磷建筑石膏及抹灰石膏制备技术及性能研究

发布时间：2017-10-29 12:15

  本文关键词：磷建筑石膏及抹灰石膏制备技术及性能研究

  更多相关文章： 磷石膏 煅烧制度 凝结时间 耐水性 抹灰石膏

【摘要】：磷石膏(Phosphogypsum)是湿法磷酸生产过程中的产生工业废渣,其主要成分二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),另外也含有少量氟化合物、酸不溶物、铁铝化合物等杂质,与天然石膏和脱硫石膏性质相似。近年来随着高浓度磷复合肥产量提高,磷石膏的年排放量6800多万吨,有效利用率不足20%。磷石膏的大量排放与堆积给环境和耕地带来的巨大的压力,严重影响磷肥行业的可持续发展。为了提高磷石膏的综合利用率,确保磷肥工业的可持续发展和,提出将磷石膏用于建筑材料的综合应用,不仅解决了国家基础建设对建筑材料的需求,而且也为磷肥工业可持续发展的提供可能。但磷石膏含有害杂质较多,导致磷石膏品质波动不定,对其建材资源化发展极为不利。本论文研究希望通过合理的生产工艺和外加剂,提高磷石膏建材资源化综合利用率。(1)将磷石膏炒制成建筑石膏,研究煅烧制度对磷建筑石膏宏观性能的影响,通过建筑石膏凝结时间、力学性能和热分析等试验和经济性考虑,优化出最佳的煅烧温度、恒温时间和陈化时间,为工业生产提供参考依据。(2)调节磷建筑石膏凝结时间研究,通过硫酸钾、硫酸钠、天然石膏和磷石膏四种促凝剂;柠檬酸、骨胶、D-50和PE四种缓凝剂,为生产磷石膏制品和不同的施工要求,提供最佳的调凝剂及其掺量。(3)改善磷石膏耐水性研究,通过掺加有机硅直接改善磷石膏制品耐水性,然后用白水泥和碳酸钾,中和磷石膏中杂质和激发有机硅,对磷石膏制品耐水进一步提高。(4)制备抹灰石膏,通过各种外加剂,优化抹灰石膏配比。结果表明:(1)煅烧制度对磷石膏基本宏观性能的影响,陈化时间9d左右磷石膏标稠逐渐趋于稳定,使强度得到提高,陈化作用的效果明显;煅烧温度在180℃~190℃、恒温时间在2h~2.5h,炒制的磷石膏性能较好。(2)促凝剂硫酸盐比二水硫酸钙在缩短磷石膏凝结时间,更有明显效果,但硫酸盐对磷石膏强度损失较大,且硫酸钠使磷石膏泛碱现象十分严重。(3)缓凝剂D-50在60min内有较好的可控性,对磷石膏强度损失相比柠檬酸、骨胶等小;PE缓凝剂对磷石膏凝结时间在60min~200min内,呈有一定线性变化,但对磷石膏强度损失较大。(4)有机硅憎水剂可以显著的在24h内改善磷石膏制品耐水性,有机硅掺量1.0%的磷石膏2h时吸水率为0.75%,24h时吸水率为8.2%;激发剂白水泥掺量0.15%、碳酸钾掺量0.15%与1.0%有机硅复合比单掺有机硅的磷石膏吸水速率在24h~72h大大延缓,软化系数0.60,72h时吸水率为11.11%;磷石膏SEM显示,白水泥掺量0.15%、碳酸钾掺量0.15%与有机硅掺量1.0%复合时磷石膏水化产物比基准磷石膏和单掺加1.0%硅油的磷石膏结晶程度高,晶体排列更为紧密。(5)底层磷石膏基粉刷石膏的配方,缓凝剂为D-50掺量0.3%,YT8020型可再分散乳胶粉掺量为1.0%,甲基纤维素醚掺量1.0%,水膏比40%,磷建筑石膏:机制砂=40:60,配制的底层抹灰石膏的保水率很好,粘结强度高,强度值也高于标准值的要求。
【关键词】：磷石膏 煅烧制度 凝结时间 耐水性 抹灰石膏
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.3
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景与意义10
• 1.2 磷石膏资源化研究现状10-15
• 1.2.1 磷石膏在建材行业的应用现状11-14
• 1.2.2 磷石膏在其他行业的应用现状14-15
• 1.3 课题的研究目的与意义15
• 1.4 研究技术路线15-17
• 2 原材料与试验方法17-22
• 2.1 试验原材料17-19
• 2.1.1 磷石膏17-18
• 2.1.2 磷建筑石膏18
• 2.1.3 缓凝剂18
• 2.1.4 促凝剂18-19
• 2.1.5 防水剂19
• 2.1.6 白水泥19
• 2.1.7 碳酸钾19
• 2.1.8 保水剂19
• 2.1.9 可再分散乳胶粉19
• 2.1.10其他原材料19
• 2.2 试验方法19-22
• 2.2.1 制备磷建筑石膏19
• 2.2.2 磷石膏的热分析19-20
• 2.2.3 标稠、凝结时间测定20
• 2.2.4 磷石膏抗压强度和抗折强度测定20
• 2.2.5 磷石膏吸水率测定20
• 2.2.6 磷石膏软化系数测定20-21
• 2.2.7 抹灰石膏保水性试验21
• 2.2.8 扫描电镜SEM分析21-22
• 3 煅烧制度对磷建筑石膏性能研究22-33
• 3.1 煅烧制度对磷建筑石膏标准稠度用水量的影响22-25
• 3.1.1 陈化不同时间对磷建筑石膏标准稠度用水量的影响22-24
• 3.1.2 不同煅烧温度对磷建筑石膏标准稠度用水量的影响24
• 3.1.3 不同恒温煅烧时间对磷建筑石膏标稠的影响24-25
• 3.2 煅烧制度对磷建筑石膏凝结时间的影响25-28
• 3.2.1 煅烧温度对磷建筑石膏凝结时间的影响26-27
• 3.2.2 煅烧时间对磷建筑石膏凝结时间的影响27-28
• 3.3 煅烧制度对磷建筑石膏强度的影响28-30
• 3.3.1 煅烧温度对磷建筑石膏强度的影响28-29
• 3.3.2 煅烧时间对磷建筑石膏强度的影响29-30
• 3.4 磷建筑石膏的热分析30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 外加剂对磷建筑石膏性能的影响33-52
• 4.1 促凝剂对磷石膏性能的影响33-38
• 4.1.1 不同促凝剂对磷石膏凝结时间的影响33-36
• 4.1.2 不同促凝剂对磷石膏强度的影响36-37
• 4.1.3 促凝剂对磷建筑石膏泛霜的影响37-38
• 4.2 缓凝剂对磷建筑石膏性能的影响38-44
• 4.2.1 缓凝剂对磷建筑石膏凝结时间的影响39-41
• 4.2.2 缓凝剂对磷建筑石膏强度的影响41-42
• 4.2.3 缓凝剂对磷建筑石膏晶体形貌的影响42-44
• 4.3 有机硅对磷石膏耐水性能的影响44-50
• 4.3.1 有机硅不同掺量对磷石膏强度的影响44-46
• 4.3.2 有机硅不同掺量对磷石膏吸水率的影响46
• 4.3.3 有机硅不同掺量对磷石膏软化系数的影响46-47
• 4.3.4 白水泥对掺加 1.0%有机硅的磷石膏性能影响47-49
• 4.3.5 白水泥与碳酸钾复合对掺加 1.0%有机硅的磷石膏性能影响49
• 4.3.6 磷石膏微观分析49-50
• 4.4 本章小结50-52
• 5 磷石膏制备抹灰石膏52-56
• 5.1 抹灰石膏的配制52-55
• 5.1.1 缓凝剂对底层抹灰石膏性能的影响53
• 5.1.2 保水剂对底层抹灰石膏性能的影响53-54
• 5.1.3 砂用量对底层抹灰石膏性能的影响54-55
• 5.2 抹灰石膏的配方和性能55
• 5.3 本章小结55-56
• 6 结论56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 建议57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录63
• 作者在攻读硕士学位期间发表论文目录63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑书瑞;李建锡;段正洋;耿庆钰;韩伟明;;利用磷石膏制备轻质高钙墙体材料的研究[J];硅酸盐通报;2015年10期

2 王兰兰;陆田玉;杨本宏;;固体废弃物磷石膏制备新材料研究进展[J];安徽农学通报;2015年18期

3 冯春花;陈苗苗;李东旭;;缓凝剂对脱硫建筑石膏性能的影响[J];硅酸盐通报;2014年05期

4 阮长城;黄绪泉;刘立明;黄应平;;石膏防水性能研究现状和进展[J];化学与生物工程;2014年02期

5 何玉鑫;瞿县;;磷石膏基胶凝材料复合特种化纤的性能研究[J];水泥技术;2014年01期

6 贾兴文;吴洲;马英;;磷石膏建材资源化利用现状[J];材料导报;2013年23期

7 叶学东;;磷石膏综合利用现状及分析[J];磷肥与复肥;2013年06期

8 韩青;罗康碧;李沪萍;张英才;王琦;向兰;;磷石膏的高效利用——硫酸钙晶须的制备与应用[J];无机盐工业;2013年07期

9 郭治华;李国刚;;磷石膏在新型墙体材料中的应用研究[J];砖瓦;2013年04期

10 王东;刘凯;;有机硅憎水剂对不同石膏性能的影响[J];四川建材;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 沈燕;利用磷石膏制备高硫型贝利特硫铝酸盐水泥的研究[D];重庆大学;2015年

2 李美;磷石膏品质的影响因素及其建材资源化研究[D];重庆大学;2012年

3 彭家惠;建筑石膏减水剂与缓凝剂作用机理研究[D];重庆大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 俞波;非煅烧磷石膏砌块的研究[D];武汉理工大学;2007年

2 吴莉;缓凝剂对建筑石膏性能的影响和作用机理研究[D];重庆大学;2002年

，

本文编号：1112939