天然硬石膏的活性改善

【摘要】： 硬石膏资源丰富,但由于其活性低、胶凝性差,因此利用率并不高,大量的废弃造成极大的环境污染和资源浪费。从节约能源、保护环境、提高经济效益以及扩大建筑材料的原材料来源出发,合理有效的利用这些硬石膏资源成为当务之急。通过改善硬石膏的活性来利用其生产各种建筑材料和制品,从而提高其利用率,这是解决硬石膏现状的一项重要技术措施。 本文对天然硬石膏的组成、结构和水化硬化性能进行了分析,研究了天然硬石膏的活性及其改善途径,着重研究了粉磨、助磨效应、煅烧以及硫酸盐激发等对天然硬石膏活性的激发作用。采用SEM和XRD等测试技术,研究了硬石膏硬化体中二水石膏的晶体形貌以及煅烧后硬石膏的晶体结构。 试验表明,在一定细度下,天然硬石膏有水化硬化性能,但由于其溶解速度慢,因此水化程度不高,强度低。天然硬石膏中所含的可溶性盐对硬石膏的溶解以及析晶有促进作用;所含的二水石膏起到晶种作用,诱导二次成核。外加晶种对硬石膏的早期水化、成核有促进作用,对其后期水化影响不显著;晶种超过其最大掺量后促进作用呈下降趋势。温度对硬石膏的溶解和水化率影响很大,在温度低的环境中,溶液的过饱和度比较高,析晶容易发生。随温度的升高,硬石膏的水化率是下降的,所以,硬石膏制品的水化和养护温度不宜太高。 硬石膏在酸性环境下溶解程度高,过饱和度大,有利于结晶作用;二水石膏在酸性条件下的溶解度呈增高趋势,这对过饱和度有不利影响,因此酸性不宜过大且宜在硬石膏水化的早期保持一个适度的酸度。酸性条件以及所含的K、Na离子影响了二水石膏的结晶形貌。碱性条件下溶解程度低,对硬石膏的水化硬化不利。 粉磨是提高硬石膏水化活性的有效手段。粉磨使天然硬石膏的致密结构受到一定程度的破坏,使水化作用增强、使比表面积增大。粉磨时间越长,能耗也随之加大,因此粉磨时间不宜过长。硬石膏的细度以控制在4500—5000cm2/g之间为宜。 粉磨硬石膏时加入一定量的助磨型的减水剂FDN,可以增加细度,到达节约粉磨时间和能源的效果。但是,它的定向吸附作用使硬石膏表面与水接触的面积减少,即在一定的程度上阻碍硬石膏水化的进行。K2SO_4既是一种效果比较好的激发剂,又是一种助磨剂,使用过程中以磨前掺加效果最好。 在一定的热处理下,硬石膏的水化硬化能力会有所增强。硬石膏煅烧后,其晶格会发生畸变,提高了表面自由能。经过煅烧,可以提高硬石膏的易磨性。试