改性脱硫石膏基混凝土力学性能研究
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高铝水泥对脱硫建筑石膏的改性研究黄麒;曹静;焦宝祥;蒋亚清【摘要】研究了高铝水泥对脱硫建筑石膏的标准稠度用水量、凝结时间及力学性能的影响,并结合复合胶凝材料的微观结构进行了机理分析.试验结果表明:高铝水泥的添加减小了脱硫建筑石膏的标准稠度用水量,延长了凝结时间,并且提高了试件的力学性能和耐水性.当掺量为20%时,试件的28 d抗折、抗压强度分别为6.03、11.05 MPa,比纯石膏提高了99.67%和80.56%,软化系数达0.70,比纯石膏提高了59.09%.通过微观表征可知,掺入高铝水泥后,石膏晶体表面生成了强度高且不溶于水的C-S-H凝胶和钙矾石,这是高铝水泥能提高脱硫建筑石膏力学强度和耐水性的原因.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)001【总页数】4页(P37-39,48)【关键词】脱硫石膏;改性;高铝水泥;钙矾石【作者】黄麒;曹静;焦宝祥;蒋亚清【作者单位】河海大学力学与材料学院,江苏南京210098;河海大学力学与材料学院,江苏南京210098;盐城工学院材料学院,江苏盐城224000;河海大学力学与材料学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TQ177.3+78.3近几年,我国对脱硫石膏的综合利用取得了很大的成就,但利用率还远远不够。
江苏省火电厂烟气脱硫装机容量达4万MW左右,每年脱硫石膏产量约为350万~450万t。
但利用量有限,大部分作为废料进行堆放,未能发挥这种低能耗胶凝材料的潜力[1]。
因此,对脱硫石膏的研究与利用,既是保证电力环保产业可持续发展要求和保护环境的重要课题,也是开发新型墙材的新途径,符合低碳和循环经济的发展模式[2-3]。
作为气硬性胶凝材料,石膏及其制品存在强度较低、耐水性较差等问题,大大地限制了它的应用范围[4]。
为了提高石膏制品的强度和耐水性,前人曾做了大量的研究工作,其中掺杂改性是一个重要的研究方面[5-7]。
第45卷第3期非金属矿Vol.45 No.3 2022年5月Non-M e t a l l i c M i ne s May, 2022石膏基复合材料改性研究黄中怡 尹 健* 马 琦 李润龙 (中南林业科技大学土木工程学院,湖南长沙 410018)摘 要研究了单掺石灰(CaO)、水泥、页岩陶粒、草纤维对石膏基复合材料(GMC)力学性能和耐水性能的影响规律。
结果表明,5%掺量石灰能提高GMC湿强度,降低吸水率,提高抗折软化系数;5%掺量水泥能提高GMC 28 d干湿抗压和抗折强度,明显降低吸水率,大幅提高抗折软化系数;陶粒能提高GMC干抗压强度,降低吸水率,掺量为10%时可提高GMC干抗折强度;草纤维仅在掺量为1%时对GMC干抗折强度有积极影响。
SEM分析结果表明,掺入过多(20%)石灰会使石膏晶体生长不完全,出现晶体缺陷,导致强度降低;掺加水泥会改变石膏晶体大小和形状,且水泥水化产物钙矾石具有填充作用,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶具有填充和胶结作用,提高了GMC致密性,但水泥过多会产生不利影响。
关键词石膏;复合材料;力学性能;耐水性能;微观结构;中图分类号:TQ177.3+7 文献标志码:A 文章编号:1000-8098(2022)03-0045-06Study on Modification of Gypsum Matrix CompositesHuang Zhongyi Yin Jian*Ma Qi Li Runlong(School of Civil Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hu’nan 410018) Abstract The effects of lime (CaO), cement, ceramsite and grass fiber on the mechanical properties and water resistance of gypsum matrix composites (GMC) were studied. The results show that the 5% lime can improve the wet strength of GMC, reduce its water absorption and improve its flexural softening coefficient; 5% cement can improve the 28d dry/wet compressive and flexural strength of GMC, reduce its water absorption and greatly improve its flexural softening coefficient significantly; ceramsite can improve the dry compressive strength of GMC and reduce its water absorption, 10% ceramsite can improve its dry flexural strength; only when the content of grass fiber is 1%, it has a positive effect on the dry flexural strength of GMC. SEM analysis shows that adding 20% lime will make the gypsum crystal grow incompletely, appear crystal defects and reduce the strength; the addition of cement will change the size and shape of gypsum crystals, and the cement hydration product ettringite has a filling effect, C-S-H gel has filling and cementation effect to improve GMC compactness, but excessive cement will have adverse effects.Key words gypsum; composite; mechanical property; water resistance; micro-structure近年来,我国步入高速发展时期,人口剧烈增长和经济高速发展使基础建设需求量猛增,而发展带来的负面效果也日益严峻。
脱硫石膏无熟料钢渣水泥物理力学性能研究陆立国;孙家瑛【摘要】以钢渣、脱硫石膏为主要原料,掺入适量矿渣和复掺少量激发剂,配制了无熟料钢渣水泥.试验结果表明所配制的无熟料钢渣水泥达到了42.5标号水泥的技术要求.探讨了矿渣掺量、激发剂复掺比例和脱硫石膏掺量对无熟料钢渣水泥强度和安定性的影响,以及配料的不同粉磨方式对无熟料钢渣水泥力学性能影响,通过微观分析进一步探究水化产物的结构和组成.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2017(026)001【总页数】5页(P74-78)【关键词】钢渣;脱硫石膏;激发剂;正交试验;混磨【作者】陆立国;孙家瑛【作者单位】上海大学土木工程系,上海200072;华东送变电工程公司,上海200070;上海大学土木工程系,上海200072;浙江大学宁波理工学院,宁波315000【正文语种】中文【中图分类】X757钢渣是炼钢过程中废渣,化学成分与硅酸盐水泥大体相同,具有潜在的胶凝活性〔1-3〕。
脱硫石膏是烟气脱硫后的固体废弃物〔4〕。
脱硫石膏和钢渣作为掺和料在水泥中使用已经有许多研究〔5-7〕。
少量脱硫石膏可以提高水泥的早期强度,并具有缓凝的作用;钢渣的掺量也不宜过多,钢渣的掺量过多会导致水泥和混凝土强度以及耐久性能均下降,但是少量的钢渣对水泥和混凝土的强度有帮助。
普通水泥生产会由于需要煅烧会向大气排放大量的二氧化碳,对无熟料水泥而言,由于不需煅烧,所以无熟料水泥对于节约能源和保护环境有一定的作用。
由于无熟料水泥没有优异而稳定的激发剂,从而阻碍了其的发展和使用。
所以,促进无熟料水泥发展的关键是选择优异而稳定的激发剂。
本文选用少量激发剂来激发脱硫石膏及钢渣,再加上部分矿渣,通过正交试验研制出钢渣无熟料水泥。
同时研究了其一系列物理力学性能以及探讨了其微观水化机理。
本文研究成果对于我国工业废渣的资源化利用具有一定的积极作用。
试验主要原料:1)钢渣来自上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司提供的经过烘干、预磨、磁选除铁等工艺的钢渣;2)脱硫石膏来自宁波北仑电厂;3)矿渣来自上海宝田新型建材有限公司;4)自制两种激发剂:A(主要成分为Al2O3 、CaO、C4A3、C2S)和B(主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3)。
脱硫石膏理化性质及其在水泥基建材中的应用摘要:脱硫石膏是我国大型热电企业烟气脱硫装置产生的工业废料,如何正确的处置这些脱硫石膏成为一大环境问题。
大量研究结果表明,脱硫石膏可用于建筑、建材、化学化工及农业生产等众多领域,是一种重要的工业原材料。
特别是就其用于水泥基建筑材料的应用已有广泛报道,是其处置利用的有效方式和适宜途径。
基于此,本文主要对脱硫石膏理化性质及其在水泥基建材中的应用进行了简要的分析,希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词:脱硫石膏;理化性质;水泥基建材;应用引言在系统分析了脱硫石膏理化性质的基础上,重点针对其应用于水泥基建筑材料的研究进展进行了归纳总结,以期为我国工业脱硫石膏的建材化利用提供一定的技术指导。
1脱硫石膏概述以及物理性质脱硫石膏(英文名称desulfurationgypsum)又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,主要成分和天然石膏一样,为二水硫酸钙CaSO4·2H2O,含量≥93%。
脱硫石膏是FGD过程的副产品,FGD过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术。
该技术是把石灰-石灰石磨碎制成浆液,使经过除尘后的含SO2的烟气通过浆液洗涤器而除去SO2。
石灰浆液与SO2反应生成硫酸钙及亚硫酸钙,亚硫酸钙经氧化转化成硫酸钙,得到工业副产石膏,称为脱硫石膏,广泛用于建材等行业。
其加工利用的意义非常重大。
它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展,而且还大大降低了矿石膏的开采量,保护了资源。
脱硫石膏颗粒特征和物理状态与天然石膏相比有较大的差异。
脱硫石膏含有10%~25%附着水,呈湿粉状。
正常脱硫石膏的外观颜色近乎白色,随杂质含量变化呈黄白色或灰褐色。
脱硫石膏较天然石膏细,粒径一般不超过92μm,且80%以上的粒径在30μm~60μm之间,级配不如天然石膏磨细后的石膏粉。
天然石膏经过磨细后粗颗粒多为杂质,细颗粒多为石膏,而脱硫石膏粗颗粒多为石膏,细颗粒多为杂质。