磷石膏α半水石膏制备轻质墙体材料的研究

发布时间：2017-08-29 00:35

  本文关键词：磷石膏α半水石膏制备轻质墙体材料的研究

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【摘要】：磷石膏是利用磷矿石生产磷酸伴随产生的工业副产物,其主要成分为二水硫酸钙,同时含有磷酸,磷酸盐,氟化物,少量的放射性物质和脂肪酸,胺类和酮等有机物杂质。在我国磷石膏的每年排放量已达到4000万吨,但是其利用率很低。主要原因是磷石膏中存在多种杂质,严重影响了其性能。磷石膏的大吨位输出占用了大量土地资源,严重污染了大气、土壤、水环境等,影响人类的生存环境。目前,利用磷石膏制造建筑材料是其资源化利用的主要有效途径。在我国建筑能耗占社会总能耗的50%左右,因此发泡石膏墙体材料作为一种绿色环保材料,具有质轻、降噪、保温、隔音等特性被越来越重视和广泛利用。因此利用磷石膏α半水石膏制备轻质墙材既可以减少磷石膏的堆放量,又可以防止天然石膏的过度开采和消耗,具有很大经济效益和环境效益。本论文研究以实验室中试制备出的磷石膏α半水石膏,通过加入发泡材料制备轻质墙材,进而研究了磷石膏α半水石膏轻质墙材的工艺条件及发泡材料对其性能的影响规律,并用电子万能试验机、扫描电镜(SEM)等测试手段对其半水石膏的结构及晶体形貌进行了分析研究。研究内容主要包括以下几方面：(1)研究了实验室中试基地产出的磷石膏α半水石膏的基础性能。主要测试其三个主要性能：一是流动性,主要目的是获得标准用水量。二是测试其缓凝时间,获得初凝时间和终凝时间。三是测试标准用水量下,石膏试块的干基抗折和抗压强度。实验结果：按照GB9776-2008《建筑石膏》标准,石膏在标准用水量下落料浆饼直径为180mm±5mm。因此最后选择标准用水量为0.45。试块的初凝时间是：5min,终凝时间是：27min。干基抗折强度为7.2MPa,干基抗压强度为22.6MPa,密度为1.40g/cm3。(2)双氧水发泡工艺的研究。一是通过对比试验选取双氧水发泡工艺；二是通过单因素试验、多因素试验研究出双氧水、激发剂、缓凝剂及稳泡剂的掺量配比对轻质墙材的影响规律；三是确定磷石膏a半水石膏轻质墙材的工艺流程。(3)对磷石膏α半水石膏轻质墙材进行表征分析,结果可知利用双氧水发泡材料制备的磷石膏α半水石膏轻质墙材,试块内气孔均匀,气孔的直径在0.8-1.2mm之间,孔壁完整,试块表面平滑。经过测试,相对于选用的其它发泡剂制备的试块强度更高。同时,由于气孔数量的增加、气孔孔壁的完整性更好,试块的保温性、隔音性、耐水性也会有所提高。实验确定在水灰比0.45,每1Kg浆料双氧水掺量3.00ml、激发剂掺量0.20g,缓凝剂掺量0.50‰、Ⅱ-型稳泡剂掺量0.10‰的最优工艺条件下,磷石膏试块干基抗压强度为7.90MPa,干基抗折强度为2.31 MPa,体积密度为0.80g/cm3
【关键词】：磷石膏 α半水石膏 轻质 墙体材料
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X781.3;TU564.5
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 研究的背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-22
• 1.2.1 磷石膏的研究现状14-16
• 1.2.2 无机发泡材料的研究现状16-17
• 1.2.3 发泡石膏的研究现状17-18
• 1.2.4 发泡剂的应用现状18-20
• 1.2.5 泡沫制备技术现状20-21
• 1.2.6 稳泡剂应用现状21-22
• 1.3 研究创新点22-23
• 第二章 试验材料、设备与试验方法23-29
• 2.1 试验原料23-24
• 2.2 实验仪器与设备24
• 2.3 分析方法24-27
• 2.3.1 JCT698-2010石膏砌块标准24
• 2.3.2 标准稠度用水量测定24-25
• 2.3.3 凝结时间测定方法25
• 2.3.4 泡沫石膏浆体稳定性表征方法25
• 2.3.5 试块的强度测定方法25-26
• 2.3.6 绝干试块的密度测定26
• 2.3.7 绝干试块的抗折强度测定26
• 2.3.8 绝干试块的抗压强度测定26
• 2.3.9 试块耐水性测定26-27
• 2.4 微观测试方法27
• 2.4.1 扫描电子显微镜分析(SEM)27
• 2.5 试验方案与工艺流程27-29
• 2.5.1 试验方案27-28
• 2.5.2 工艺流程28-29
• 第三章 磷石膏A半水磷石膏粉的性能研究29-33
• 3.1 α半水磷石膏粉流动度的测定29
• 3.2 α半水磷石膏初凝时间和强度的测定29-30
• 3.3 α半水磷石膏SEM分析30-31
• 3.4 小结31-33
• 第四章 发泡剂及发泡工艺的研究33-45
• 4.1 发泡剂的发泡原理33
• 4.2 发泡剂的性能研究33-39
• 4.2.1 十二烷基苯磺酸钠(SDBS)33-36
• 4.2.2 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)36-38
• 4.2.3 双氧水发泡剂38-39
• 4.3 双氧水发泡剂与激发剂掺量配比测定39-43
• 4.4 双氧水发泡剂起泡过程43-44
• 4.5 小结44-45
• 第五章 外加剂的影响及机理研究45-57
• 5.1 缓凝剂对发泡石膏的作用影响45-49
• 5.1.1 缓凝剂探究试验45-46
• 5.1.2 柠檬酸掺量试验46-48
• 5.1.3 柠檬酸的缓凝机理48-49
• 5.2 稳泡剂剂对发泡石膏性能影响49-55
• 5.2.1 稳泡剂探究试验50-52
• 5.2.2 Ⅱ-型稳泡剂掺量试验52-55
• 5.2.3 Ⅱ-型稳泡剂的机理分析55
• 5.3 小结55-57
• 第六章 结论与建议57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 建议58-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-67
• 附录A 攻读学位期间发表的论文67-69
• 附录B 攻读学位期间获奖情况69

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本文编号：750413