石膏对粉煤灰活性激发的研究进展

石膏对粉煤灰活性激发的研究进展
摘要:石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良等优点,因而利用石膏来激发粉煤灰活性成为研究者们的研究内容。

关键词:石膏粉煤灰激发性能机理
常用的激发剂有碱性激发、硫酸盐激发、氯盐激发等,其中石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良,尺寸稳定、加工性能好,省工、省料、省运输、美观,孔隙率高、质轻,绿色环保并具独特的“呼吸性能”的优点,运用石膏来激发粉煤灰的活性更易制成价廉质轻环保的产品。

下面通过胶结材、砌块的研制以及其性能与肌理两个方面来进行分析。

1 胶结材、砌块的研制
1.1脱硫石膏粉煤灰胶结材(简称DGF胶结材)
DGF胶结材保持了石膏基材料的若干主要特性,而强度和耐水性明显提高,可用于制作内外墙轻质墙体材料,拓宽了石膏建材的应用范围。

1.2粉煤灰改性无水石膏胶结材(简称FAB)
以粉煤灰和脱硫石膏为主要原料研制的胶结材。

采用将脱硫石膏在600—900℃电炉中煅烧为无水石膏的方式激发石膏活性;原材料中掺加了5%的水泥;采用
湿养护方式,养护平均温度20℃,平均湿度75%。

1.3脱硫石膏粉煤灰砌块研制
采用脱硫建筑石膏70%,粉煤灰掺量30%,激发剂A、掺量为8-12%(以石膏粉煤灰总量计),砌块成型时水料比控制在65%左右,将胶结材的水及粉料分别计量好,先将水加入搅拌机开始高速搅拌,后加入粉料搅拌40 s左右即成均匀料浆,将料浆浇入模具,约12 min左右脱模得砌块坯体。

成型的砌块坯体含有40%左右的水份,其中大部分是多余水份,且坯体中还将形成一定量的水硬性水化产物。

1.4二水磷石膏粉煤灰复合胶结材研究((简称PGF)
PGF是以磷石膏和粉煤灰两种工业固体废物为主要原料的新型胶结材,其基本配比采用磷石膏原样∶粉煤灰=50∶50,适宜的外加剂及掺量为:水泥10%,石灰10%, NaOH 1%,减水剂F 0.7%,早强剂B11%。

宏观物理力学性能试验结合pH值和水化热测定结果表明, PGF在常温下水化反应缓慢,湿热养护方式可大大加速其水化进程,适宜养护制度为: 85℃恒温7h湿热养护。

由于水硬性水化产物的生
成,形成以AFt为基本结构骨架、以CSH为粘结剂的微结构,水硬性水化产物对未参与水化的二水石膏进行覆盖与包裹作用,PGF具有较好的耐水性。

2性能、机理的研究
2.1环保型GSF胶结料水化硬化机理研究
将石膏尾矿破碎磨细至0.08mm,方孔筛筛余15%的矿粉,再与矿渣粉、粉煤灰、、早强剂,按石膏尾矿50%,矿渣40%,粉煤灰10%, 占1%、早强剂占1.5%及水灰比0.33的配合比混合而成的试件进行硬化机理研究。

2.2粉煤灰-氟石膏-水泥复合胶凝材料性能的研究
按粉煤灰44%与氟石膏41%和水泥15%按水胶比0.28(质量比)制成的净浆(简称FFC)试件。

在室温中养护1d拆模,然后将试件放在(20 1)℃、相对湿度大于90%的标准养护箱中养护。

2.3复合石膏对粉煤灰激发作用的研究
通过胶砂试验表明,二水石膏和锻炼硬石膏对粉煤灰均有较好的激发作用,其中煅烧石膏的早期激发作用更为显著。

二水石膏的合理掺量为4%,煅烧硬石膏的合理掺量为3%—5%。

混凝土试验表明,二水石膏掺量为3 %～4 % ,煅烧硬石膏掺量为6 % ,均能较好地促进粉煤灰混凝土的早期和后期强度。

两种石膏单掺效果总体好于双掺效果。

二水石膏与煅烧硬石膏掺量适宜时,能增强粉煤灰混凝土的早期和后期强度;掺量过大均会对强度产生负面影响。

2.4 Na2SiO3- CaSO4·2H2O 复合激发粉煤灰活性机理研究
试验采用粉煤灰- 水泥体系的净浆, 激发剂的配合比为:Na2SiO3∶Ca2SO4·2H2O=0.26∶1, 粉煤灰掺量60%。

试验步骤及检测方法参考GB/T17671- 1999 标准。

常温水中养护到龄期( 3、7 d)后, 测其抗压强度。

实验结果表明复合激发剂能有效地促进粉煤灰- 水泥浆体中粉煤灰的活性, 两种激发剂优缺点得到了很好的互补, 使其早期强度( 龄期为3 d 和7 d) 大幅提高。

2.5 改性石膏对粉煤灰硅酸盐制品性能的影响
根据试验结果可知使用天然硬石膏的蒸压制品强度,低于使用天然二水石膏制品的;不同二水石膏对蒸压制品强度的影响不同。

在650 ℃时,煅烧石膏对粉煤灰系统的强度贡献最大。

2.6脱硫石膏粉煤灰胶结充填材料的水化机理研究
将脱硫石膏和粉煤灰按一定比例混合后,可得到与普通水泥化学成分相似的胶结材料。

脱硫石膏水化过程中,会生成大量溶解度低、强度高、致密的CSH凝
胶水化产物,水化产物主要是由钙矾石、水化硅酸钙凝胶、未水化的二水石膏组成,结构较致密和均匀,并以此为结构骨架,相互交叉连接。

水化产物所包裹的未水化粉煤灰及二水石膏颗粒作为微集料填充于孔隙中,使其结构更为致密、均匀。

所以说脱硫石膏和粉煤灰胶结料在作用上表现为“低标号水泥”。

它不但降低总的孔隙含量,而且使大的毛细孔显著下降。

试验表明,脱硫石膏胶结全尾砂后,具有较强的粘结力和抗压强度。

参考文献:
[1] 曹宇. 超高强石膏材料的制备及性能研究. 武汉理工大学, 2006年硕士学位论文.)
[2] 林芳辉,丛钢,彭家惠. 脱硫石膏基粉刷石膏[J].新型建筑材料,1993,(11):28-29.。