现浇脱硫石膏墙体外加剂选用实验研究(附件)
本课题以脱硫建筑石膏为主要原材料，通过复配不同种类的缓凝剂、减水剂开发研制一种轻质保温墙体材料。通过原材料与外加剂配比的不断优化调整，对各种影响因素对新拌浆体和硬化体性能的变化规律做分析与探讨，以及对脱硫石膏材料产业化用于现浇工艺的后续研究提供一些参考。 缓凝剂可以调整新拌浆体的凝结时间，减水剂可使浆体在具有较大流动性的同时获得更高的强度。而两种外加剂复掺不仅可以使脱硫石膏有较好的热工性能，还能在保持水膏比不变的情况下，明显改善浆体的和易性。结果表明:对于缓凝效果，多聚磷酸钠的缓凝效果最好;对于流动经时损失，聚梭酸高效减水的效果较好。试验数据进一步显示多聚磷酸钠、聚梭酸减水剂复配下的性能较好。同时研究认为硬化脱硫建筑石膏体的导热性能和力学性能还与水膏比有关。关键词 脱硫石膏，流动度，凝结时间，强度，流动度经时损失目 录
1 绪论 1
1.1 脱硫石膏的综述 1
1.1.1 脱硫石膏出现 1
1.1.2 脱硫石膏的特性 2
1.2 脱硫石膏的利用情况 3
1.2.1 国内对于脱硫石膏的利用状况 3
1.2.2 国外利用状况 3
1.3 脱硫石膏的应用现状及其面临的一些问题 4
1.3.1 脱硫石膏研究应用现状 4
1.3.2 国内脱硫石膏资源化利用存在问题 5
1.4 脱硫建筑石膏性能影响因素 6
1.4.1 外加剂对脱硫建筑石膏强度的影响 6
1.4.2 使用环境的影响 6
1.4.3 研究石膏外加剂的必要性 7
1.5 研究课题的提出，研究内容和目的 7
1.5.1 本课题的提出 7
1.5.2 主要研究内容 7
1.5.3 本课题的目的、意义 8
2 脱硫石膏实验 9
2.1 实验材料 9
2.1.1 脱硫石膏 9
2.1.2 外加剂 10
2.2 实验仪器和试验方法 10
2.2.1 实验设备 10
2.2.2 脱硫石膏标准稠度用水量的测定 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
要研究内容 7
1.5.3 本课题的目的、意义 8
2 脱硫石膏实验 9
2.1 实验材料 9
2.1.1 脱硫石膏 9
2.1.2 外加剂 10
2.2 实验仪器和试验方法 10
2.2.1 实验设备 10
2.2.2 脱硫石膏标准稠度用水量的测定 13
2.2.3 脱硫石膏初凝结时间测定 14
3 外加剂对脱硫建筑石膏影响因素的分析 18
3.1 缓凝剂 18
3.1.1 缓凝剂对初凝，终凝时间的影响 18
3.1.2 缓凝剂对强度的影响 20
3.1.3 缓凝剂作用机理分析 20
3.2 减水剂 21
3.2.1 减水剂对脱硫建筑石膏流动度经时损失的影响 22
3.2.2 减水剂对脱硫建筑石膏初终凝时间的影响 23
3.2.3 减水剂对脱硫建筑石膏强度的影响 24 3.2.4 减水剂作用机理分析 25
3.3 水膏比 25
3.3.1 流动度经时损失相对于水膏比的影响分析 25
3.3.2 脱硫石膏初凝时间相对于水膏比的影响分析 26
3.3.3 水膏比对脱硫石膏强度的影响 27
4.1 脱硫石膏的初凝时间的影响因素分析 29
4.2 脱硫石膏流动度经时损失的影响因素分析 29
4.3 脱硫建筑石膏的力学性能影响因素的分析 29
5 结论 30
5.1 结论 30
5.2 展望 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 脱硫石膏的综述
作为一种历史悠久的胶凝材料，石膏与石灰、水泥并称为无机胶凝材料中的三大支柱。石膏分为天然石膏和工业石膏。天然石膏包括天然二水石膏和硬石膏，化学石膏包括磷石膏、氟石膏、硫酸钠石膏、钦石膏、脱硫石膏等。据相关报道，我国天然石膏矿藏丰富。目前探明储蓄量约为475.1亿吨，居世界之首。化工生产中的副产品脱硫石膏排放量很大，目前为止，其年产量约在4000万吨～5000万吨[1]。
将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏.经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，这个二水石膏的分子式是CaS042H20，二个结晶水的硫酸钙晶体就是脱硫石膏。
脱硫石膏是由于火力发电厂，冶炼厂以及各种化工厂等在燃烧煤的过程中排放的大量的二氧化硫废气，经湿法脱硫工艺所得到的工业副产品。鉴于我国燃煤发电厂大多采用石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫石膏的产量将随着石膏湿法烟气脱硫装置不断的建设而快速增加，若脱硫石膏得不到有效利用，不仅会占用大量的土地，还会对地下水造成污染从而损害接触者的身体健康。脱硫石膏中有机污染物等有害物质，也有可能随雨水的冲刷进入底层，污染土地。随着环保力度的增加和可持续发展的战略部署，脱硫石膏的综合开发越来越受到人们的重视，其应用波及范围主要集中在建筑业，建材业，工业，农业几个方面。
1.1.1 脱硫石膏出现
在我国，脱硫石膏火力发电厂的产物，石膏湿法进行脱硫的方式较为常见，通过两种元素以及一定的介质在吸收塔中发生化学发应，因此，脱硫石膏的化学方程式：
CaCO3+SO2+H2O→CaSO42H2O+H2CO3
脱硫石膏的制作步骤一共有四步，第一步，石灰石中含有碳酸钙，烟气中含有二氧化硫，将二者进行反应；第二步，在碳酸钙和二氧化硫反应生成的硫酸钙在介质空气的辅助下进行氧化操作，产生化学反应形成二水硫酸钙；第三步，去除脱硫石膏的内部杂质；第四步，将脱硫石膏进行冲洗，最终得到脱硫石膏。
1.1.2 脱硫石膏的特性
脱硫石膏的主要矿物为二水硫酸钙晶体。与天然石膏相比，脱硫石膏是一种品质较好的石膏，具有颗粒较细，纯度高，结晶性能好，成分稳定等特点。
脱硫石膏和天然石膏的相同点在于：
（1）脱硫石膏的水化动力学、凝结特征与天然石膏相同，但其速度相对较快。脱硫石膏和天然石膏的凝结硬化表现为半水石膏的水化进程。
（2）脱硫石膏转化后的5种形态和7种变体，其物化性能与天然石膏一致，可以代替天然石膏作建材。
脱硫石膏的主要成分为二水石膏，在一定的条件下加热脱水会变成熟石膏，建筑工业用熟石膏(简称建筑石膏)有着极其广泛的利用途径，相关研究表明脱硫石膏在170℃～200℃温度下脱水并恒温3h～4h后，所得的建筑石膏符合国家标准[1]。
与天然石膏相比，脱硫石膏的不同点简述如下:
（1）颗粒过细:烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均，其分布带很窄，细度高。
（2）原始物理状态不一样：天然石膏是粘合在一起的块状，而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在；脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大，天然石膏经过
1 绪论 1
1.1 脱硫石膏的综述 1
1.1.1 脱硫石膏出现 1
1.1.2 脱硫石膏的特性 2
1.2 脱硫石膏的利用情况 3
1.2.1 国内对于脱硫石膏的利用状况 3
1.2.2 国外利用状况 3
1.3 脱硫石膏的应用现状及其面临的一些问题 4
1.3.1 脱硫石膏研究应用现状 4
1.3.2 国内脱硫石膏资源化利用存在问题 5
1.4 脱硫建筑石膏性能影响因素 6
1.4.1 外加剂对脱硫建筑石膏强度的影响 6
1.4.2 使用环境的影响 6
1.4.3 研究石膏外加剂的必要性 7
1.5 研究课题的提出，研究内容和目的 7
1.5.1 本课题的提出 7
1.5.2 主要研究内容 7
1.5.3 本课题的目的、意义 8
2 脱硫石膏实验 9
2.1 实验材料 9
2.1.1 脱硫石膏 9
2.1.2 外加剂 10
2.2 实验仪器和试验方法 10
2.2.1 实验设备 10
2.2.2 脱硫石膏标准稠度用水量的测定 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
要研究内容 7
1.5.3 本课题的目的、意义 8
2 脱硫石膏实验 9
2.1 实验材料 9
2.1.1 脱硫石膏 9
2.1.2 外加剂 10
2.2 实验仪器和试验方法 10
2.2.1 实验设备 10
2.2.2 脱硫石膏标准稠度用水量的测定 13
2.2.3 脱硫石膏初凝结时间测定 14
3 外加剂对脱硫建筑石膏影响因素的分析 18
3.1 缓凝剂 18
3.1.1 缓凝剂对初凝，终凝时间的影响 18
3.1.2 缓凝剂对强度的影响 20
3.1.3 缓凝剂作用机理分析 20
3.2 减水剂 21
3.2.1 减水剂对脱硫建筑石膏流动度经时损失的影响 22
3.2.2 减水剂对脱硫建筑石膏初终凝时间的影响 23
3.2.3 减水剂对脱硫建筑石膏强度的影响 24 3.2.4 减水剂作用机理分析 25
3.3 水膏比 25
3.3.1 流动度经时损失相对于水膏比的影响分析 25
3.3.2 脱硫石膏初凝时间相对于水膏比的影响分析 26
3.3.3 水膏比对脱硫石膏强度的影响 27
4.1 脱硫石膏的初凝时间的影响因素分析 29
4.2 脱硫石膏流动度经时损失的影响因素分析 29
4.3 脱硫建筑石膏的力学性能影响因素的分析 29
5 结论 30
5.1 结论 30
5.2 展望 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 脱硫石膏的综述
作为一种历史悠久的胶凝材料，石膏与石灰、水泥并称为无机胶凝材料中的三大支柱。石膏分为天然石膏和工业石膏。天然石膏包括天然二水石膏和硬石膏，化学石膏包括磷石膏、氟石膏、硫酸钠石膏、钦石膏、脱硫石膏等。据相关报道，我国天然石膏矿藏丰富。目前探明储蓄量约为475.1亿吨，居世界之首。化工生产中的副产品脱硫石膏排放量很大，目前为止，其年产量约在4000万吨～5000万吨[1]。
将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏.经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，这个二水石膏的分子式是CaS042H20，二个结晶水的硫酸钙晶体就是脱硫石膏。
脱硫石膏是由于火力发电厂，冶炼厂以及各种化工厂等在燃烧煤的过程中排放的大量的二氧化硫废气，经湿法脱硫工艺所得到的工业副产品。鉴于我国燃煤发电厂大多采用石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫石膏的产量将随着石膏湿法烟气脱硫装置不断的建设而快速增加，若脱硫石膏得不到有效利用，不仅会占用大量的土地，还会对地下水造成污染从而损害接触者的身体健康。脱硫石膏中有机污染物等有害物质，也有可能随雨水的冲刷进入底层，污染土地。随着环保力度的增加和可持续发展的战略部署，脱硫石膏的综合开发越来越受到人们的重视，其应用波及范围主要集中在建筑业，建材业，工业，农业几个方面。
1.1.1 脱硫石膏出现
在我国，脱硫石膏火力发电厂的产物，石膏湿法进行脱硫的方式较为常见，通过两种元素以及一定的介质在吸收塔中发生化学发应，因此，脱硫石膏的化学方程式：
CaCO3+SO2+H2O→CaSO42H2O+H2CO3
脱硫石膏的制作步骤一共有四步，第一步，石灰石中含有碳酸钙，烟气中含有二氧化硫，将二者进行反应；第二步，在碳酸钙和二氧化硫反应生成的硫酸钙在介质空气的辅助下进行氧化操作，产生化学反应形成二水硫酸钙；第三步，去除脱硫石膏的内部杂质；第四步，将脱硫石膏进行冲洗，最终得到脱硫石膏。
1.1.2 脱硫石膏的特性
脱硫石膏的主要矿物为二水硫酸钙晶体。与天然石膏相比，脱硫石膏是一种品质较好的石膏，具有颗粒较细，纯度高，结晶性能好，成分稳定等特点。
脱硫石膏和天然石膏的相同点在于：
（1）脱硫石膏的水化动力学、凝结特征与天然石膏相同，但其速度相对较快。脱硫石膏和天然石膏的凝结硬化表现为半水石膏的水化进程。
（2）脱硫石膏转化后的5种形态和7种变体，其物化性能与天然石膏一致，可以代替天然石膏作建材。
脱硫石膏的主要成分为二水石膏，在一定的条件下加热脱水会变成熟石膏，建筑工业用熟石膏(简称建筑石膏)有着极其广泛的利用途径，相关研究表明脱硫石膏在170℃～200℃温度下脱水并恒温3h～4h后，所得的建筑石膏符合国家标准[1]。
与天然石膏相比，脱硫石膏的不同点简述如下:
（1）颗粒过细:烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均，其分布带很窄，细度高。
（2）原始物理状态不一样：天然石膏是粘合在一起的块状，而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在；脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大，天然石膏经过
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