磷石膏制备高强石膏及应用的研究

发布时间：2017-04-08 20:20

  本文关键词：磷石膏制备高强石膏及应用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高强石膏制品具有强度高、硬度大、耐磨性好、轮廓清晰、梭角突出、仿真性强等优点,被广泛应用于陶瓷、精密铸造、医用、艺美术等领域。传统的高强石膏制备方法因存在工艺复杂、成本高、制品性能不稳定等问题,本论文针对以上问题采用半液相法以现排磷石膏为原料制备出1d干抗压强度超过50MPa的高强石膏粉,并深入研究转晶剂在其中的作用机理。研究了现排磷石膏的物理、化学性质,并针对杂质种类对其采取石灰中和预处理,研究了石灰掺量、陈化时间对原料的影响。总结水热法和蒸汽加压法的优缺点,利用半液相法以羧酸作为转晶剂制备高强石膏,实验表明:原状磷石膏pH为2.9,随生石灰掺量的增加和陈化时间的延长而增大,生石灰掺量在0.5%-0.7%陈化12h时pH为7.4-8.5,pH在中性偏碱性区间有利于α半水石膏晶体生长。石灰过高会影响α半水石膏结晶完整性。蒸压温度是制备高强石膏的最重要因素,温度过高会导致晶体尺寸过小水化速率降低。半液相法工艺的最佳工艺参数为蒸压温度140℃,蒸压时间3h,石灰掺量0.5%,陈化时间24h,料浆浓度25%,平均粒度在22.4-69.5μm。最佳工艺条件下可制备出2h抗压强度28.1MPa,2h抗折强度6.8MPa,1d干抗压强度52.3MPa的高强石膏粉。转晶剂对晶体生长习性有重要作用,转晶剂掺量不足所制备的高强石膏晶体呈棒状,掺量过高会抑制半水石膏晶体的生长。顺丁烯二酸可以有效控制α半水石膏晶体向着短柱状形态生长,顺丁烯二酸掺量在0.1%-0.2%即可制备的高强石膏强度可超过50MPa。转晶剂在α半水石膏晶体生长过程中可以通过吸附-解吸的方式作用在晶体表面,但是并没有通过化学成键的方式改变晶体物相。高强石膏粉掺入0.3%乳胶粉,双氧水3.0%(双氧水:石灰为7:1),硬脂酸钠掺量0.6%可制备密度和抗压强度分别为371kg/m3,0.8MPa。外涂有机硅可以制备密度600kg/m3吸水率接近2%的泡沫混凝土。水泥掺量20%,粉煤灰40%可制备密度747.9kg/m3,抗压强度4.0MPa,吸水率为1.0%的泡沫混凝土。
【关键词】：磷石膏 半液相法 高强石膏 石灰中和 转晶剂
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-15
• 1.1.1 磷石膏应用现状12-14
• 1.1.2 磷石膏的预处理14-15
• 1.1.3 磷石膏的物化性能15
• 1.2 高强石膏研究现状15-19
• 1.2.1 高强石膏的利用现状15-16
• 1.2.2 高强石膏的制备现状16-18
• 1.2.3 转晶剂研究现状18-19
• 1.3 本论文选题依据及研究意义19-21
• 1.4 研究内容及目的21
• 1.4.1 主要研究内容21
• 1.4.2 主要研究目标21
• 1.5 技术路线21-23
• 2 实验原料、仪器设备及分析测试方法23-28
• 2.1 实验原料与试剂23-24
• 2.2 实验仪器与设备24-25
• 2.3 实验分析测试方法与条件25-28
• 2.3.1 微观性能测试25-26
• 2.3.2 凝结时间的测定26
• 2.3.3 标准稠度用水量的测定26
• 2.3.4 力学性能的测定26
• 2.3.5 粒度分析26-27
• 2.3.6 容重的测定27
• 2.3.7 腐蚀性及放射性分析27
• 2.3.8 pH的测定27
• 2.3.9 结晶水含量与二水硫酸钙测定27
• 2.3.10 可溶氟、磷的测定27-28
• 3 高强石膏的制备及性能研究28-53
• 3.1 原料物化性能表征28-31
• 3.1.1 X射线荧光分析28
• 3.1.2 形貌及物相分析28-29
• 3.1.3 磷石膏物相分析29
• 3.1.4 粒度分析29-30
• 3.1.5 热稳定性分析30-31
• 3.1.6 腐蚀性及放射性分析31
• 3.2 磷石膏预处理研究31-33
• 3.2.1 石灰掺量对磷石膏的影响31-32
• 3.2.2 陈化时间对磷石膏的影响32-33
• 3.3 半液相法工艺参数研究33-51
• 3.3.1 蒸压温度对高强石膏性能的影响33-37
• 3.3.2 蒸压时间对高强石膏性能的影响37-39
• 3.3.3 石灰掺量对高强石膏性能的影响39-43
• 3.3.4 陈化时间对高强石膏性能的影响43-45
• 3.3.5 料浆浓度对高强石膏性能的影响45-46
• 3.3.6 磷石膏细度对高强石膏性能的影响46-47
• 3.3.7 正交实验确定最佳工艺参数47-49
• 3.3.8 影响因素的显著性分析49-50
• 3.3.9 正交实验结果的表征分析50-51
• 3.4 小节51-53
• 4 转晶剂对高强石膏性能的影响53-70
• 4.1 无转晶剂条件制备高强石膏53-54
• 4.2 顺丁烯二酸对高强石膏性能的影响54-56
• 4.3 丁二酸对高强石膏性能的影响56-58
• 4.4 酒石酸钠对高强石膏性能的影响58-60
• 4.5 氨三乙酸对高强石膏性能的影响60-62
• 4.6 柠檬酸钠对高强石膏性能的影响62-64
• 4.7 EDTA对高强石膏性能的影响64-65
• 4.8 转晶剂机理的研究65-68
• 4.8.1 EDS分析66-67
• 4.8.2 FT-IR分析67
• 4.8.3 晶面参数分析67-68
• 4.9 小结68-70
• 5 高强石膏泡沫混凝土的研究70-80
• 5.1 高强石膏泡沫混凝土的制备70-74
• 5.1.1 双氧水 /石灰比例的确定70-71
• 5.1.2 乳胶粉掺量对高强石膏泡沫混凝土的影响71-72
• 5.1.3 硬脂酸钠对高强石膏泡沫混凝土的稳泡作用72-73
• 5.1.4 不同密度高强石膏泡沫混凝土的制备73-74
• 5.2 有机硅对高强石膏泡沫混凝土的防水处理74-75
• 5.3 水泥、粉煤灰对泡沫混凝土的影响75-79
• 5.4 小结79-80
• 结论80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-89
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果89

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本文编号：293615