摘要:輕質高強抹灰石膏是以脫硫石青為膠凝材料,通過研究引氣劑用量、輕骨料用量、石膏用量等對抹灰石膏的體積密度、抗壓強度、拉伸黏結強度等性能的影響,確定了輕質高強抹灰石膏的配比組成,制備的輕質高強抹灰石膏體積密度小于1000kg/m3,抗壓強度大于5.0MPa,并在工程中得到廣泛應用。
我國每年產生大量的工業副產石青,綜合利用率低,大量堆存不僅占用土地、污染環境且浪費資源。根據目前很多科研工作者對脫硫石膏的特性、煅燒工藝等問題進行的大量研究,表明脫硫石膏具有良好的膠凝性,脫硫石膏和天然二水石膏在物理性質、化學性質和礦物組成都極為相似,這為脫硫石膏的綜合利用提供了依據利用脫硫石膏生產抹灰石膏不僅能解決脫硫石膏堆存問題,使脫硫石膏資源得到了高值利用,且抹灰石膏由于其質輕、微膨脹、與基層黏結牢固等特點,成功地解決了抹灰工程中空鼓、開裂、脫落等質量通病。但是,采用脫硫石膏制備的抹灰石膏其黏性大,施工費力,導致其大面積推廣應用難度較大。本文在借鑒已有科研成果的基礎上,通過添加引氣劑與輕骨料組合,降低抹灰石膏密度,改善抹灰石膏的施工性能,同時測試了不同引氣劑用量、輕質骨料用量、石膏用量等對抹灰石膏的體積密度、抗壓強度、拉伸黏結強度等性能的影響,確定最佳的輕質高強抹灰石膏的配比組成,使其成為水泥砂漿類粉刷材料理想的替代品。
1.試驗
1.1原材料
1.1.1脫硫石膏
采用濕法脫硫廢渣原料經煅燒所生成的半水石,脫硫石膏的初凝時間不小于10min,2h抗折強度不低于30MPa。
1.1.2輕骨料
輕骨料采用50~70目玻化微珠,玻化微珠體積吸水率不大于45%,堆集密度不大于150kg/m3
1.1.3細砂
采用贛江天然河砂,連續級配,砂的最大粒徑控制小于1.0mm
1.1.4其他添加劑
保水劑:HPMC10W,山東赫達股份有限公司。
石膏緩凝劑:SG-12,蘇州興邦化學建材有限公司。
引氣劑:HostapurOSB ,德國科萊恩。
1.2試驗方法
按CB/T28627-2012《抹灰石膏》制備拌合物,并測試砂漿的體積密度、抗壓強度、拉伸黏結強度等。
2.結果與討論
2.1引氣劑用量對抹灰石膏性能的影響
抹灰石膏中添加引氣劑,可降低砂漿的黏合性,改善可操作性,降低砂漿的密度,施工省力。固定脫硫石膏用量為總量的50%,細沙用量為總量的50%,纖維素醚用量為外摻總量的0.2%,調整石膏緩凝劑的用量,使抹灰石膏的初凝時間保持在(120±20)min引氣劑用量對抹灰石膏體積密度及抗壓強度的影響見表1
由表1可知,隨著引氣劑用量的增加,抹灰石膏的體積密度及抗壓強度逐漸下降,當引氣劑用量不大于0.06%時,抗壓強度較未添加引氣劑的配合比下降小于20%,拌制的漿料均勻性好,且具有較好的觸變性,當引氣劑用量大于0.06%時,抗壓強度較未添加引氣劑的配合比下降30%以上,且拌制的漿料有較多大氣泡,施工性一般。因此,綜合考慮抹灰石膏的強度、施工性,確定引氣劑用量不宜大于0.06%。
2.2輕骨料用量對抹灰石膏性能的影響
抹灰石膏中添加輕質骨料取代部分細砂,可降低砂漿的密度,改善施工性。固定脫硫石膏用量為總量50%,(細沙+輕骨料)用量為總量的50%,纖維素醚用量為外摻總量的0.2%,引氣劑用量為0.06%,調整石膏緩凝劑的用量,使抹灰石膏的初凝時間保持在(00±20)min。輕骨料用量對抹灰石膏體積密度及抗壓強度的影響見表2。
由表2可知,隨著輕骨料用量的增加,抹灰石膏的體積密度及抗壓強度逐漸下降,當輕骨料用量7.0%時,抹灰石膏的體積密度小于1000kg/m3,施工性更好,但隨著輕質骨料用量的增加,當輕骨料用量大于7.0%時,抹灰石膏抗壓強度下降趨勢明顯,且漿料對骨料的包裹性變差,導致漿料的黏性較差。為了保證砂漿強度,綜合考慮抹灰石膏施工性及砂漿狀態,確定輕質骨料最佳用量為7.0%。
2.3石膏用量對抹灰石青性能的影響
抹灰石膏中添加引氣劑輕骨料等材料組分,降低了抹灰石膏的體積密度,改善了施工性能,但對抹灰石膏的強度產生較大的影響,增加石膏用量可提高抹灰石膏強度。(脫硫石膏+細砂)用量為總量的93%,輕骨料用量為總量的7%,纖維素醚用量為外摻總量的0.2%,引氣劑用量為0.06%,調整石膏緩凝劑的用量,使抹灰石膏的初凝時間保持在(100±20)min。脫硫石膏用量對抹灰石膏抗壓強度及拉伸黏結強度的影響見表3。
由表3可知,隨著脫硫石膏用量的增加,抹灰石膏的抗壓強度及拉伸黏結強度逐漸增加,當脫硫石膏用量60%時,抹灰石膏的抗壓強度大于5.0MPa,拉伸黏結強度大于0.30MPa,繼續增加脫硫石膏的用量,抹灰石膏的黏性增加,施工費力,施工性變差。綜合考慮抹灰石膏施工性及砂漿強度,確定脫硫石膏用量為60%。
2.輕質高強抹灰石膏配方確定及性能測試
通過大量試驗研究,最終確定輕質高強抹灰石膏生產配方見表4,性能測試結果見表5。制備的輕質高強抹灰石膏體積密度小于1000kg/m3,抗壓強度大于5.0Mpa,拉伸黏結強度大于0.30mpa。
3.工程應用
輕質高強抹灰石膏經過試驗研制,已開發出相關產品,并在常州嘉宏蔚藍天地、常州萊蒙城項目的室內找平工程中得到應用。
通過工程應用比較輕質高強抹灰石膏對比水泥砂漿類粉刷材料具有以下優勢。
①降低材料用量,輕質高強抹灰石膏室內找平施工材料用量15kg/m2,水泥砂漿類粉刷材料室內找平施工材料用量40kg/m2,減少材料用量約25kg/m2,對于抹灰面積1萬m2的建筑可減少材料用量250t,有效降低建筑負荷。
②輕質高強抹灰石膏保水率高、與基層黏結力強、不收縮,有效避免了抹灰層空鼓、開裂等質量通病,改善工程質量。
③輕質高強抹灰石膏采用脫硫石膏為膠凝材料,使脫硫石膏資源得到綜合利用,綠色環保。綜合以上幾點,輕質高強抹灰石膏的市場前景廣闊。
4.結論
a.通過試驗確定輕質高強抹灰石膏中引氣劑添加量不宜大于0.06%,輕質骨料最佳用量為總量的7.0%,脫硫石膏最佳用量為60%
b.制備的輕質高強抹灰石膏體積密度小于1000kg/m3,抗壓強度大于5.0MPa,拉伸黏結強度大于0.30MPa
c.輕質高強抹灰石膏替代水泥砂漿類粉刷材料用于室內找平工程,優勢明顯。可減少材料用量,有效降低建筑負荷;有效避免抹灰層空鼓、開裂等質量通病,改善工程質量;輕質高強抹灰石膏采用脫硫石膏為膠凝材料,脫硫石膏資源得到綜合利用,綠色環保。
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