再生建筑石膏制备工艺及其资源化利用研究

发布时间：2017-07-08 10:14

  本文关键词：再生建筑石膏制备工艺及其资源化利用研究

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【摘要】：石膏是一种绿色建材,在建筑上广泛应用。我国石膏资源丰富,但资源分布不均衡、优质石膏资源比例小。石膏得到广泛应用的同时,产生了大量的废弃石膏。这些废弃石膏既占用耕地,又污染环境,更是资源的一种浪费。理论上石膏是可以循环利用的,但是目前对石膏的研究主要是针对原生石膏和工业副产品石膏,而对废弃石膏的研究较少。随资源危机越来越严重,对材料的再利用显得更为重要。所以,有必要研究废弃石膏,从而为废弃石膏资源化再利用提供理论上的指导。本课题组前期已对再生石膏做了一定的基础性研究,已从相组成、热性能、微观结构等方面揭示了再生与原生石膏存在的差异。本文在此基础上探索了再生石膏最佳制备工艺,并探索了再生石膏的资源化利用途径。再生石膏热性能不同于原生石膏,适合原生石膏的生产工艺不能照搬应用于再生石膏。本文通过改变粉磨时间、煅烧温度、煅烧时间三个条件探索再生石膏的最佳制备工艺;再生石膏性能不好,需要添加外加材料改性之。石膏中常掺加减水剂或水泥以改善其性能,且建筑石膏废弃有时较难与水泥砂浆分离,所以,本文研究减水剂、水泥对原生与再生石膏性能的影响;再生石膏凝结时间较长,强度较低,抹灰石膏要求有较长的凝结时间而对石膏强度要求不高,因此再生石膏宜用于制备抹灰石膏。本文通过掺加外加剂,对再生石膏的凝结时间、保水性、粘结性、强度几个方面进行改性,在掌握了几种外加剂对再生石膏性能影响规律的基础上,确定外加剂最佳掺量,配制出性能良好的再生石膏基抹灰石膏。研究结果表明,再生石膏最佳制备工艺不同于原生石膏。所需粉磨时间较原生石膏长;所需煅烧温度较原生石膏低。分析表明,这是由于再生石膏石膏比表面积增加到一定程度,颗粒细小,表面光滑易流动造成标稠需水量减小,加之再生石膏的热稳定性降低,脱水温度下降。按照最优工艺制备的再生石膏初凝时间为8min,终凝时间为12min,2h抗折强度为2.33MPa,抗压强度为4.45MPa,性能满足GBT9776-2008《建筑石膏》等级为2.0的石膏标准。聚羧酸减水剂对再生石膏具有比原生石膏更强的减水能力,在掺量0.20%内,再生石膏性能持续增强,硅酸盐水泥对再生石膏强度有所改善。分析表明,这是由于再生石膏比表面积大,易于聚羧酸减水剂分散作用的发挥;水泥水化产物与石膏晶体交织生长提高了其力学性能。原生石膏中的减水剂对其再生石膏仍有减水作用,而原生石膏中的水泥对其再生石膏只有不利影响。分析表明,这是由于生产再生石膏的煅烧温度不足以使聚羧酸减水剂产生热分解和脱附,而水泥在再生过程中水化不可逆,再生后成为惰性粉末对石膏强度不利。用三聚磷酸钠缓凝剂调节再生石膏凝结时间,存在临界掺量(0.4%),在此掺量以上,凝结时间显著增加,强度劣化严重。用羟丙基甲基纤维素醚改善再生石膏的保水性,它改善石膏保水性的同时对石膏强度不利,选择掺量0.15%。掺加胶粉以改善再生石膏的粘结性能,在临界掺量(1.5%)以下,对粘结性能有利,临界掺量以上不利。再生石膏强度随减水剂或脱硫石膏的掺入均有所增加,选择掺加0.05%的减水剂或20%的脱硫石膏,几种外加剂的加入制得的再生石膏基面层抹灰石膏满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》标准要求。对于底层抹灰石膏,宜选用20-40目的砂,砂胶比1:0.5,所制得的底层抹灰石膏也能满足标准要求。
【关键词】：再生石膏 工艺 减水剂 水泥 抹灰石膏
【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】：TQ177.3
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 石膏及其资源利用现状10-12
• 1.1.1 石膏特性及其变体10-11
• 1.1.2 石膏的资源利用现状11-12
• 1.2 石膏的再利用面临的问题及研究现状12-15
• 1.2.1 石膏再生利用的现实意义12-13
• 1.2.2 再生石膏国内外利用现状13-14
• 1.2.3 再生石膏国内外研究现状14
• 1.2.4 石膏再生利用面临的问题14-15
• 1.3 石膏的工艺及改性研究现状15-17
• 1.3.1 石膏工艺对性能的影响15
• 1.3.2 石膏性能改善的途径15-17
• 1.4 抹灰石膏的国内外研究现状17-18
• 1.4.1 石膏基抹灰材料的国内外研究现状17
• 1.4.2 再生石膏用于制备抹灰石膏的可行性17-18
• 1.5 课题的研究方案与研究内容18-20
• 1.5.1 研究方案18
• 1.5.2 研究内容18-20
• 2 原材料与实验方法20-24
• 2.1 原材料20-21
• 2.1.1 建筑石膏20-21
• 2.1.2 外加剂、外掺料21
• 2.2 实验方法21-24
• 2.2.1 再生石膏的制备方法21-22
• 2.2.2 基本性能的测试方法22
• 2.2.3 抹灰石膏保水率测定方法22
• 2.2.4 微观测试技术22-24
• 3 再生石膏制备工艺研究24-40
• 3.1 细度对原生与再生石膏性能的影响24-29
• 3.1.1 细度对原生与再生石膏宏观性能的影响24-28
• 3.1.2 细度对再生石膏微观性能的影响28-29
• 3.2 煅烧温度对原生与再生石膏性能的影响29-35
• 3.2.1 煅烧温度对原生与再生石膏宏观性能的影响29-32
• 3.2.2 煅烧温度对原生与再生石膏性能影响的机理分析32-35
• 3.2.3 原生与再生石膏温度敏感性35
• 3.3 煅烧时间对再生石膏性能的影响35-38
• 3.3.1 煅烧时间对再生石膏宏观性能的影响35-37
• 3.3.2 煅烧时间对再生石膏性能影响机理分析37-38
• 3.4 最佳工艺下再生石膏性能38
• 3.5 本章小结38-40
• 4 再生石膏的资源化利用研究40-74
• 4.1 再生石膏的改性研究40-56
• 4.1.1 聚羧酸减水剂对再生建筑石膏性能的影响40-48
• 4.1.2 硅酸盐水泥对再生建筑石膏性能的影响48-56
• 4.2 外加材料对再生石膏基抹灰石膏性能的影响研究56-68
• 4.2.1 外加剂对再生石膏基抹灰石膏性能的影响56-64
• 4.2.2 脱硫石膏对再生石膏基抹灰石膏性能的影响64-65
• 4.2.3 砂（集料）对再生石膏基抹灰石膏性能的影响65-68
• 4.3 再生石膏基抹灰石膏的配制及性能测试68-70
• 4.3.1 面层抹灰石膏68-69
• 4.3.2 底层抹灰石膏69-70
• 4.4 本章小结70-74
• 5 结论74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李志新;彭家惠;邱星星;赵敏;葛静冉;;CA缓凝剂对再生石膏性能的影响及其机理[J];四川大学学报(工程科学版);2015年06期

2 曹政;谢海峰;钟世云;;纤维素醚掺量对石膏砂浆性能的影响[J];粉煤灰综合利用;2014年06期

3 刘淑红;;煅烧时间和煅烧温度对建筑石膏三相的影响[J];四川建材;2014年04期

4 李志新;彭家惠;赵海鑫;赵敏;任利纳;朱登玲;;再生石膏相组成、热性能及微观形貌变化研究[J];四川大学学报(工程科学版);2014年02期

5 郑涛;;中国石膏矿产资源现状[J];黑龙江科技信息;2013年23期

6 沈荣熹;;发达国家用脱硫石膏与废石膏制纸面石膏板的进程与经验[J];新型建筑材料;2012年01期

7 周科利;刘瑾;李真;;含短侧基低分子量聚羧酸系减水剂的合成与作用机理探讨[J];材料科学与工程学报;2011年02期

8 田颖;赵帅;李国忠;;掺加保水剂对氟石膏抹面材料性能的影响[J];砖瓦;2008年11期

9 郭金敏;曹恒慧;;可再分散性乳胶粉水泥砂浆力学性能的试验研究[J];公路;2008年01期

10 彭家惠;瞿金东;张建新;陈明凤;吴彻平;;聚羧酸系减水剂在石膏颗粒表面的吸附特性及其吸附-分散机理[J];四川大学学报(工程科学版);2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 盖校瑞;孟祥薇;;我国石膏矿产资源特征及其开发利用现状[A];2010全国非金属矿产资源与勘察技术交流会论文专辑[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 彭家惠;建筑石膏减水剂与缓凝剂作用机理研究[D];重庆大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 任利纳;再生石膏性能变化规律及原因[D];重庆大学;2014年

2 王祖润;脱硫粉刷石膏的制备及性能研究[D];重庆大学;2010年

3 丰霞;β型模具石膏的增强研究[D];广西大学;2007年

4 瞿金东;减水剂对建筑石膏性能的影响与作用机理研究[D];重庆大学;2002年

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本文编号：534115