常用石膏外加剂对α-半水石膏性能影响研究

摘要

石膏是一种国家大力提倡使用的节能环保型材料，α-半水石膏较β-半水石膏具有更好的机械强度，因而有着更优良的应用前景，但其依然存在石膏胶凝建材耐水性差的通病。目前研究较多的是β-半水石膏，本文试验了几种常用石膏外加剂(有机防水剂、无机矿物、缓凝剂、减水剂和发泡剂)对α-半水石膏性能的影响，以期开发一种能显著提高α-半水石膏性能的外加剂配方，并用于轻质石膏保温板材料试验。主要工作及结果如下：
　　1)有机防水剂对α-半水石膏性能的影响
　　三乙醇胺(TEA)、聚乙烯醇(PVA)和液体石蜡(LP)掺加到α-半水石膏中胶凝材料中，TEA加速石膏晶体水化成核，孔隙率降低，PVA和LP对孔隙及表面进行包覆，形成憎水膜，阻断二水石膏过水通道，提高了石膏制品的强度和软化系数，降低了吸水率。正交结果表明TEA掺量为2.27‰、PVA掺量2.27‰、LP掺量为9.09‰时，制得石膏样品性能最佳。
　　2)无机矿物掺杂对α-半水石膏性能的影响
　　水泥、粉煤灰、矿渣粉三种矿物掺合料掺加到α-半水石膏胶凝材料中，含有的某些火山灰活性成份在石膏水化过程中生成Ca(OH)2、C-S-H等水化物胶体，与未反应的原料料一起填充在由二水石膏所构成骨架的缝隙中，提高制品的机械强度和耐水性能。正交试验表明矿渣粉掺量为4％、水泥为2%、粉煤灰为8%时，石膏制品的性能最佳。
　　3)缓凝剂对α-半水石膏性能的影响
　　常用缓凝剂对α-半水石膏浆体凝结性能的影响与β半水石膏浆体效果并不相同，试验表明对α-半水石膏浆体凝结时间延长且不发生明显收缩的有Na2CO3、乙酸锌及含氨基的三乙醇胺和乙二胺四乙酸(EDTA)，选取碳酸钠和 EDTA复合，当碳酸钠掺量为0.2%、EDTA掺量为0.02%时，α-半水石膏浆体初凝时间为12 min，终凝时间为18 min，且制品强度提高，吸水率变化不大。
　　4)减水剂对α-半水石膏性能的影响
　　掺减水剂对α-半水石膏浆体具有缓凝作用，同等掺量下，聚羧酸高效减水剂(HC)体系的凝结时间最长，缓凝效果较适的为氨基磺酸盐减水剂(HSA)和三聚氰胺减水剂(AS)。HC对α-半水石膏水化体系流动度改善性能最好，在掺量小于0.2%时，AS效果最差，在掺量大于0.2%时，木质素磺酸钠(LS)效果最差。在同掺量情况下，HC减水剂对α-半水石膏减水效果远强于其他减水剂，AS和 HSA减水效果最差。减水剂与防水剂、缓凝剂同时使用时，石膏制品耐水性能得到很大提高增强。
　　5)钛白石膏制备的α-半水石膏发泡石膏的制备和防水研究
　　十二烷基磺酸钠(K12)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、木质素磺酸钠(LS)、明胶(GE)和自制复合发泡剂(ACE)五种发泡剂，对钛白石膏制备的α-半水石膏发泡效果最佳的是ACE发泡剂。CMC对发泡石膏性能起促进作用，在CMC掺量为0.6%时，发泡石膏性能最佳。在发泡剂乳液掺量在4%-6%时，发泡石膏的轻质保温板性能较为优越，强度、吸水率、软化系数也在可接受范围内。掺加复合外加剂，发泡石膏板性能得到提升。

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引言

1 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究发展现状

1.3 石膏外加剂研究存在的主要问题和本课题主要研究内容

2 实验材料与实验方法

2.1 实验材料

2.2 实验仪器

2.3 基本性能测试方法

3 有机防水剂对α-半水石膏性能影响

3.1 乳液的配制

3.2 结果与讨论

3.3. 小结

4 矿物掺杂改性对α-半水石膏性能影响及机理研究

4.1 水泥对α-半水石膏性能影响

4.2 粉煤灰对α-半水石膏性能影响

4.3 矿渣粉对α-半水石膏性能影响

4.4 水泥、粉煤灰和矿渣粉复合掺杂对α-半水石膏性能影响

4.5 微观机理分析

4.6 小结

5 缓凝剂对α-半水石膏性能影响

5.1 缓凝剂对α-半水石膏浆体凝结时间分析

5.2 缓凝剂对α-半水石膏浆体凝结时间影响

5.3 EDTA与Na2CO3复合缓凝剂对α-半水石膏浆体凝结时间影响

5.4 机理分析

5.5 小结

6 减水剂对α-半水石膏性能影响及作用机理分析

6.1 减水剂对α-半水石膏浆体凝结时间的影响

6.2 减水剂对α-半水石膏浆体减水率的影响

6.3 减水剂对α-半水石膏浆体流动度的影响

6.4 复合外加剂对α-半水石膏硬化体性能的影响

6.5 微观机理分析

6.6 小结

7 基于钛白石膏制备的α-半水石膏发泡与防水技术研究

7.1 发泡剂的性能及基于钛白石膏制备的α-半水石膏发泡剂的确定

7.2 稳泡剂CMC对发泡石膏性能的影响及机理分析

7.3 ACE发泡剂掺量对发泡石膏性能的影响

7.4 复合外加剂对发泡石膏性能的影响

7.5 小结

8 结论与展望

8.1 主要结论

8.2 展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表及撰写的学术论著