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《济南大学》 2010年
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脱硫石膏煅烧工艺及在墙体材料中的应用研究

柏玉婷  
【摘要】:脱硫石膏是火电厂湿法脱硫过程中,用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫,反应生成的副产物,其主要成分为二水硫酸钙(CaSO_4·2H_2O),颜色多为黄白色。随着我国脱硫工程的发展,脱硫石膏已成为火电厂中继粉煤灰后的又一大固体废物,占用大量土地,污染环境。因此研究掌握脱硫石膏的性质,将其变废为宝加以综合利用,对于促进我国脱硫工程的进一步发展大有裨益。 本文以脱硫石膏为研究对象,利用化学成分分析、XRD分析、SEM分析、粒度分析、热分析等手段,研究了脱硫石膏化学成分、相组成、微观形貌、细度、热性能等基本性能,并与天然石膏进行了对比;探讨了脱硫石膏煅烧成为脱硫建筑石膏的煅烧工艺。研究缓凝剂、保水剂、减水剂、防水剂等对脱硫建筑石膏的影响规律,采用不同外加剂对脱硫建筑石膏改性,探讨了利用脱硫建筑石膏生产抹面材料、纸面石膏板、石膏砌块等墙体材料的可行性。以玉米秸秆纤维为增强材料,提高脱硫建筑石膏制品的强度,考查了纤维掺加方法、长度、掺量对试样性能的影响规律,采用碱处理法、接枝法、包覆法对玉米秸秆纤维进行表面改性,期望进一步提高复合材料的力学性能。 研究结果表明,脱硫石膏的化学组成和矿物组成与天然石膏相似,二水硫酸钙含量可达95%以上,杂质较少,细度小于天然石膏,微观结晶颗粒多成柱状和板状。采用预烘干+煅烧的二步法工艺煅烧脱硫石膏效果最好,即先在50℃下烘干2h,进而在155℃下煅烧。此工艺条件下煅烧的脱硫石膏,初凝时间6min、终凝时间9min、抗折强度3.35MPa,抗压强度7.88MPa,均达到或超过了国家关于建筑石膏优等品的性能要求。 在外加剂研究方面,主要研究了柠檬酸、骨胶、偏磷酸钠这三种缓凝剂,分析结果可知,随着缓凝剂掺量的加大,缓凝效果越来越好的同时试样的强度却明显下降,单一的缓凝剂很难达到在保证强度的前提下延长凝结时间的效果,所以采取复合缓凝剂效果较好。对于保水剂而言,随着掺量的增加保水效果越来越好,但是羧甲基纤维素及糊精的加入都造成了不同程度的强度损失,而甲基纤维素却对试样强度有增强效果。分析五种减水剂的实验结果,可以发现,随着减水剂掺量的增大,减水率上升,但试样强度先升后降,木质素磺酸钙系减水剂效果最优。各种外加剂的成分及掺量为:以柠檬酸、骨胶、偏磷酸钠为主要成分的复合缓凝剂,掺量0.4%;甲基纤维素类保水剂,掺量0.3%;木质素磺酸盐系减水剂、掺量0.5%。经工厂实验证明,以上外加剂改性后的脱硫建筑石膏制品均可符合国家相关标准要求。 掺加玉米秸秆纤维后,提高了脱硫建筑石膏制品的强度,采用碱处理法、接枝法、包覆法对玉米秸秆纤维进行表面改性,有效改善了玉米秸秆纤维与石膏基体的界面结合状况,进一步提高了复合材料的力学性能。实验结果表明,取1.0-2.0cm长度的玉米秸秆纤维,经聚乙烯醇+沥青包覆法改性后,按脱硫建筑石膏重量的3%,采用秸秆纤维与脱硫建筑石膏干拌后加水的同掺法制得复合材料,较脱硫建筑石膏空白样,试块的力学性能有显著提高,抗折强度提高了200%,抗压强度提高了125%。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ177.3

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【引证文献】
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【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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