原状工业副产石膏在生态建材中的应用开发研究.docxVIP

2012．4．18～20中国·长沙第七届全国石膏技术交流大会暨展览会论文集原状工业副产石膏在生态建材中的应用开发研究石宗利 (湖南大学材料学院，教授／博导；长沙归一建材科技有限公司，董事长)0引言我国工业副产石膏累积堆存量已超过3亿吨，其中脱硫石膏超过5000万吨，磷石膏2．5亿 吨以E。且每年新增脱硫石膏5000万吨，磷石膏6200万吨以上，氟石膏300万吨，柠檬石膏200万吨，除此外，还有大量的盐石膏、钛石膏、硼石膏等。“十二五”末预计每年新增脱硫石膏5000万吨左右。磷石膏年排放量将达到6500万吨。 目前脱硫石膏的利用率约为30％左右，磷石膏的利用率不到20％，绝大部分工业副产石膏仍作堆放和填埋处理。堆放这些工业副产石膏不仅占用大量土地，增加企业负担，而且会污染 环境和地下水资源。工业副产石膏尚未获得大规模应用的根本原因在于：①石膏建材虽为绿色建材，但强度低、耐水性能差的两大技术瓶颈限制了它的应用范围。它只能用作水泥缓凝剂和装饰材料，如天花板、纸面石膏板、石膏条板和石膏砌块等；②成本高，市场竞争性不强，用作内隔墙，如石膏砌块，石膏空心条板等，与加气粉煤灰砌块相比，成本高，没有竞争优势；③技术含量低，产品创新性不强，没有开发出具有大市场、大用量的高附加值产品。通过多年的理论研究和市场研究，归一建材已研究开发出具有大市场、大用量、高附加值 的石膏基生态建材产品，为工业副产石膏的大规模应用找到了革新性方向。主要产品为：①免煅烧、低成本、高性能的石膏水泥，兼有气硬性和水硬性胶凝材料的优势，低收缩、耐水，软化系数为0．75～0．95，成本仅为同级水泥的2／3，强度(压缩强度)为20—56MPa，根据不同用途产品性能可进行调整；可广泛用作生产界面砂浆、砌筑砂浆、抹面砂浆、保温砂浆、自流平砂浆、高性能腻子和浆砖胶粘剂；②高强耐水、轻质、低成本石膏砌块，压缩强度为2．5—40MPa，软化系数0．76～0．95。产品密度500～1200kg／m，，成本仅为50～80元／m3，可广泛取代各种粘土砖、水泥砖、加气砌块和保温砌块等。③研究开发出自动化系列化的石膏水泥干粉砂浆及高强耐水、轻质石膏砌块生产线。 以上技术已获国家多项发明专利或实用新型专利，如：ZL200810030862．3一种界面砂浆ZL200810031155．6一种胶凝材料石膏一水泥及其生产方法200810031163．0一种高强度耐水粉刷石膏及其生产方法 ZL200810030870．8一种高强耐水挤压成型石膏基复合生态墙板 ZL200610104624．3一种自动化石膏轻质空心墙板及砌块生产线一1一篁±届全国石膏技术交流大会暨展览会论文集2012．4．18—20中国·长沙ZL200620135833．X一种多功能自动化石膏轻质空心墙板及砌块生产线 ZL200820211197．3一种石膏基墙材生产自动配供料系统ZL201020619183．2一种轻质墙板和砌块窑式养护干燥设备ZL201120061632．0一种自保温泡沫石膏或泡沫硅酸盐填芯混凝土砌块1实验方法1．1原材料(1)脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、盐石膏(2)超细砂粉、粉煤灰(3)炉渣、煤渣、河砂(4)添加剂(自制)1．2产品(材料)制备工艺图1高强耐水粉刷石膏、砌筑砂浆、自流平砂浆生产工艺流程图图2石膏砖、石膏砌块、自保温砌块生产工艺流程图1．3物理力学性能测试 (1)表观密度表观密度。的测量用称重法测试表观密度。 (2)力学性能测试按照GB／T17669．3—1999((建筑石膏力学性能的测定》标准测定试样的压缩强度6。和弯曲强度6。。(3)软化系数测定 按照GB／T17669．3—1999标准和参考JG／T169—2005标准测试其软化系数。(4)导热系数按JC275—80试验方法，测试加气石膏砌块的导热系数。 (5)粘结强度测定按照JC仍47—2005的规定，测定粘结强度。(6)冻融试验按照GB7111973—1997加气混凝土抗冻融试验方法进行冻融实验。(7)干湿循环试验按照GB／T11975—1997干湿循环试验方法测定干湿循环性能。 (8)凝结时间测定按照GB3350．6标准测定初凝和终凝时间。2试验结果2．1石膏基复合胶凝材料高强耐水机制3基主星垒旦互董煎茎窒煎盔金星星堕盒迨窒塞呈婴!!：!!=垫主垦：茎鲨图3石膏基复合材料X射线衍射圈图3为石膏基复合胶凝材料x射线衍射图谱。从图3可以看出．在石膏基复合胶凝材料的水化产物中主要是二水石膏和水化硅酸钙(c—S—H凝胶)，同时还有钙矾石(AFt)和少量的莱粒 硅钙石【c耐Si04)．,(OH)2]。图4无激发剂石膏基复合胶凝材料SEM形貌图图4为未加激发剂的石膏基复合胶凝材料SEM形貌图。可以看出，水化产物几乎全是二 水石膏晶体，仅有少量针状的钙矾石和少量