工業(yè)固體廢棄物制備輕質(zhì)底層抹灰石膏砂漿的研究*

左李萍，張帥，蒙海寧，許彥明，敖林，朱祥

（1. 鎮(zhèn)江建科建設(shè)科技有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212004；2. 江蘇鎮(zhèn)江建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

0 引言

作為一種歷史十分悠久的膠凝材料，石膏與水泥、石灰共稱為三大無機膠凝材料[1-2]。石膏可分為天然石膏和工業(yè)的副產(chǎn)品，即化學(xué)石膏，主要包括磷石膏、鈦石膏、脫硫石膏等。根據(jù)相關(guān)報道，在電廠吸收處理煙氣的副產(chǎn)品——脫硫石膏排放量非常巨大[3]。石膏是主要的無機膠凝材料之一，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，廣泛用于建筑、建材、工業(yè)模具和醫(yī)藥美容等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原材料[4-5]。

1 試驗

1.1 試驗原材料

水泥：復(fù)合硅酸鹽水泥 P·O42.5 級，產(chǎn)于江蘇鶴林水泥有限公司。細骨料：河砂，細度模數(shù) 2.4。玻化微珠，粒徑 40～70 目，產(chǎn)于河南信陽。脫硫石膏：密度 2.16g/cm3，基本性能見表1。重鈣粉，粒徑在400 目左右，產(chǎn)于江蘇鎮(zhèn)江。石膏混凝劑 200P，為氨基酰類緩凝劑，產(chǎn)于西卡（中國）有限公司。纖維素醚（HPMC），黏度為10萬mPa·s。淀粉醚，黏度為400～800mPa·s。引氣劑主要活性組分為乙氧基脂肪醇，來自于上海尚南貿(mào)易有限公司。

表1 脫硫石膏基本性能

1.2 試驗設(shè)備

主要試驗儀器設(shè)備見表2。

表2 試驗儀器

1.3 緩凝劑配比設(shè)計

稱取石膏粉 1000g，標(biāo)準(zhǔn)稠度水膏比為 0.55，按表3 配比進行緩凝時間試驗。

表3 緩凝劑試驗配比

2 結(jié)果與討論

表4 和圖1為不同緩凝劑摻量對凝結(jié)時間的影響，從標(biāo)準(zhǔn) GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中對凝結(jié)時間的要求和成本經(jīng)濟性角度選擇 A3 這組緩凝劑配比。A1、A2 凝結(jié)時間太短，施工可操作時間不夠，A4、A5 凝結(jié)時間太長，不經(jīng)濟。

表4 不同緩凝劑摻量對凝結(jié)時間的影響

圖1 不同緩凝劑摻量對凝結(jié)時間的影響

表5 為不同石膏砂漿配比的試驗研究。

表5 石膏砂漿配比 g

表6 和圖2為不同石膏砂漿配比試驗結(jié)果，從標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中對輕質(zhì)底層抹灰石膏抗折/抗壓強度的要求和成本經(jīng)濟性角度選擇 B3 組，B1、B2 這兩組強度較低，達不到標(biāo)準(zhǔn)要求，B4 組成本較高，不經(jīng)濟，因此選擇 B3 組最為合適。

表6 不同石膏砂漿配比試驗結(jié)果

圖2 不同石膏砂漿配比試驗結(jié)果

上述 B3 組試驗結(jié)果，體積密度為 1120kg/m3，而在標(biāo)準(zhǔn) GB/T 28627—2012《抹灰石膏》中輕質(zhì)底層石膏砂漿的體積密度要求不大于1000kg/m3，所以按照表7 摻入不同量的玻化微珠來降低其體積密度。從表8的試驗結(jié)果可知，C1 體積密度不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而 C4 強度不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，再綜合經(jīng)濟成本的要求，選擇 C2組最為合適。

表9 為在上述最優(yōu)配比下配制的輕質(zhì)底層石膏砂漿的性能指標(biāo)，其保水率、凝結(jié)時間、抗折和抗壓強度，粘結(jié)強度、體積密度等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 不同玻化微珠摻入量的石膏砂漿 g

表8 不同玻化微珠摻量對石膏砂漿的性能影響

表9 最優(yōu)配比的石膏砂漿性能指標(biāo)

3 小結(jié)

（1）隨著緩凝劑的加入量逐漸增多，石膏的緩凝時間也逐漸增加，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求和成本經(jīng)濟考慮，選擇緩凝劑的加入量為石膏粉摻量的 0.03%。

（2）隨著玻化微珠的加入量逐漸增多，石膏砂漿的體積密度呈逐漸下降趨勢，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求和成本經(jīng)濟考慮，選擇 C2 組最為合適。

（3）在最優(yōu)配比下配制的輕質(zhì)底層石膏砂漿的性能優(yōu)異，其保水率、凝結(jié)時間、抗折/抗壓強度，粘結(jié)強度、體積密度等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。