脫硫石膏在建材中的實踐應用技術(shù)

　　1、脫硫建筑石膏質(zhì)量控制
　　
　　脫硫建筑石膏的質(zhì)量要從源頭抓起:
　　
　?。?）脫硫劑—石灰石粉要選擇含鈣量大于52%, 細度采用280目至325目之間較為理想；
　　
　?。?）對脫硫吸收塔處理能量設計要考慮煤質(zhì)含硫量的變化；
　　
　?。?）對脫硫漿液的PH值控制一般應在4.6～5.9范圍內(nèi)；
　　
　?。?）氧化空氣必須分布均勻地滿足脫硫要求。
　　
　　2、脫硫熟石膏煅燒設備與工藝
　　
　　2.1設備
　　
　　2.1.1含水率大于10%的脫硫石膏不宜采用斗式提升機輸送。
　　
　　2.1.2煅燒設備要具有相當?shù)拿芊庑阅堋?br /> 　　
　　2.1.3如用一步法工藝生產(chǎn)建筑石膏，應在煅燒爐的進料口裝有物料打散裝置。
　　
　　2.1.4熟石膏的料倉要分均化倉和陳化倉。
　　
　　2.1.5在均化倉的上方要設有熱濕氣體的排放裝置。
　　
　　2.1.6熟石膏的包裝一定要采用防潮袋包裝。
　　
　　2.1.7分析有效陳化時間的長短來確定陳化時間。
　　
　　2.1.8冷卻方式也要依據(jù)三相組份在陳化過程中相變情況來決定。
　　
　　2.1.9增加改性磨可以改變脫硫熟石膏的顆粒級配。
　　
　　2.1.10對煅燒設備各運行部位的溫度控制檢測點要完善并精確靈敏。
　　
　　2.2工藝
　　
　　2.2.1建議采用兩步法煅燒脫硫石膏。
　　
　　2.2.2要處理好石膏的脫水就必須先了解熟石膏相變關系及相分析。
　　
　　2.2.3熟石膏中有殘留較多二水石膏的存在，應采用慢速冷卻并長時間均化為宜。
　　
　　2.2.4陳化過程中要注重時效分析
　　
　　陳化時間對熟石膏性能的影響實際上是一種常溫時效過程。相比之下，均化則是熟石膏粉的高溫時效過程。當均化時間達到合理時，物料中各相組成比例會導致強度達到大值。均化效應對熟石膏強度的影響可能有兩個方面的貢獻。第一，脫水物料中殘余二水相及Ⅱ1型無水相向半水相的轉(zhuǎn)變，導致強度提高；第二，制品孔隙率下降，密度提高，因而強度也提高。
　　
　　3、建筑石膏
　　
　　3.1半水石膏、熟石膏、建筑石膏是三個不同的概念。
　　
　　3.2建筑石膏使用條件對其物理性能的影響。
　　
　　3.2.1建筑石膏水化用水量影響石膏制品的強度。
　　
　　3.2.2對建筑石膏受攪拌方法和攪拌速度不同的影響，對石膏制品的質(zhì)量也有影響。
　　
　　3.2.3環(huán)境溫度和拌和水溫度影響建筑石膏的凝結(jié)速度。
　　
　　3.2.4影響建筑石膏的使用因素是諸多條件相互制約的。
　　
　　4、無機摻合對建筑石膏的影響
　　
　　無機材料與建筑石膏的復合，對降低石膏復合膠凝材料成本，改善石膏復合膠凝材料的性能具有很好的作用。
　　
　　4.1在建筑石膏中，加入生石灰可提高石膏制品的強度。
　　
　　4.2水泥
　　
　　加入部分水泥來提高石膏制品硬化體的干濕強度及軟化系數(shù)，降低石膏表面溶蝕均有顯著效果。由于各種水泥的不同，摻量的不同，水化環(huán)境養(yǎng)護條件的不同，對石膏制品的體積穩(wěn)定性影響也不同。
　　
　　4.3磨細礦渣
　　
　　用適當比例的磨細礦渣作建筑石膏的改性摻合料，并以少量生石灰粉或磨細的水泥熟料作礦渣激發(fā)劑，是改善建筑石膏耐水性，降低溶蝕率，提高強度的有效途徑之一。
　　
　　4.4粉煤灰
　　
　　以粉煤灰與脫硫石膏為主要原料并摻入合適的激發(fā)劑，能夠改善單一脫硫建筑石膏的耐水性和物理力學性能。這樣即保持了建筑石膏早凝快硬的基本性能，又改善了石膏硬化體耐水性及其它性能。粉煤灰的活性激發(fā)對石膏粉煤灰復合膠料的水化硬化及強度發(fā)展起著關鍵作用。
　　
　　4.5膨潤土是脫硫石膏復合膠凝材料中廉價的保水增稠材料。
　　
　　4.6無機礦物纖維
　　
　　無機礦物纖維與脫硫建筑石膏復合，不但進一步提高石膏制品的抗折、抗壓強度，而且對石膏裝飾材料無論板材還是粉體建材應用中的抗裂性都有較大的提高。
　　
　　4.7天然沸石
　　
　　價格低廉的天然沸石、在脫硫建筑石膏復合膠凝材料中可有顯著的增粘、增強功能，并可基本克服返霜現(xiàn)象。
　　
　　4.8硅藻土
　　
　　在脫硫石膏中加入硅澡土及硅澡土與其它無機材料復合的摻和料，對用脫硫石膏研究制造生態(tài)建材可起到一定作用,石膏復合材料中的使用量可在5%-15%左右。
　　
　　4.9纖維
　　
　　采用各種纖維作為石膏制品的增強材料，以改善其物理力學性能。不同長度的玻璃纖維對石膏基體都有較明顯的增強效果。將強度性能和實際的工藝操作綜合考慮，玻璃纖維增強石膏制品的佳玻纖長度為15mm，摻入量為石膏質(zhì)量的1.5%。纖維的分布對纖維增強石膏板的力學性能影響很大。物體在外力的作用下，在各個不同部位所產(chǎn)生的內(nèi)應力的大小、方向是不同的，盡量采用高度分散均勻的長玻纖。
　　
　　5、外加劑對建筑石膏的影響
　　
　　5.1緩凝劑是延遲熟石膏早期水化反應的外加劑。
　　
　　5.1.1 在不同PH值條件下，緩凝效果不相同。
　　
　　5.1.2 建筑石膏顆粒越細，對緩凝劑的緩凝效果越差。
　　
　　5.1.3 建筑石膏的凝結(jié)時間越短，緩凝劑的作用越小。
　　
　　5.1.4 緩凝劑的性能不僅要比較緩凝時間，同時還要注意在相同緩凝時間下石膏硬化體強度的損失值。
　　
　　5.1.5 過多添加緩凝劑，會使石膏制品強度下降，泌水現(xiàn)象增大。
　　
　　5.1.6 隨著環(huán)境溫度的變化，緩凝劑的摻量也要適當增減。
　　
　　5.1.7 緩凝劑吸潮性較強在貯運過程中要注意防濕、防潮、防熱、并要密封保存。
　　
　　5.1.8 使用鈉、鎂、鐵、鹽類的緩凝劑會使石膏凝結(jié)后的顏色發(fā)花，使用酸性鹽類的緩凝劑會使石膏硬化體膨脹。
　　
　　5.2 促凝劑
　　
　　二水石膏粉磨的越細、越干燥，其促凝作用越高，二水石膏的加入會使石膏硬化體強度下降、凝結(jié)時間縮短。有機促凝劑有硫酸銅、硫酸鉀、碳酸鈉等。
　　
　　5.3 保水劑
　　
　　提高石膏建材的保水率是保證石膏漿體中所含的水份能夠保持較長時間的存在，獲得良好的水化硬化效果，改善石膏粉體建材的施工性，提高粘結(jié)性能、避免強度下降、減少和防止石膏料漿的離析與泌水現(xiàn)象。
　　
　　5.3.1 保水劑均能不同程度的延緩石膏的水化速度
　　
　　5.3.2 保水劑一般是在PH值偏堿性的情況下，可加快溶解速度。
　　
　　5.3.3 較高的料漿溫度和環(huán)境溫度會降低保水能力。
　　
　　5.3.4 保水劑的細度關系到產(chǎn)品配方的溶解速度。
　　
　　5.3.5 保水劑可以改善石膏料漿稠度，影響施工性能。
　　
　　5.3.6 通過長時間保持水份的存在，可對石膏料漿的粘結(jié)性提供良好的輔助作用。
　　
　　5.3.7 良好的保水性可改善石膏料漿的開放時間，解決表面結(jié)皮現(xiàn)象。
　　
　　5.3.8 經(jīng)過表面處理過的纖維素醚在冷水中的分散性較好，但直接加到堿溶液中將導致表面處理失效。
　　
　　5.3.9 纖維素的粘度增加，其保水率上升。
　　
　　5.3.10 保水率隨著添加量的增加而增加。
　　
　　5.3.11 建筑石膏的細度越細，保水劑的用量也越大。
　　
　　理想的保水劑要具備良好的分散與溶解性，避免溶解時產(chǎn)生結(jié)塊;具有較細的粒度，以滿足機械施工時需要的溶解速度;要有理想的熱穩(wěn)定性，防止因建筑石膏和環(huán)境溫度在45℃以上時影響保水性。
　　
　　增稠性并不等于保水性，纖維素醚是性能優(yōu)良的保水劑，增稠和保水是兩種概念，在產(chǎn)品的配方設計上一定要區(qū)分開來。
　　
　　5．4 粘結(jié)劑
　　
　　常用的粘結(jié)劑一般為冷水速溶型聚乙烯醇(PVA)、可再分散乳膠粉、瓜爾膠及羧甲基纖維素、改性淀粉等。
　　
　　5.4.1 冷水速溶型聚乙烯醇膠粉，加入建筑石膏中不但增加石膏的粘結(jié)力，還具有一定的保水、增強作用。
　　
　　5.4.2 可再分散乳膠粉，主要功效是可增加脫硫建筑石膏的粘結(jié)性能和改善其柔性，提高施工性。
　　
　　5.4.3 瓜爾膠
　　
　　瓜爾膠主要特點如下：
　　
　?。?）瓜爾膠可溶于冷水中；
　　
　?。?）PH值在6-8范圍時瓜爾膠黏度高；
　　
　?。?）瓜爾膠在偏酸性的條件下水化速度很快；
　　
　?。?） 瓜爾膠與陰離子聚合物和陰離子表面活性劑配合使用有增加黏度的協(xié)同作用；
　　
　　（5） 石膏料漿溫度在45℃以上的環(huán)境中，瓜爾膠的黏度明顯下降。
　　
　　5.4.4羧甲基纖維素（CMC）和改性淀粉
　　
　　羧甲基纖維素（CMC）和改性淀粉在石膏料漿中主要起增稠和粘結(jié)作用，保水效果并不明顯。它們的特點分述如下：
　　
　　（１）CMC一般PH值在2～10之間黏度穩(wěn)定；
　　
　　（２）CMC取代度愈高黏度受溫度影響愈??；
　　
　?。ǎ常〤MC在石膏料漿中隨溫度的升高黏度有所下降，當料漿溫度大于60℃以上，將發(fā)生永久性的黏度下降；
　　
　?。ǎ矗〤MC對建筑石膏有緩凝作用，CMC與甲基纖維素類MC、HPMC復合使用，既提高石膏保水性能，又提高石膏稠度、粘結(jié)性、強度，改善適合的凝結(jié)時間等綜合性能；
　　
　　（５）改性淀粉是提高紙面石膏板護面紙與石膏硬化體的粘結(jié)力，在潮濕環(huán)境中，淀粉含量超過一定值后，制品會產(chǎn)生霉變現(xiàn)象，直接影響制品質(zhì)量；
　　
　?。ǎ叮└男缘矸弁ǔ：图谆w維素醚配合作用，兩者有較好的協(xié)同效應。
　　
　　5.5 引氣劑
　　
　　引氣劑在石膏產(chǎn)品的應用中減輕制品重量,提高防凍性和導熱系數(shù)。在粉刷石膏中可改善料漿的和易性,減少石膏砂漿的泌水現(xiàn)象發(fā)生。
　　
　　5.6 消泡劑主要功能是在石膏料漿中消泡、抑泡、減少石膏制品表面氣孔,提高強度。
　　
　　5.7 減水劑是改善石膏基產(chǎn)品性能的重要外加劑之一。
　　
　　減水劑的摻入可明顯改善石膏硬化體的強度。
　　
　　減水劑的摻入可顯著提高石膏漿料的流動性。
　　
　　減水劑的摻入能在脫硫石膏進入改性磨時進行。
　　
　　5.8 防水劑
　　
　　石膏防水劑主要通過兩方面進行防水作用。一是通過降低石膏晶體的溶解度、提高石膏制品的軟化系數(shù)，二是通過降低石膏制品的吸水率達到防水效果。提高軟化系數(shù)是從二方面進行，一是提高石膏硬化體的密度、減少孔隙率的方法來提高石膏制品的耐水性，另一方面是提高石膏制品孔隙表面的增水效果來降低吸水率，從而提高石膏的耐水性。
　　
　　5.9 激發(fā)劑
　　
　　石膏激發(fā)劑是對煅燒脫硫無水石膏（AII）以及天然和化學無水石膏進行活化處理，才能使其具有膠結(jié)性能和強度適用于石膏制品的生產(chǎn)?；钚约ぐl(fā)的方法有三種，即化學活化處理、物理活化處理、化學與物理復合活化處理。
　　
　　5.10 轉(zhuǎn)晶劑
　　
　　轉(zhuǎn)晶劑是二水石膏在飽和蒸氣介質(zhì)或水溶液中加入適當、適量的轉(zhuǎn)晶劑。誘導二水石膏脫水時形成理想的結(jié)晶形態(tài)，當半水石膏形成粗大的短柱狀晶體或立方晶體時，標稠需水量減小、石膏制品密實度和強度提高、吸水量減少。
　　
　　5.11另外還有模具石膏中使用的低膨脹劑、自流平石膏中使用的觸變潤滑劑。
　　
　　觸變潤滑劑對石膏砂漿能夠減少流動阻力，獲得良好的潤滑性及施工性、提高觸變性、抗垂性和減少粘連性、延長開放時間、推遲凝固時間，在自流平砂漿中還可防止產(chǎn)品分層和沉降，使自流平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均勻，同時還可增加其表面強度。
　　
　　6、脫硫石膏在建材中的應用
　　
　　脫硫石膏通過不同手段，結(jié)合具體應用實踐進行處理，能夠代替絕大部分天然石膏來生產(chǎn)石膏制品。應用實踐證明脫硫石膏是一種品位很高的寶貴資源，經(jīng)合理的調(diào)整后脫硫石膏在某些方面比天然石膏還要好。
　　
　　6.1 水泥緩凝劑
　　
　　脫硫石膏和天然二水石膏作為水泥緩凝劑比較 ，其水泥抗壓強度基本一致。
　　
　　6.1.1 附著水含量較高（10%-20%）的脫硫石膏直接用于磨制水泥，會造成水泥的抗壓強度有所降低。
　　
　　6.1.2 脫硫石膏的附著水含量為0%-3%時,水泥的抗壓強度和使用天然石膏時基本一致。
　　
　　6.1.3 經(jīng)高溫烘干的脫硫石膏用作水泥緩凝劑，會造成水泥細度明顯增大，但是水泥28d強度沒有影響，3d強度還略有提高。
　　
　　6.1.4 脫硫石膏做為緩凝劑不會對鋼筋銹蝕造成影響。
　　
　　6.1.5 以脫硫石膏緩凝劑水泥配制成混凝土的用水量較低，新拌混凝土的特點是和易性好、坍落度經(jīng)時損失略大，但是不致于影響施工。
　　
　　6.2 紙面石膏板
　　
　　紙面石膏板是國內(nèi)外主要的石膏建材產(chǎn)品,也是用量越大、產(chǎn)量多、應用好的石膏建材產(chǎn)品。利用脫硫石膏生產(chǎn)紙面石膏板時，必須解決好改性技術(shù)的問題，同時對配料和干燥進行調(diào)整。即可生產(chǎn)出合格的脫硫石膏紙面板。
　　
　　6.2.1 用脫硫石膏生產(chǎn)紙面石膏板時改性淀粉的用量要比利用天然建筑石膏時稍大些，但不能用量過多，否則在潮濕的環(huán)境下會出現(xiàn)返霜現(xiàn)象，直接影響板芯和護面紙的