本文關(guān)鍵詞：硝硫石膏制備α高強(qiáng)石膏的方法及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硝硫石膏是硝酸分解磷礦制備復(fù)合肥過(guò)程中經(jīng)過(guò)濾得到的脫鈣副產(chǎn)品,是一種高純度石膏。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)硝硫石膏的研究較少,建材領(lǐng)域較為多用的是脫硫石膏,大量的硝硫石膏沒(méi)有得到資源化利用。本課題針對(duì)工業(yè)副產(chǎn)石膏——硝硫石膏,采用水熱法制備α半水石膏。在試驗(yàn)研究半水石膏結(jié)晶型態(tài)、粒徑等基礎(chǔ)上,優(yōu)選出適用于制備α硝硫半水石膏的轉(zhuǎn)晶劑。試驗(yàn)研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速、硝硫石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)、保溫時(shí)間及轉(zhuǎn)晶劑濃度等因素對(duì)硝硫石膏轉(zhuǎn)晶過(guò)程的影響規(guī)律。試驗(yàn)采用激光粒度儀、SEM、XPS等設(shè)備對(duì)反應(yīng)生成的α硝硫半水石膏的粒度、形貌、力學(xué)性能等進(jìn)行了測(cè)試和分析,探討了轉(zhuǎn)晶劑的作用機(jī)理。通過(guò)摻入鋇鹽緩凝劑和單一及復(fù)合減水劑等措施,試驗(yàn)研究了外加劑的摻入對(duì)硝硫半水石膏的影響。主要試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容和成果如下：1、有機(jī)二元酸轉(zhuǎn)晶劑的轉(zhuǎn)晶效果隨碳原子數(shù)的增加先增大后減小,其中丁二酸轉(zhuǎn)晶效果最佳,生成的半水石膏晶體呈短柱狀,長(zhǎng)徑比小,粒徑分布均勻,力學(xué)性能達(dá)到高強(qiáng)石膏標(biāo)準(zhǔn)；試驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)有機(jī)二元醇轉(zhuǎn)晶劑的轉(zhuǎn)晶效果也呈此趨勢(shì)變化,但整體轉(zhuǎn)晶效果次于有機(jī)二元酸。通過(guò)檸檬酸與同碳原子數(shù)二元酸己二酸、EDTA與丁二酸的對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)檸檬酸轉(zhuǎn)晶效果優(yōu)于己二酸,但是石膏硬化體強(qiáng)度有所下降,EDTA效果略好于丁二酸。XPS分析表明,轉(zhuǎn)晶效果與轉(zhuǎn)晶劑與石膏吸附作用的強(qiáng)弱有關(guān)。2、對(duì)采用硝硫石膏制備α半水石膏的水熱法工藝參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析得到其影響次序依次是溫度-保溫時(shí)間-硝硫石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)-轉(zhuǎn)晶劑濃度-反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速。此時(shí)制備的半水石膏晶體長(zhǎng)徑比較大,硬化體抗壓強(qiáng)度在15MPa。通過(guò)對(duì)半水石膏在球磨機(jī)中研磨,獲得干抗壓強(qiáng)度39MPa,達(dá)到高強(qiáng)石膏要求,但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),研磨后的α半水硝硫石膏初凝時(shí)間變短。3、針對(duì)研磨后α半水硝硫石膏凝結(jié)時(shí)間短不利于施工的特點(diǎn),研究采用BaCO3和Ba2SiO4兩種鋇鹽作為石膏緩凝劑,分析了緩凝機(jī)理在于鋇鹽中的離子與石膏中的離子結(jié)合生成不溶物包裹在石膏顆粒表面,延緩石膏晶體生長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)凝結(jié)時(shí)間、水化率、水化熱及力學(xué)性能分析,得到Ba2SiO4緩凝效果優(yōu)于BaCO3,且Ba2SiO4摻量小于5%時(shí)石膏硬化體強(qiáng)度高于空白樣,解決了目前工程中緩凝劑造成石膏硬化體強(qiáng)度損失的不利影響,XRD分析表明Ba2SiO4結(jié)合石膏生成水化硅酸鈣提高了石膏強(qiáng)度。4、試驗(yàn)研究了減水劑對(duì)高強(qiáng)石膏性能的影響,實(shí)驗(yàn)采用HC酯類、HC醚類、FDN、木鈣四種減水劑進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其減水效果排列依次為FDNHC酯類HC醚類木鈣,其中摻加FDN和HC酯類的石膏干抗壓強(qiáng)度均比空白樣提升3-5MPa,而HC醚類和木鈣對(duì)石膏強(qiáng)度的改善不明顯。
【關(guān)鍵詞】：α半水石膏 硝硫石膏 轉(zhuǎn)晶劑 鋇鹽緩凝劑 減水劑
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ177.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 硝硫石膏的來(lái)源12
• 1.2 高強(qiáng)石膏12-15
• 1.2.1 高強(qiáng)石膏概念12-13
• 1.2.2 α石膏制備工藝的研究13-15
• 1.3 影響α型半水石膏性能的因素15-17
• 1.3.1 轉(zhuǎn)晶劑對(duì)石膏的影響15-16
• 1.3.2 轉(zhuǎn)化溫度與保溫時(shí)間16-17
• 1.3.3 溶液的濃度17
• 1.3.4 溶液的運(yùn)動(dòng)速度17
• 1.4 石膏用外加劑發(fā)展?fàn)顩r17-19
• 1.4.1 石膏緩凝劑的研究現(xiàn)狀和作用機(jī)理17-18
• 1.4.2 石膏用減水劑研究現(xiàn)狀及作用機(jī)理18-19
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容及意義19-21
• 第二章 原材料與試驗(yàn)方法21-26
• 2.1 原材料21-22
• 2.1.1 天然石膏21
• 2.1.2 硝硫石膏21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法22-26
• 2.2.1 α半水石膏制備工藝22-23
• 2.2.2 凝結(jié)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定23
• 2.2.3 強(qiáng)度測(cè)定23
• 2.2.4 粒度分析23
• 2.2.5 偏光顯微鏡形貌分析23
• 2.2.6 掃描電子顯微鏡分析23-24
• 2.2.7 水化率及水化溫度分析24
• 2.2.8 孔隙率及孔徑分布分析24-25
• 2.2.9 XRD分析25
• 2.2.10 XPS光電子能譜分析25-26
• 第三章 有機(jī)轉(zhuǎn)晶劑的優(yōu)化選擇26-38
• 3.1 有機(jī)多元酸轉(zhuǎn)晶劑轉(zhuǎn)晶效果的研究26-32
• 3.1.1 有機(jī)多元酸轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏粒度分布的影響26-28
• 3.1.2 有機(jī)多元酸轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏強(qiáng)度的影響28-30
• 3.1.3 有機(jī)多元酸轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏晶體形貌的影響30-32
• 3.2 有機(jī)二元醇轉(zhuǎn)晶劑轉(zhuǎn)晶效果的研究32-35
• 3.2.1 有機(jī)二元醇轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏粒度分布的影響32-33
• 3.2.2 有機(jī)二元醇轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏強(qiáng)度的影響33-34
• 3.2.3 有機(jī)二元醇轉(zhuǎn)晶劑對(duì)α半水石膏晶體形貌的影響34-35
• 3.3 轉(zhuǎn)晶劑機(jī)理分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 硝硫石膏制備α高強(qiáng)石膏的試驗(yàn)研究38-44
• 4.1 制備α半水硝硫石膏最優(yōu)參數(shù)研究38-41
• 4.2 球磨α半水硝硫石膏制備高強(qiáng)石膏41-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第五章 鋇鹽對(duì)α半水硝硫石膏凝結(jié)時(shí)間的影響44-50
• 5.1 鋇鹽緩凝劑對(duì)α半水硝硫石膏凝結(jié)時(shí)間的影響44-45
• 5.2 鋇鹽緩凝劑對(duì)α半水硝硫石膏強(qiáng)度的影響45-46
• 5.3 鋇鹽緩凝劑對(duì)α半水硝硫石膏水化率及水化溫度的影響46-47
• 5.4 鋇鹽緩凝劑對(duì)α半水硝硫石膏微觀形貌的影響47-48
• 5.5 鋇鹽緩凝劑對(duì)α半水硝硫石膏的緩凝作用機(jī)理48-49
• 5.6 本章小結(jié)49-50
• 第六章 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏性能的影響50-58
• 6.1 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏流動(dòng)性的影響50-52
• 6.1.1 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏擴(kuò)展度的影響50-51
• 6.1.2 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏經(jīng)時(shí)損失的影響51-52
• 6.2 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏力學(xué)性能的影響52
• 6.3 減水劑對(duì)α半水硝硫石膏硬化體的孔結(jié)構(gòu)影響52-55
• 6.4 復(fù)配減水劑對(duì)α半水硝硫石膏的影響55-57
• 6.4.1 復(fù)配減水劑對(duì)α半水硝硫石膏流動(dòng)度的影響55-56
• 6.4.2 復(fù)配減水劑對(duì)α半水硝硫石膏力學(xué)性能的影響56
• 6.4.3 復(fù)配減水劑對(duì)α半水硝硫石膏硬化體的孔結(jié)構(gòu)影響56-57
• 6.5 本章小結(jié)57-58
• 第七章 結(jié)論與展望58-61
• 7.1 結(jié)論58-59
• 7.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 致謝65

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