半液相法制备α-半水石膏及其力学性能的研究

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1、第23卷第6期天津建设科技建筑工程苴半液相法制备O(一半水石膏及、力学性能的研究口文／李素曲烈杨久俊吴涛摘要：利用电厂固体废弃物脱硫石膏和采用半液相法制备Ot一半水石膏，研究了料浆浓度、蒸压压力(温度)、时间及干燥温度、时间对其强度的影响。试验结果表明，浆料浓度80％，蒸压压力0．1MPa，蒸压时间3h，烘干温度120℃，烘干时间3h，制得的仪一半水石膏抗压强度达到45．1MPa。通过微观结构分析可知，在高温高压条件下脱硫石膏将脱水形成长径比为3：1的一半水石膏晶体，其晶型完整，表面光滑均匀。关键词：脱硫石膏；半液相法；仅一半水石膏；力学性

2、能由于一半水石膏具有优良的力学和热学性能，其功地制备出强度为40-60MPa的高强O／一半水石膏呻叫。还制备技术一直是研究的热点问题，人们期望找到一种有一些研究人员研究了常压盐溶液法并针对其反应温更简单的工艺制备出OZ一半水石膏。目前，制备一半水度、反应时间、盐溶液浓度、料浆浓度、料浆pH值、转晶石膏的工艺有常压法和蒸压法，其中蒸压法又分为静剂的种类及掺量等进行了研究[“]。本研究拟采用半液态法和动态法[】]。国内不少学者对静态法制备一半相蒸压法来制备一半水脱硫石膏并分析其脱水机理，水石膏进行了大量的研究，如宁夏建材研究院段庆奎以进一步简化

3、工艺流程和提高生产效率。等采用干法工艺_3]，使二水石膏在饱和水蒸气状态下1材料及试验方法与复合~I-；DH剂协同作用，实现晶体转变，所获n型超1．1原材料高强石膏抗压强度在55MPa以上；武汉大学口腔医学采用的脱硫石膏为米黄色，含水率约为9％，粒度在院的肖群等应用纤维石膏制备出抗压强度高于60MPa1～100um范围内，平均粒度201．tin，颗粒较细且级配的牙科半水石膏]；上海建筑科学研究所的王瑞麟良好，二水石膏含量高，在90％以上，含碳酸钙、亚硫酸等利用天然石膏研制的型超硬石膏干燥强度可钙以及由铁、镁的硫酸盐或氧化物组成的可溶性盐等达

4、90MPa[。杂质。脱硫石膏质量见表l，符合该产品对石膏原料的另一方面，我国每年产出大量的脱硫石膏，但利用要求。率却不高，造成大部分脱硫石膏仍以堆存放置为主，甚表1脱硫石膏化学成分分析％至成为继粉煤灰之后的第二大固体废弃物，因此脱硫堕含坌li!ll】里12oI2o』_—L】曼量l32．151．780．66l44．530．45{0．02j0．11』0．915．9l石膏的再利用引起人们的广泛关注。脱硫石膏是电厂通过石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术产生的固体副产1．2配方及试验方法物，其主要成分是二水硫酸钙，其含量高于天然石膏，采用半液相蒸压法制备o

5、／型半水石膏，其具体步但它的物化性能特征却基本类似。利用脱硫石膏制备骤为将脱硫石膏进行初步处理后，配制出浓度为50％～O／一半水高强石膏在工业中有着迫切地需要，但其以前90％的浆料，放入蒸压釜中，通过调节蒸压压力(温度)、的制备工艺复杂，成本高，很难用于大规模的生产]。蒸压时间，烘干温度、烘干时间来确定其最佳工艺参最近，山东金信新型建材有限公司董秀芹等采用数。将蒸好的石膏制成试样放在40℃和80℃的烘箱液相法和利用脱硫石膏制备出O／一半水石膏，其2h强中各养护1d，然后测其强度。强度测试方法参照GB／T度指标达到22MPa，烘干强度高于5O

6、MPa，满足a5017671-1999《水泥胶砂强度检验方法(IS0)》进行。高强石膏标准要求]。东北大学陈光辉等则采用动态2试验结果分析法制备出抗压强度为4560MPa的一半水石膏。东2．1半液相法制备一半水石膏的工艺条件南大学段珍华等以电厂脱硫石膏为原料，采用动态水采用半液相法制备一半水石膏主要取决浆料浓热法，通过掺加适量的晶形改良剂来调整工艺参数，成度、蒸压压力、蒸压时间和烘干时间。浆料浓度对一半6建筑工程ConstructionalEngineering李素，等：半液相法制备一半水石膏及其力学性能的研究第23卷第6期水石膏抗压强度的

7、影响至关重要。为简化工艺流程、操这是半水石膏的特征峰，说明制得的半水石膏很纯，杂作步骤和节省能源，采用半液相法来制备O／一半水石质含量较少。再取半液相蒸压法制备的a一半水石膏膏，即不需要对其二次干燥，而是直接将其在反应容器粉末，用TG／DTA6300热分析仪分析，得到图2b，可以看内进行干燥。如图1a所示，随着浆料浓度增大，浆料浓出在1O0～170℃之问，试样的质量明显下降，从99．8％度一抗压强度曲线呈波浪式上升趋势，尤其是在60％～降到94％，减少了5．6％，说明含水量在5．6％左右，试样80％区间内。当浓度达到80％时，O／一半水石膏

8、抗压强度为一半水石膏。达到45．1MPa。可以看出当脱硫石膏：水=4：1时，一半水石膏的转化率是最高的；因此其最佳浆料浓度是80％。随着蒸压压力增大，一半水石膏的抗压强度呈现下降