发泡磷石膏轻质材料的制备与基本性能

发布时间：2017-08-02 01:22

  本文关键词：发泡磷石膏轻质材料的制备与基本性能

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【摘要】：磷石膏是磷酸生产过程中的副产品,由于杂质对性能影响较大以及成分波动大等原因,造成磷石膏以工业废料的形态处于堆存状态,这不仅造成了资源的浪费,也给排放企业造成负担,同时对周边环境造成严重的污染。本课题以磷石膏的高效利用为主要目的,通过掺加碱性物质、矿物掺合料、减水剂和缓凝剂调节流动性能、凝结性能,并掺加水泥对强度和耐水性能进行改善,最后通过发泡的方式制备出了轻质磷石膏材料,并对微观结构进行了研究。加入矿物掺合料后,磷石膏浆体的流动性和凝结性能均得到改善。硬化体的强度随矿物掺合料的增多而下降,同时掺加矿渣时硬化体的强度高于粉煤灰,但是当矿渣掺量过多时会出现开裂现象,最后确定石膏与粉煤灰最佳比例为8:2,磷石膏与矿渣最佳比例为9:1;掺入碱性物质可以起到激发矿物掺合料活性的作用,同条件下熟石灰的激发效果优于普通硅酸盐水泥,熟石灰的最佳为矿物掺合料和石膏总质量的6%左右。掺入0.3%聚羧酸减水剂可降低石膏用水量60%,并且大幅度提高了浆体的流动性能,但掺量较大时会导致石膏强度降低。柠檬酸可以大幅度延长石膏的凝结时间,同时引起一定程度的强度损失,并且凝结时间延长越多时强度降低越显著。掺35%普硅水泥使石膏硬化体28 d抗压强度提高了97.9%,软化系数由原来的0.36提高到0.46。随着泡沫掺量由0%增加至60%,石膏强度由17.9 MPa下降到1.7 MPa,干燥体积密度由1404.9 kg/m3下降到521.7 kg/m3,导热系数由0.4246 W/(m·K)下降到0.0724 W/(m·K)。对于发泡石膏轻质材料,表层喷涂有机硅可以显著提高其表面防水效果。对于磷石膏体系,掺入粉煤灰使硬化体孔隙率增加,但最可几孔径有所降低;掺入水泥可以同时降低孔隙率和最可几孔径,使孔隙结构细化。
【关键词】：磷石膏 预处理 外加剂 泡沫 微观结构
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.31
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 磷石膏特性与应用现状8-14
• 1.2.1 磷石膏的预处理8-10
• 1.2.2 杂质对磷石膏性能的影响10-11
• 1.2.3 磷石膏在建筑材料中的应用11-14
• 1.3 石膏改性国内外研究现状14-18
• 1.3.1 减水剂的作用效果15
• 1.3.2 缓凝剂的作用效果15-16
• 1.3.3 石膏制品的防水改性16-17
• 1.3.4 石膏轻质材料的制备17-18
• 1.4 本论文主要研究内容18-19
• 第2章 原状磷石膏的预处理19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 原材料以及试验方法19-21
• 2.2.1 磷石膏19-20
• 2.2.2 试验仪器与试验方法20-21
• 2.3 磷石膏热处理参数的确定21-27
• 2.3.1 脱水温度的确定21-22
• 2.3.2 脱水时间对产物的影响22-24
• 2.3.3 脱水时间对强度的影响24-25
• 2.3.4 陈化时间对强度的影响25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 磷石膏的凝结调控与强化改性28-60
• 3.1 引言28
• 3.2 原材料以及试验方法28-34
• 3.2.1 原材料28-30
• 3.2.2 试验仪器和试验方法30-31
• 3.2.3 改性石膏养护条件的确定31-33
• 3.2.4 试验基本配合比以及试验结果33-34
• 3.3 矿物掺合料对磷石膏性能的影响34-38
• 3.3.1 矿物掺合料对浆体流动性的影响34-35
• 3.3.2 矿物掺合料对磷石膏凝结时间的影响35-36
• 3.3.3 矿物掺合料对强度的影响36-38
• 3.3.4 矿物掺合料对耐水性的影响38
• 3.4 碱性物质对石膏强度和耐水性的影响38-40
• 3.4.1 碱含量对石膏强度的影响39-40
• 3.4.2 碱含量对于耐水性的影响40
• 3.5 减水剂对改性石膏性能的影响研究40-43
• 3.5.1 减水剂对石膏需水量的影响41-42
• 3.5.2 减水剂对于石膏流动性的影响42-43
• 3.5.3 减水剂对石膏强度的影响43
• 3.6 缓凝剂对于石膏性能的影响43-46
• 3.6.1 缓凝剂对于凝结时间的影响44-45
• 3.6.2 缓凝剂对于石膏强度的影响45-46
• 3.7 水泥-磷石膏复合体系的性能研究46-49
• 3.7.1 水泥对于强度的影响46-47
• 3.7.2 水泥对于耐水性的影响47-48
• 3.7.3 复合体系的体积稳定性48-49
• 3.8 改性石膏的微观形貌分析49-53
• 3.8.1 矿物掺合料对改性石膏微观形貌的影响49-51
• 3.8.2 碱性物质对改性石膏微观形貌的影响51-52
• 3.8.3 水泥强化对改性石膏微观形貌的影响52-53
• 3.9 改性石膏孔结构分析53-58
• 3.9.1 水胶比与矿物掺合料对孔结构的影响54-55
• 3.9.2 龄期对孔结构的影响55-57
• 3.9.3 水泥对于孔结构的影响57-58
• 3.10 本章小结58-60
• 第4章 发泡改性磷石膏的制备与性能60-72
• 4.1 引言60
• 4.2 原材料和试验方法60-62
• 4.2.1 试验原材料60-61
• 4.2.2 试验仪器和方法61-62
• 4.3 发泡改性磷石膏的成型质量62-65
• 4.3.1 流动性对于发泡效果的影响62-63
• 4.3.2 发泡量对于发泡效果的影响63-65
• 4.4 发泡量对物理性能的影响65-66
• 4.5 有机硅对发泡石膏的防水改性66-68
• 4.5.1 有机硅对体积密度的影响66-67
• 4.5.2 有机硅对防水性的影响67-68
• 4.6 发泡石膏的微观结构分析68-71
• 4.7 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-78
• 致谢78

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本文编号：607063