石膏发泡剂及发泡石膏的优化设计与性能研究

发布时间：2020-11-13 03:35

　　 随着大气治理的深入推进,脱硫石膏的数量日趋增加。如何实现脱硫石膏的综合利用,是实现节能减排和环境综合治理的关键所在。将脱硫石膏资源化的主要途径是建材化,其中将其制成高强、质轻的墙体材料则是最有市场前景的产业方向。但是,在技术上需要突破应用瓶颈,即如何在降低石膏材料密度的同时,仍使之保持符合建筑标准的强度。本文正是基于这个市场背景以及技术需求,采用物理发泡方法制备发泡石膏,考察了发泡剂组成、分散剂分子结构对发泡石膏的密度、泡孔结构、力学等性能的影响,以期制备符合建筑需要的轻质高强石膏墙体材料。主要研究结果如下:(1)单组分发泡剂中AOS发泡剂起泡性能最好,在0.7%的掺量下,发泡倍率为25.17,且所制备的发泡石膏样品具有较高的力学性能。AOS与蛋白发泡剂、MPS的复配均改善了石膏的力学性能。随着泡沫石膏中泡沫添加量的增加,石膏孔隙率增加,密度降低,导热系数减小,保温性增加,强度降低,平均孔径增大。孔隙率与石膏强度呈负相关,Balshin和Ryshkevitch较其他两种模型具有更好的相关性。导热系数与孔隙率呈负线性相关。(2)研究了分散剂对石膏的影响,聚羧酸分散剂因静电排斥和空间位阻排斥力双重作用,使得在较低掺量下仍具有较好的流动度,提高石膏制品的抗压抗折强度。PCE的添加使得抗压强度由5.9MPa增加至7.1MPa,强度提高了接近20%。聚羧酸分散剂中的KEP-50、MPEG、CVPEG以及单体丙烯酸等残余单体对石膏浆体存在着不同的影响。(3)随着水膏比的增加,比强度呈先增大后减小的趋势,在水膏比为0.60时,具有最高的比强度值。石膏粉来源对发泡石膏的强度有一定的影响,硬石膏组分的增加有利于石膏的强度的提升。水泥、粉煤灰的添加可以提高发泡石膏的强度。纤维可较好的提高石膏的抗折能力,但对抗压能力的提升效果有限,推荐添加量为1%左右。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ177.3
【部分图文】：

０．００３?０．００４?０．００５?０．００６?０．００７?０．００８?０．００９??浓度??图２．１发泡剂种类与浓度对发泡倍率的影响??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｏａｍｉｎｇ?ａｇｅｎｔ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｆｏａｍｉｎｇ?ｒａｔｉｏ??２７００－｜?????２４００－??２１００：?ｚｚ—ｉｒｒ??１８〇〇－??２?１５００－?’?二二??Ｓ?１７００＇?－＾－ＬＡＢ??螂?１２００－??朵?９００－??６００－?＊?卜—?《??■???ｉｉ—?ｉ?鬌?＂￣＂＂＂＂??３００：仁??０?０．００３?０．００４?０．００５?０．００６?０．００７?０．００８?０．００９??浓度??图２．２发泡剂种类与浓度对发泡稳定性的影响??Ｆｉｇ?２．２?Ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｙｐｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｏａｍｉｎｇ?ａｇｅｎｔ?ｏｎ?ｆｏａｍｉｎｇ?ｓｔａｂｉｌｉｔｙ??由表２．４－表２．９及图２．１、图２．２可知，在起泡能力方面，ＡＯＳ的发泡倍率最高，ＢＳ、??ＣＡＢ次之，蛋白发泡剂最差；在泡沫稳定性方面，蛋白的半衰期最长，ＢＳ＿１２最短。??ＡＯＳ发泡倍率高，原因是阴离子表面活性剂ＡＯＳ表面张力很低，有效的降低了溶??液的表面张力。??蛋白发泡剂稳定性好是因为当蛋白质发泡剂中含有分解形成的短链的可溶性的多??肽，其溶解于水后，可形成一定粘度的胶体溶液，由于溶液中具有很强的亲水性基团如??羧基、羟基等和疏水基团如长碳链烃基

Ｋ１２?ＣＡＢ?ＢＳ?ＬＡＢ?ＡＯＳ?蛋白??泡沫种类??图２．５泡沫种类对发泡石資密度的影响??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｆｏａｍ?ｔｙｐｅｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｆｏａｍｅｄ?ｇｙｐｓｕｍ??

Ｋ１２?ＣＡＢ?ＢＳ?ＬＡＢ?ＡＯＳ?蛋白??泡沫种类??图２．４泡沬种类对发泡石音重量的影响??Ｆｉｇ?２．４?Ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｆｏａｍ?ｔｙｐｅｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｗｅｉｇｈｔ?ｏｆ?ｆｏａｍｅｄ?ｇｙｐｓｕｍ??１０００＇?网密度??８００＇?＾７］?＾７］?—７ｊ?Ｉ??／／＊??§?４００－??２〇〇＂ｉｉｉ?ｊ：：?ｊ??Ｑ?＿?＿?＿?＼／／Ａ?／，＼?＿?＼－?■?Ｉ?＿?丨，Ｖ．；．＇?’七?Ｉ?／＇Ａ?＼?／，＼?／，－?＼??Ｋ１２?ＣＡＢ?ＢＳ?ＬＡＢ?ＡＯＳ?蛋白??泡沫种类??图２．５泡沫种类对发泡石資密度的影响??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｈｅ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｆｏａｍ?ｔｙｐｅｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｆｏａｍｅｄ?ｇｙｐｓｕｍ??
【参考文献】

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本文编号：2881668