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化学石膏用于自流平材料的研究简述

化学石膏用于自流平材料的研究简述

化学石膏用于自流平材料的研究简述

自流平材料是一种以无机或有机胶凝材料为基材,加入适量的骨料和减水剂、保水剂等外加剂复合形成的新型建筑地面自我流平材料。其*大特点是自流平性,能在自身重力作用下自由流动形成平整的地面,可克服普通水泥砂浆施工时平整度难以控制的通病。

自流平材料组成中的主要基材不同可以分为有机系和无机系。有机系自流平材料主要指环氧自流平材料,其独特的化学结构和双组分有机化合物使有机系自流平具有良好的物理机械性能和耐酸、油脂等化学品性能,已成为应用*普遍的自流平材料。无机系自流平材料可分为以水泥为基材的水泥系自流平材料和以石膏为基材的石膏系自流平材料。水泥系自流平材料强度高、流动度好,且耐水性能优异,在市场上得到广泛认可。石膏系自流平材料具有较好的保温隔热、隔声防火和耐久性等特点,与水泥基相比略显弹性, 自重轻脚感好、舒适度高。石膏基自流平材料对石膏品质要求较高,但我国优*天然石膏较少,因此化学石膏系自流平具有较大的开发潜力和经济效应。

1.化学石膏种类

1.1 磷石膏

磷石膏是磷肥厂等化工企业产生的固体废弃物,每生产1 吨湿法磷酸约产生5 吨磷石膏,近几年,我国年均排放的磷石膏已接近4000 多万吨,磷石膏已成为我国排放量*大、利用率*高的工业废渣之*。磷石膏除二水硫酸钙主要成分外,还含有未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐、有机物等杂质,是影响磷石膏性能的主要因素。现阶段磷石膏主要用于生产水泥缓凝剂、石膏砖、路基填料、石膏砌块、石膏板、粉刷石膏、抹灰石膏以及制硫酸联产水泥和改良土壤等。

1.2 脱硫石膏

脱硫石膏主要是火电厂对燃煤燃烧后产生的烟气进行烟气脱硫(FGD) 净化处理而得到的工业废渣。国家规定所有燃煤企业必须采用脱硫技术处理二氧化硫。按1 吨产生约3 吨脱硫石膏计算,2011 年由火电厂和工厂脱硫产生的脱硫石膏年排放量约2500 多万吨,将成为化学石膏排放量*多的工业废渣。脱硫石膏的主要成份是二水硫酸钙,一般为88% ~ 95%,主要杂质为碳酸钙、亚硫酸钙和氯化物等。欧美发达国家对脱硫石膏进行研究和利用始于20 世纪70 年代末,现已基本形成较完善的研究、应用体系,利用率高达80% ~ 90%,我国对脱硫石膏的研究起步较晚,*今未能形成规模化开发利用。脱硫石膏可应用于制备腻子粉、高强石膏粉、胶凝材料、粉刷石膏、做水泥缓凝剂,也可以应用于钢结构防火涂料等领域。

1.3 氟石膏

氟石膏是氟化盐厂利用荧石和浓硫酸反应制取氟化氢后排放的工业废渣。氟化钙中二水硫酸钙一般在75% 以上,其中干法氟化铝生产排放氟石膏的二水硫酸钙含量超过95%,已达到优*天然石膏的标准。我国每年氟石膏排放量100吨左右。氟石膏可以作水泥缓凝剂、矿化剂、陶瓷石膏模具、胶凝材料和生产石膏砌块、石膏板等建筑材料。

1.4 钛石膏

由于欧美发达国家的少数几家生产钛白粉的企业垄断,我国生产钛白粉仍然采用硫酸法,用硫酸法生产钛白粉产生大量的酸性废水,钛石膏就是用石灰中和处理废水而产生的。1 吨钛白粉约产生5 吨左右钛石膏,全国每年钛石膏产量约100 多万吨。钛石膏的二水硫酸钙一般为70% ~ 85%,主要杂质为铁、铝、钛、铬。我国对钛石膏的研究开发利用起步晚,目前主要有重庆大学和济南大学等大学的部分专家研究钛石膏的资源化利用,主要集中研究制备路基填料、水泥缓凝剂以及墙体材料等。

1.5 柠檬石膏

柠檬石膏是以红薯等原料生产柠檬酸时排除的副产品。每生产一吨柠檬酸约产生2.4 吨柠檬石膏,我国每年排放的柠檬石膏50 万吨左右。柠檬石膏的主要成分二水石膏含量高达95% 以上,除此之外,含有少量的猛、氟等杂质。目前主要应用于制备砌块、纸面石膏板等墙体材料。

1.6 其他化学石膏

除以上化学石膏外,还有硼酸厂排放的硼石膏、海水制盐或淡化过程产生的盐石膏以及排放量较少的酒酸石膏、味精石膏、铜石膏、添加剂石膏、铬石膏、芒硝石膏、乳酸石膏等。

2.化学石膏制备自流平材料的组成

化学石膏经预处理之后的主要成分含量、结构与天然石膏相近,以一定的配合比可复合成性能与天然石膏制备的自流平材料相近的石膏基自流平材料。

日本是*早研究石膏基自流平材料的国家,*具代表的是日本住宅公团,随后美国、韩国、德国等欧美发达国家也相继开发出石膏基自流平材料。

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