磷石膏基功能型泡沫石膏的制备与性能研究

发布时间：2020-03-17 23:57

【摘要】：磷石膏是湿法制磷酸的副产物,每生产1吨P_2O_5,会形成4.5~5.5吨磷石膏。据统计,2016年我国排放磷石膏约7600万吨,综合利用率为36.51%,总堆存量超过4亿吨。磷石膏中残留的强酸和磷、氟、有机物等杂质随着雨水进入地下,污染土地、地下水;磷石膏粉尘污染空气,如何处理并有效利用磷石膏一直是个国际性难题。本着提高磷石膏的利用率出发,制备一种具有高附加值的绿色建筑材料意义重大。本文利用磷建筑石膏制备功能型泡沫石膏,旨在获得容重与强度可精确调控,拥有良好保温、吸声性能的泡沫石膏产品。主要进行了以下几个方面的工作:研究了氢氧化钙不同掺量对磷建筑石膏pH和强度的影响,并对其机理进行解释;研究了缓凝剂、保水剂对磷建筑石膏凝结时间的影响,并研究了酸性、弱碱性、强碱性条件下的SC与SA单掺与复掺的缓凝效果,通过综合考虑强度和凝结时间,确定了酸性和弱碱性条件下的最优缓凝剂;研究了碳酸氢钠制备泡沫石膏,并指出了其中的问题;重点研究了酸性和弱碱性条件下的双氧水发泡,考虑了凝结时间、水温、水膏比、pH、HPMC、MnO_2、H_2O_2对发泡效果的影响;最后探索了HPMC、K12、F10和高强石膏对泡沫石膏的功能化改性。研究结果表明:1、考虑凝结时间和绝干强度,在酸性条件下,磷建筑石膏的缓凝剂选择SC;弱碱性条件下选择SC与SA按质量比4:1复掺。HPMC掺量增大,会延长磷建筑石膏的初凝时间,但不影响终凝时间。2、随高强石膏在磷建筑石膏中的掺量增大,凝结时间延长,容重和绝干强度增加,2h线性膨胀率先减小后增大;形成的二水石膏的晶体结构并未变化。由于两种半水石膏水化速率的差异,造成析晶的不同步,形成内应力,使得二水石膏结构网络部分断裂。宏观表现为:随混合相石膏硬化体龄期增加,抗压强度出现下降过程;随高强石膏掺量增多,2h线性膨胀率先减小后增大。3、双氧水发泡磷建筑石膏,其发泡效果不是单一因素的主导,而是由多个影响因素共同决定。要获得较好的发泡效果,需要调控发气速率和凝结速率,使两者相匹配。弱碱性条件下,使用少量的催化剂即可获得较好的发泡效果,比酸性条件发泡更经济。导热系数和吸声系数的变化规律不能单独用孔隙率解释,是由孔隙率、孔尺寸、孔大小综合影响。容重相同时,泡沫石膏绝干抗压强度大致相同,F10、高强石膏使强度增加。
【图文】：

技术路线图,速率,分解速率,难点

随后，pH 增大，分解速率有所下降。由此可知，影响发气因素很多，，调控发气速率与凝结速率相匹配仍是难点。4.4 技术路线图本次研究的技术路线图如 1-1 所示：

粒度分布,建筑石膏

图 2-1 磷建筑石膏的 SEM知，磷建筑石膏主要成分是 CaSO4·0.5H2O，含的峰更强，含量更多，为主要物相；SiO2含磷建筑石膏中杂质种类较多，主要是杂质 P、别计算得 CaSO4·0.5H2O 含量为 88.5%、86.3%半水石膏的含量为 88.5%。表 2-1 磷建筑石膏的化学组成/ wt%3SiO2P2O5SO3CaO Fe2O6 6.10 0.86 47.95 34.41 0.28筑石膏的粒度分布图，从图中可以看出d(0.1)(0.9)为 72.103 μm，颗粒级配较好。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ177.37

【相似文献】