缓凝剂,会使石膏制品强度下降,泌水现象增大。

5.1.6 随着环境温度的变化,缓凝剂的掺量也要适当增减。

5.1.7 缓凝剂吸潮性较强在贮运过程中要注意防湿、防潮、防热、并要密封保存。

5.1.8 使用钠、镁、铁、盐类的缓凝剂会使石膏凝结后的颜色发花,使用酸性盐类的缓凝剂会使石膏硬化体膨胀。

5.2 促凝剂

二水石膏粉磨的越细、越干燥,其促凝作用越高,二水石膏的加入会使石膏硬化体强度下降、凝结时间缩短。有机促凝剂有硫酸铜、硫酸钾、碳酸钠等。

5.3 保水剂

提高石膏建材的保水率是保证石膏浆体中所含的水份能够保持较长时间的存在,获得良好的水化硬化效果,改善石膏粉体建材的施工性,提高粘结性能、避免强度下降、减少和防止石膏料浆的离析与泌水现象。

5.3.1 保水剂均能不同程度的延缓石膏的水化速度

5.3.2 保水剂一般是在PH值偏碱性的情况下,可加快溶解速度。

5.3.3 较高的料浆温度和环境温度会降低保水能力。

5.3.4 保水剂的细度关系到产品配方的溶解速度。

5.3.5 保水剂可以改善石膏料浆稠度,影响施工性能。

5.3.6 通过长时间保持水份的存在,可对石膏料浆的粘结性提供良好的辅助作用。

5.3.7 良好的保水性可改善石膏料浆的开放时间,解决表面结皮现象。

5.3.8 经过表面处理过的纤维素醚在冷水中的分散性较好,但直接加到碱溶液中将导致表面处理失效。

5.3.9 纤维素的粘度增加,其保水率上升。

5.3.10 保水率随着添加量的增加而增加。

5.3.11 建筑石膏的细度越细,保水剂的用量也越大。

理想的保水剂要具备良好的分散与溶解性,避免溶解时产生结块;具有较细的粒度,以满足机械施工时需要的溶解速度;要有理想的热稳定性,防止因建筑石膏和环境温度在45℃以上时影响保水性。

增稠性并不等于保水性,纤维素醚是性能优良的保水剂,增稠和保水是两种概念,在产品的配方设计上一定要区分开来。

5.4 粘结剂

常用的粘结剂一般为冷水速溶型聚乙烯醇(PVA)、可再分散乳胶粉、瓜尔胶及羧甲基纤维素、改性淀粉等。

5.4.1 冷水速溶型聚乙烯醇胶粉,加入建筑石膏中不但增加石膏的粘结力,还具有一定的保水、增强作用。

5.4.2 可再分散乳胶粉,主要功效是可增加脱硫建筑石膏的粘结性能和改善其柔性,提高施工性。

5.4.3 瓜尔胶

瓜尔胶主要特点如下:

(1)瓜尔胶可溶于冷水中;

(2)PH值在6-8范围时瓜尔胶黏度最高;

(3)瓜尔胶在偏酸性的条件下水化速度很快;

(4) 瓜尔胶与阴离子聚合物和阴离子表面活性剂配合使用有增加黏度的协同作用;

(5) 石膏料浆温度在45℃以上的环境中,瓜尔胶的黏度明显下降。

5.4.4羧甲基纤维素(CMC)和改性淀粉

羧甲基纤维素(CMC)和改性淀粉在石膏料浆中主要起增稠和粘结作用,保水效果并不明显。它们的特点分述如下:

(1)CMC一般PH值在2~10之间黏度稳定;

(2)CMC取代度愈高黏度受温度影响愈小;

(3)CMC在石膏料浆中随温度的升高黏度有所下降,当料浆温度大于60℃以上,将发生永久性的黏度下降;

(4)CMC对建筑石膏有缓凝作用,CMC与甲基纤维素类MC、HPMC复合使用,既提高石膏保水性能,又提高石膏稠度、粘结性、强度,改善适合的凝结时间等综合性能;

(5)改性淀粉是提高纸面石膏板护面纸与石膏硬化体的粘结力,在潮湿环境中,淀粉含量超过一定值后,制品会产生霉变现象,直接影响制品质量;

(6)改性淀粉通常和甲基纤维素醚配合作用,两者有较好的协同效应。

5.5 引气剂

引气剂在石膏产品的应用中减轻制品重量,提高防冻性和导热系数。在粉刷石膏中可改善料浆的和易性,减少石膏砂浆的泌水现象发生。

5.6 消泡剂主要功能是在石膏料浆中消泡、抑泡、减少石膏制品表面气孔,提高强度。

5.7 减水剂是改善石膏基产品性能的重要外加剂之一。

减水剂的掺入可明显改善石膏硬化体的强度。

减水剂的掺入可显著提高石膏浆料的流动性。

减水剂的掺入最好能在脱硫石膏进入改性磨时进行。

5.8 防水剂

石膏防水剂主要通过两方面进行防水作用。一是通过降低石膏晶体的溶解度、提高石膏制品的软化系数,二是通过降低石膏制品的吸水率达到防水效果。提高软化系数是从二方面进行,一是提高石膏硬化体的密度、减少孔隙率的方法来提高石膏制品的耐水性,另一方面是提高石膏制品孔隙表面的增水效果来降低吸水率,从而提高石膏的耐水性。

5.9 激发剂

石膏激发剂是对煅烧脱硫无水石膏(AII)以及天然和化学无水石膏进行活化处理,才能使其具有胶结性能和强度适用于石膏制品的生产。活性激发的方法有三种,即化学活化处理、物理活化处理、化学与物理复合活化处理。

5.10 转晶剂

转晶剂是二水石膏在饱和蒸气介质或水溶液中加入适当、适量的转晶剂。诱导二水石膏脱水时形成理想的结晶形态,当半水石膏形成粗大的短柱状晶体或立方晶体时,标稠需水量减小、石膏制品密实度和强度提高、吸水量减少。

5.11另外还有模具石膏中使用的低膨胀剂、自流平石膏中使用的触变润滑剂。

触变润滑剂对石膏砂浆能够减少流动阻力,获得良好的润滑性及施工性、提高触变性、抗垂性和减少粘连性、延长开放时间、推迟凝固时间,在自流平砂浆中还可防止产品分层和沉降,使自流平系统结构均匀,同时还可增加其表面强度。

6、脱硫石膏在建材中的应用


脱硫石膏通过不同手段,结合具体应用实践进行处理,能够代替绝大部分天然石膏来生产石膏制品。应用实践证明脱硫石膏是一种品位很高的宝贵资源,经合理的调整后脱硫石膏在某些方面比天然石膏还要好。

6.1 水泥缓凝剂

脱硫石膏和天然二水石膏作为水泥缓凝剂比较 ,其水泥抗压强度基本一致。

6.1.1 附着水含量较高(10%-20%)的脱硫石膏直接用于磨制水泥,会造成水泥的抗压强度有所降低。

6.1.2 脱硫石膏的附着水含量为0%-3%时,水泥的抗压强度和使用天然石膏时基本一致。

6.1.3 经高温烘干的脱硫石膏用作水泥缓凝剂,会造成水泥细度明显增大,但是水泥28d强度没有影响,3d强度还略有提高。

6.1.4 脱硫石膏做为缓凝剂不会对钢筋锈蚀造成影响。

6.1.5 以脱硫石膏缓凝剂水泥配制成混凝土的用水量较低,新拌混凝土的特点是和易性好、坍落度经时损失略大,但是不致于影响施工。

6.2 纸面石膏板

纸面石膏板是国内外主要的石膏建材产品,也是用量越大、产量最多、应用最好的石膏建材产品。利用脱硫石膏生产纸面石膏板时,必须解决好改性技术的问题,同时对配料和干燥进行调整。即可生产出合格的脱硫石膏纸面板。

6.2.1 用脱硫石膏生产纸面石膏板时改性淀粉的用量要比利用天然建筑石膏时稍大些,但不能用量过多,否则在潮湿的环境下会出现返霜现象,直接影响板芯和护面纸的


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