第３８卷第２０期 ＶｏＩ．３８ Ｎｏ．２０ ２ ０ １ ２年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊｕ１．２０１２ ・１０５・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２０－０１０５—０２ 无机掺合料改善脱硫建筑石膏耐水性试验研究 赵俊梅张金山李侠 （内蒙古科技大学，内蒙古包头０１４０１０） 摘要：通过测试强度、软化系数、吸水率指标，考察了无机掺合料水泥、粉煤灰、矿渣粉、生石灰、硅钙渣对脱硫建筑石膏耐水性的 影响，结果表明，掺加碱性掺合料均能提高脱硫建筑石膏耐水性，复掺效果更好。 关键词：脱硫建筑石膏，耐水性，无机掺合料，强度，软化系数，吸水率 中图分类号：ＴＵ５２５．９ 文献标识码：Ａ ０ 引言 见表４［７．８］。 脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或ＦＧＤ石膏，主要成分 表１主要化学成分的分析 ％ 和天然石膏一样，为二水硫酸钙。脱硫石膏与天然石膏化学组成 原料名称 ＴＦｅ Ｍ２０３ ＳｉＯ２ Ｃａ０ ＭｓＯ ＇ｒｉｏ２ Ｈ２０ Ｆｅ２０３ ＳＯ３ 烧失量 硅钙渣 ３．０４ ２２．３５ ５５．７６ １．７３ １．８７ ９．Ｏｌ 相差不大，品质相当；但天然石膏的杂质以粘土矿物为主，磨细后 脱硫石膏 ０．４０ ０．８８ ２．５９ ３４．３０ １．５５ ８．７ ０．４８ ４２．３ｌ 颗粒较大，在水化时一般不能参加反应，因而性能在一定程度上 粉煤灰 ２．２７ ４８．５ ３７．８ ３．６２ ０．３１ １．６４ ４．９１ 不及脱硫石膏。石膏制品具有凝结较快、质轻、隔音隔热性能好、 矿渣粉 １．９６ ｌ１．５２ ３７．４２ ３５．９４ ８．７２ ２．５３ 生石灰 有效ＣａＯ ７６．０ 尺寸稳定性好、防火性能优良、环保节能和价格低廉等特点，现已 经广泛用作建筑材料。但是，其有一个明显的缺点是耐水性较 表２脱硫建筑石膏的物理性能 差，一般建筑石膏的软化系数在０．２～０．５，这一缺点在一定程度 名称 抗压强度／ＭＰａ 抗折强度／ＭｉＣａ 标准稠度 初凝时间 终凝时间 软化 饱水 绝干 饱水 绝干 ％ 系数 上了石膏的使用 』。解决石膏耐水性的途径有加入有机防 煅烧脱硫 ７建筑石膏 ．６ ２６．４ １．９３ ４．２ ６３ ３．５ ７．３ ０．２９ 水材料或在制品表面喷涂防水材料 Ｊ。另一种途径是掺入无机 混合材改善耐水性 ，但不同的研究者由于所选原材料差异导 表３脱硫建筑石膏筛分结果 致研究结论不一致。本项目研究的主要目的是用所选的无机掺 网目数 ＜２Ｏ ２０— ４０— ６０～ ８０～ １ｏ０— ２５０— ３２０～ ＞４００ ４０ ６０ ８０ １０ｏ ２５０ ３２０ ４００ 合料通过单掺和复掺对脱硫建筑石膏进行改性，以期寻找提高脱 硫建筑石膏耐水性的方法和途径。 分率／％ 筛余百 ０．７３ Ｉ．２８ １．２４ ０．５１ ０．４７ ８８．７６ ２．９５ ２．０６ ２．０ｏ １ 主要原料及其性质 表４水泥、矿粉、粉煤灰、硅钙渣的物理力学性能 所用无机混合材和脱硫石膏化学成分见表１，硅钙渣取自内 类别 密度 比表面积 细度／％ 需水量 ２８ ｄ强度／ＭＰａ ｇ／Ｃ１１１＇３ ｍ２／ｋｇ ８０ ｍ筛筛余 质量比／％ 抗折ｌ抗压 蒙古大唐国际再生资源开发有限公司，粉煤灰取自内蒙古托县电 水泥 ３．１５ ３５０ ８．２ １００ ５．９ Ｉ ３３．８ 厂，矿渣粉取自内蒙古包头某企业；脱硫建筑石膏取自内蒙古托 磨细矿渣粉 ２．９２ ４３０ １．２ １０５ 等级￥９５ 县电厂经回转窑干燥煅烧后产物，物理性能见表２＿９］，经三项分 粉煤灰 ２．６１ ３６０ ４５ ２０．２ ｐ，ｍ筛筛余 １Ｏ８ 三级灰 析。。 ，其中含二水石膏６．４％，半水石膏７８％。其粒度筛分结果 见表３，粒度主要集中在１００目～２５０目之间。其他混合材的性能 硅钙渣 ２７２ ５００ ４５ ２．０ ．１５Ｏ Ｉｘｍ筛筛余 ２００７，４２（２）：５８４－５９０． ｔｈａｎｅ ｆｏａｍ ｗａｓｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．２００８ ［４］ Ｈａｑｕｅ ＭＮ，Ａ１一Ｋｈａｉａｔ Ｈ，Ｋａｙａｌｉ Ｏ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ （３ｏ）：８０６—８１４． ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００４，２６ ［６］ 陈兵，涂思炎，翁友法．ＥＰＳ轻质混凝土性能研究［Ｊ］．建 （４）：３０７—３１４． 筑材料学报，２０１０，１０（１）：９－１１． ［５］ Ｐ．Ｍｏｕｎａｎｇａ，Ｐ．Ｐｏｕｌｌａｉｎ，Ｐ．Ｔｕｒｃｒｙ．Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒ－ ［７］ 陈兵，王菁．ＭＰＣ－ＥＰＳ轻质混凝土性能试验研究［Ｊ］．建 ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｉｒｇａ ｏｐｌｙｕｒｅ－ 筑材料学报，２００９，１２（６）：５３－５５． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＰＵ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ＷＡＮＧ Ｇｅ ＬＩＵ Ｙｅ－ｑｉｕ ＣＵＩ Ｙｉｎｇ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ ｗａｓｔｅ ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃＩｌｅｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉＤ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ａｎｄ ｄｅｎｓｉ￣ａｓ ｗｅｌ１． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｗａｓｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃ０ｎｃｒｅｔｅ．ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｎａ— ｔｉｏｎａｌ ｃｒｉｔｅｒｉａ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｑｕａｓｉ—ｌｉｎｅａｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｉｌｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｌａｗ ０ｆ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ，ｗａｓｔｅ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ 收稿Ｅｔ期：２０１２ ０３－２３ 作者简介：赵俊梅（１９６２．），女，教授 ．１０６． ２ ０。１付２年－７ｔＵ篙 第３８卷 ～期 山 西 建 筑 ，２试验方法 均有所降低，吸水率略有增加，软化系数有所提高随水泥掺量变 单掺水泥不能有效提高脱硫建筑石膏的耐水性。 将脱硫建筑石膏以及其他组分按照给定的配比混合均匀，按 化没有规律；添加粉煤灰的脱硫建筑石膏试样，随着粉煤灰掺量的增加标准稠度用水量加水调和、搅拌，然后倒入４０ ｒａｎ！×４０ ｍｍ× ， １６０ ｍｍ的三联试模中成型，终凝后脱模，在（２０ ４－２）℃、相对湿度 脱硫建筑石膏试样的密度和强度逐渐降低，吸水率和软化系数都 ５０％～８０％条件下进行养护，１ ｄ后在１００℃温度下烘干至恒重， 有一定提高。分别测试试块的绝干强度和饱水强度，并计算软化系数（饱水强度 与绝干强度之比）、表观密度和吸水率。 固定脱硫建筑石膏掺量为４５％，添加粉煤灰、生石灰的脱硫 建筑石膏试样强度都比较低，在总掺量一定的条件下试样的强 度在生石灰含量在１０％左右时强度最高，生石灰可提高脱硫建筑 ，３试验与结果分析 为了比较选用原材料对脱硫建筑石膏耐水性的改善作用，试验 采用单掺和复掺的方法，配料见表５，常温养护，试验结果见表６。 表５物料配合比 编号 ｌ 石膏试样强度，用矿渣粉取代粉煤灰的试样强度明显提高，软化 系数有所增加，吸水率变化不大。而软化系数和吸水率随着生石 灰含量增加而增大。 固定脱硫建筑石膏掺量为８０％，生石灰、水泥和硅钙渣复合 添加的试样，软化系数提高幅度都较大，其中生石灰和硅钙渣复 ％ 水泥 ｌ０ 脱硫建筑石膏 粉煤灰 生石灰 ｌｏ０ 矿渣粉 硅钙渣 ２ ９０ 合效果最好，软化系数为０．６５，达到耐水石膏要求。 ３ ４ ５ ６ ７ ８０ ７０ ７０ ６０ ５０ ２０ ３０ ３０ ４０ ５０ ４结语 １）脱硫建筑石膏绝干抗压强度可达到２６．４ ＭＰａ，饱水抗压强 度７．６ ＭＰａ，添加本次试验所选的无机掺合料都使强度有所降低。 ８ ９ ４５ ４５ ５０ ４５ ５ １０ 抗压强度软化系数低于抗折强度软化系数。 ２）单掺硅酸盐水泥、生石灰、矿渣可在一定程度上改善脱硫 ２０ ２０ ２０ ｌＯ １０ Ｉｌ １２ １３ １４ ４５ ４５ ４５ ４５ ８０ ４０ ３０ ２５ ２０ １０ １５ ５ １０ ｌ５ 建筑石膏耐水性，但提高幅度较小。 ３）单掺粉煤灰对脱硫建筑石膏耐水性的改善作用不大，尤其 掺量大时，使制品强度大幅度降低。 ４）生石灰、矿渣、水泥和硅钙渣复掺可显著提高脱硫建筑石 膏耐水性。 参考文献： ［１］ 关淑君．耐水建筑石膏的试验研究［Ｊ］．新型建筑材料，２００５ （２）：１—３． １０ ｌＯ １０ ２０ ｌ０ １５ １６ １７ ８０ ８０ ７０ ｌ０ 表６实验结果 编号 抗压强度／ＭＰａ 抗折强度／ＭＰａ １ ７．６ ２６．４ １．９３ ４．２０ 软化系数 Ｏ．２９ ０．４６ 吸水率 表观密度／ｋｇ・ｍ－３ ％ ３２ 饱水 绝干 饱水 绝干 抗压 抗折 ２ ３ ４ 饱水 １ ４１４ 干燥 ｌ Ｏ７Ｏ ［２］ 黄［３］ 徐丹，杨林，曹建新．石膏砌块耐水性研究进展［Ｊ］．广 ８．４ ８．１ ６．８ ２２．６ ２０．８ ｌ８．２ ２．１１ ２．Ｏ２ １．８３ ４．ｏｏ Ｏ．３７ ３．７０ Ｏ．３９ ３．４２ ０．３８ ０．５２ ０．５４ ０．５３ ３３ ３９ ４０ １ ４１８ １ ４７７ １ ４８０ ｌ ０６３ ｌ Ｏ５９ ｌ Ｏ５５ 东化工，２００９（７）：８２—８３． 亮．建筑石膏的改性研究进展［Ｊ］．粉煤灰，２００９（１）： ３７—４０． ５ ６ ７ ８ ９ ５．Ｏ ３．９ ２．６ ２．Ｏ ２．２ ｌ５．２ ｌ０．５ ５．７ ７．０ ７．９ １．４７ １．１３ ０．８９ ０．４３ ０．６２ ３．４３ ２．４７ １．３８ １．５５ １．７８ ０．３３ ０．３７ ０．４６ ０．２９ ０．２８ ０．４３ ０．４６ ０．６４ ０．２８ ０．３５ ４１ ４５ ５１ ４８ ４８ １ ３８７ １ ３９５ １ ３９１ １ ４３４ １ ４４９ ９８４ ９６５ ９２２ ９６９ ９７７ ［４］ 王 志，坦全高，杜亮波．改善建筑石膏耐水性能的研究 ［Ｊ］．新型建筑材料，２００７（４）：６４—６６． ［５］ 张国辉，尹研，罗 萍，等．复合型石膏防水剂的研究［Ｊ］． 新型墙体材料，２００６（６）：３６－３８． ［６］Ｌｉｍｉｎｇ Ｃｈｅｎ，Ｃｌｉｆ Ｒａｍｓｉｅｒ，Ｊｅｒｒｙ Ｂｉｇｈａｍｃ，ｅｔ ａ１．Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ＦＧＤ—ＣａＳＯ３ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｈｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｌＯ ｌ１ １．５ ２．５ ６．２ ９．２ ０．４８ ０．９３ １．４４ ０．２４ １．８２ ０．２７ ０．３３ Ｏ．５１ ４３ ４２ ｌ ４ｏ６ ｌ ４５７ ９８４ １ ０２３ １２ １３ ２．８ ３．１ ８．７ ８．９ ０．７７ ０．７３ １．３９ ０．３２ １．４５ ０．４４ ０．５５ ０．５０ ４３ ４４ ｌ ４９６ １ ４９６ １ ０４７ １ ０３９ ｔｏ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２００９（７）：１１６７—１１７２． ［７］ ＧＢ／Ｔ １８０４６－２００８，用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 ［Ｓ］． １４ １５ ｌ６ １７ ｌ１．５ ８．１ ｌ２．Ｏ １０．５ ２１．０ ２Ｏ．０ ｌ８．５ ２１．０ ２．５ １．８５ ２．６０ ２．５２ ４．Ｏ ０．５５ Ｏ．６２ Ｏ．６０ Ｏ．７８ ０．６６ ３５ ３６ ２８ ３０ ｌ ３３２ ｌ ４ｏ２ １ ３３７ １ ２７５ ９８７ １ Ｏ３ｌ １ Ｏ４５ ９８１ ３．１０ ０．４１ ３．３２ ３．８Ｏ ０．６５ ０．５３ ［８］ＧＢ １５９６－２００５，用于水泥和混凝土中的粉煤灰［ｓ］． ９７７６－２００８，建筑石膏［ｓ］． 由试验可知，单掺水泥的脱硫建筑石膏试样抗折、抗压强度 ［９］ＧＢ／Ｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｇｙｐｓｕｍ ｗｉｔｈ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ＺＨＡ０ Ｊｕｎ－ｍｅｉ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｓｈａｎ ＬＩ Ｘｉａ （Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｂ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｉｄｅｎｔｉｉｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｆｈ，ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ，ａｎｄ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｔｈｅ ｉｎ— ｌｕｅｎｃｅ ｏｆｆ ｔｈｅ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｆｌｙ ａｓｈ，ｔｈｅ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ，ｔｈｅ ｑｕｉｃｋ ｌｉｍｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｉｕｍ—ｃａｌｃｉｕｍ ｓｌａｇ，ｏｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｓｕｌ— ｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｇｙｐｓｕｍ，ａｎｄ ｐｒｏｖｅｓ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｋａｌｉｎｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａ— ｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｇｙｐｓｕｍ，ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｇｙｐｓｕｍ，ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ
