卫生陶瓷模具石膏性能劣化规律及改性研究

发布时间：2017-06-06 16:13

  本文关键词：卫生陶瓷模具石膏性能劣化规律及改性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石膏模具具有价格低廉、吸水率高、制作简单、线条饱满、绿色环保等一系列优点,因此成为陶瓷注浆工艺中使用的主要模具。但石膏为微溶材料且自身疏松多孔,所以石膏模具强度低,耐水耐溶蚀性差,使用寿命较短。这些缺点直接造成企业生产成本的增加和石膏资源的浪费。因此明确模具石膏性能劣化机制,对模具石膏进行改性研究,延长石膏模具使用寿命是我国陶瓷行业急需解决的核心问题。本文通过实验室模拟卫生陶瓷注浆工艺过程,系统研究了模具石膏在注浆工艺过程中性能的周期性劣化规律及裂化机制,对比研究了水分及电解质干湿循环过程中模具石膏性能的周期性劣化规律,从而确定影响石膏模具性能的主要因素;在此基础上进一步对模具石膏进行改性技术研究。在实验室模拟注浆工艺过程中,10周期以内是石膏模具快速吸浆阶段,10至40周期为吸浆稳定阶段,40周期后吸浆性能快速下降;循环至60周期时吸水率、绝干强度、饱水强度分别为24.50%、3.95MPa、1.60MPa,较初始性能降幅分别为21.58%、24.33%、42.86%,并且模具表面出现掉粉、起皮等现象,成型坯体的质量急剧下降,难以满足陶瓷行业的要求。对比纯水及电解质对模具石膏的干湿循环试验可知,水分的溶解作用使石膏硬化体内部晶体结构改变,晶体间有效搭接程度降低,晶体结构更加疏松,导致模具石膏力学性能下降;陶瓷泥浆中的电解质与石膏作用进一步加剧了模具石膏的溶蚀破坏,导致石膏表观状态严重劣化。其中,泥浆中的细微黏土颗粒对模具石膏孔隙的堵塞是造成模具吸水性能下降的最主要因素。从提高石膏强度及耐水耐溶蚀性能出发,本文采用聚羧酸减水剂、高强石膏、铝酸盐水泥添加及草酸钠溶液浸泡的技术手段对模具石膏进行改性处理。研究表明聚羧酸减水剂、高强石膏、铝酸盐水泥的最佳掺量分别为0.20%、30%、6%,草酸钠浸泡的最佳浓度为0.15mol/L。进一步对最佳工艺改性后的模具石膏进行干湿循环试验研究发现,高强石膏和减水剂的添加对模具石膏的耐溶蚀性能具有较好的改善效果;60周期时,其溶蚀率较空白组分别下降61.67%和67.43%。0.15mol/L草酸钠溶液改性后的模具石膏表面生成大量簇状晶体结构,降低了二水石膏的溶解,增强了模具石膏的耐水耐溶蚀性;60周期时,其饱水强度较空白组增加16.48%、溶蚀率降低54.0%。
【关键词】：卫生陶瓷模具石膏 性能劣化规律 改性技术 吸水性能 力学性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.37;TQ174.6
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 我国卫生陶瓷发展概况8
• 1.2 模具石膏在卫生陶瓷行业中的应用现状8-11
• 1.2.1 卫生陶瓷制品成型方法8-9
• 1.2.2 石膏模具的特点9-10
• 1.2.3 石膏模具存在的问题10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.4 研究目标及意义12-13
• 1.4.1 研究目标12-13
• 1.4.2 研究意义13
• 1.5 主要研究内容及研究思路13-16
• 1.5.1 研究内容13-14
• 1.5.2 研究思路14-16
• 2 原材料及试验方法16-20
• 2.1 原材料16-17
• 2.1.1 天然建筑石膏16
• 2.1.2 其他实验用原材料16-17
• 2.2 试验方法17-20
• 2.2.1 石膏三相分析17-18
• 2.2.2 标准稠度用水量的测定18
• 2.2.3 凝结时间的测定18
• 2.2.4 强度的测定18-19
• 2.2.5 吸水率的测定19
• 2.2.6 吸水速率的测定19
• 2.2.7 软化系数19
• 2.2.8 溶蚀率19
• 2.2.9 微观技术19-20
• 3 模具石膏性能劣化规律研究20-37
• 3.1 模拟注浆工艺过程中模具石膏性能下降规律的研究20-25
• 3.1.1 泥浆对模具石膏宏观性能的影响21-24
• 3.1.2 泥浆对模具石膏微观结构的影响24-25
• 3.2 水分干湿循环过程中模具石膏性能下降规律的研究25-30
• 3.2.1 水分对模具石膏宏观性能的影响26-29
• 3.2.2 水分对模具石膏微观结构的影响29-30
• 3.3 电解质溶液干湿循环过程中模具石膏性能下降规律的研究30-34
• 3.4 对比分析三种物质对模具石膏性能的影响34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 4 模具石膏改性技术研究37-55
• 4.1 聚羧酸减水剂对模具石膏性能的影响37-41
• 4.1.1 聚羧酸减水剂对模具石膏宏观性能的影响37-39
• 4.1.2 减水剂改性模具石膏在水分干湿循环过程中性能下降规律39-41
• 4.2 高强石膏对模具石膏性能的影响41-45
• 4.2.1 高强石膏对模具石膏宏观性能的影响41-43
• 4.2.2 高强石膏改性模具石膏在水分干湿循环过程中性能下降规律43-45
• 4.3 草酸钠对模具石膏性能的影响45-50
• 4.3.1 草酸钠对模具石膏宏观性能及微观结构的影响45-48
• 4.3.2 草酸钠改性模具石膏在水分干湿循环过程中性能下降规律48-50
• 4.4 水泥对模具石膏性能的影响50-53
• 4.4.1 铝酸盐水泥及硫铝酸盐水泥对模具石膏宏观性能的影响50-52
• 4.4.2 铝酸盐水泥改性模具石膏在水分干湿循环过程中性能下降规律52-53
• 4.5 本章小结53-55
• 5 结论55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录61
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录61

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