缓凝剂和减水剂对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能影响的研究.pdf

硫磷设计与粉体工程 年第 期：缓凝剂和减水剂对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能影响的研究王泽渊，王朝强，潘彦灼，周文涛，高千惠（重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆；重庆聚源塑料股份有限公司，重庆；广东工业大学材料与能源学院，广东 广州）摘 要：自流平砂浆是一种可实现自我找平的新型建筑材料，应用广泛。研究了利用低温改性后的脱硫石膏粉制备石膏基自流平砂浆，并考察了不同缓凝剂和减水剂掺量对其基本性能的影响，研究结果显示：改性后的脱硫石膏可制备出性能优良的石膏基自流平砂浆，其基本性能能够满足标准石膏基自流平砂浆的要求，且从经济性和缓凝效果来看，氨基酸类缓凝剂比蛋白类缓凝剂实用性更强。关键词：脱硫石膏；基本性能；缓凝剂；减水剂；自流平砂浆中图分类号：文献标识码：文章编号：（）概述 年我国燃煤发电量占总电量的，即我国的燃煤发电相较于其他电能占有绝对优势，而燃煤发电随之也会产生大量二氧化硫等烟气，且目前多采用湿式石灰石石膏烟气脱硫工艺，但每脱 二氧化硫会产出约 脱硫石膏。据文献调研显示，我国在 年产出的脱硫石膏量近，但资源化利用的量约占，因此，还需进一步拓宽脱硫石膏的资源化利用途径与利用率。自流平砂浆是一种借助自身超高的流动性和自重性实现自我找平的新型建筑材料，应用广泛。目前使用较普遍的还是以硅酸盐水泥为主要胶凝材料的水泥基自流平砂浆，由于水泥和其他外加剂的价格偏高，使平砂浆的总体价格偏高，且耐磨性差等原因，使其大规模推广应用成为难题。脱硫石膏的资源化利用主要集中在建筑材料、土壤改良、回填材料等领域。在建材领域，脱硫石膏的应用主要有水泥缓凝剂、石膏砌块、粉刷石膏等。脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙，受热到合适温度结晶水会脱离，使其具有独特的胶凝特性，各项性能可接近建筑石膏。所以，笔者利用高温脱水后的改性脱硫石膏粉制备石膏基自流平砂浆，并系统地研究了不同缓凝剂和减水剂掺量对其基本性能的影响，以期为脱硫石膏基自流平砂浆（以下简称自流平砂浆）的推广应用提供基础技术支撑。原材料及试验方法 原材料本研究制备选取的石膏基自流平砂浆的主要原料见表。表 试验用石膏基自流平砂浆的主要原料 材料名称材料功能来源脱硫石膏粉主胶凝材料重庆聚源塑料股份有限公司 硅酸盐水泥胶凝材料华新堡垒氨基酸类缓凝剂 缓凝剂广东龙湖科技股份有限蛋白类缓凝剂 缓凝剂北京万图名公司蛋白类缓凝剂 缓凝剂石家庄苏帆化轻建材有限公司萘系高效减水剂减水剂重庆海煌实业有限公司超强仕牌消泡剂消泡剂东莞市洁新清洗剂科技有限公司重过磷酸钙粉填充剂河北泰润矿产科技有限公司纤维素醚 保水剂陶氏华洛赛公司基金项目：重庆市大学生创新创业基金（校级）（）。试验方法 改性脱硫石膏粉的制备将 脱硫石膏放入 的烘箱中烘干 ，然后置于电磁粉碎机中研磨，即可获得改性脱硫石膏粉。用此方法制备的改性脱硫石膏粉，其标准稠度用水量为；初凝时间为 ，终凝时间为；抗折和抗压强度分别为 和，能够满足 建筑石膏 的要求。自流平砂浆的制备按照表 中的不同原料的配合比方案，分别将高温脱水后的脱硫石膏粉、滑石粉、水泥、缓凝剂、减水剂、消泡剂、纤维素醚 和水，依次加入水泥搅拌锅中，先高速搅拌 ，再高速搅拌 ，即可制得自流平砂浆。表 自流平砂浆的原料配合比原料名称自流平砂浆的原料配合比改性脱硫石膏粉重过磷酸钙粉水泥 缓凝剂 缓凝剂 缓凝剂减水剂消泡剂纤维素醚 水表 中，和 试件中的缓凝剂均为广东龙湖科技股份有限公司生产的氨基酸类缓凝剂。试验结果及讨论 自流平砂浆的基本性能按表 的原料配合比方案制备自流平砂浆，按标准 石膏基自流平砂浆的要求检测其基本性能，检测结果见表。从表 可见，自流平砂浆 和 试件的 流动度不达标，其余的性能参数均达标；、和试件的各项参数均达到了标准要求。结合原料的配合比方案具体分析，考察缓凝剂的类型、掺量及减水剂掺量的对自流平砂浆基本性能的影响，得到如下结果。表 改性脱硫石膏基自流平砂浆的基本性能参数名称试件编号标准值 流动度 无终凝时间 抗折强度 抗压强度 采用相同的氨基酸类缓凝剂，如 试件和试件，缓凝剂掺量不变，增加减水剂量，自流平砂浆的 流动度有所增加，抗折和抗压强度出现了略微的上升。采用不同类型的缓凝剂，如 试件和 试件，保持缓凝剂和减水剂掺量不变，氨基酸类缓凝剂的缓凝效果优于蛋白类缓凝剂。使用相同的蛋白类缓凝剂，如 试件和 试件，增加缓凝剂掺量，自流平砂浆的 流动度满足了标准要求，终凝时间也达到了 ，抗折和抗压强度也有所提升。采用不同厂家生产的蛋白类缓凝剂，如 试件和 试件，在相同掺量的情况下，自流平砂浆的缓凝效果存在一定的差异，但 抗折和抗压强度变化不大。不同类型的缓凝剂比较氨基酸类缓凝剂和蛋白类缓凝剂是在石膏基材料中常用的两种缓凝剂。从经济性分析，氨基酸类缓凝剂的价格基本维持在 元 吨，而蛋白类缓凝剂的价格基本维持在 元 吨，后者是前者的一半。从缓凝效果分析，相同缓凝剂用量下，氨基酸类缓凝剂的缓凝效果远高于蛋白类缓凝剂，若要达到同样的缓凝效果，则需要约 倍量的蛋白类缓凝剂。因此，综合考虑缓凝剂的价格和缓凝效果，氨基酸类缓凝剂的实用性能更优。结论总结上述改性脱硫石膏粉制备石膏基自流平砂浆的研究结果，笔者得出以下结论。脱硫石膏粉在 下煅烧 ，可（下转第 页）年第 期王泽渊，等缓凝剂和减水剂对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能影响的研究 万元，其他投资 万元。经装置标定，药剂单耗 元，能耗 元，实际运行费用 元，远低于炼化企业常规污水处理费用。结束语综上所述，污水反渗透浓水采用高效生物脱氮池 反应池高密度沉淀池处理工艺具有以下特点：该 浓水处理工艺简单，能适应原水水质的变化，出水水质稳定，且满足了 排放限值的要求；采用 特种菌工艺，利用水中难降解的有机物作为维持细菌稳定性与生物活性的能量来源，接种成功后无需额外补充营养源，即可持续运行，因此降低了运行费用；特效菌群成功在高效载体上实现固定化，并在废水处理单元中维持优势菌群，耐冲击性能强，即使受到冲击，多数情况下可自行恢复处理能力；装置自动化程度高，运行费用低，操作安全，环保效益显著，有一定的推广价值。参考文献：中国石油化工集团公司水务管理技术要求 第 部分：循环水：北 京：中 国 石 油 化 工 集 团 公司，刘 正，彭海珠，孙 杰，等石化污水反渗透浓水“零排放”技术化工环保，（）：栾金义，傅晓平石油化工水处理技术与典型工艺北京：中国石化出版社，禚青倩，曹晓磊，李本高炼化回用污水反渗透产生的浓水有机物组成分析石油炼制与化工，（）：顾薇琼石化企业高盐污水生物处理技术探讨石油化工安全环保技术，（）：河北省环境保护厅 黑龙港及运东流域水污染排放标准：石家庄：河北省环境保护厅，河北省质量技术监督局，作者简介：陈长顺（），男，河北沧州人，高级工程师，主要从事水处理技术研究与生产管理工作，电话：，：。（收稿日期：）（上接第 页）制备出 抗折和抗压强度分别为 和 的改性脱硫石膏粉，其力学性能能够满足 建筑石膏的要求。采用合理的原料配合比，氨基酸类缓凝剂和蛋白类缓凝剂均可用改性脱硫石膏配置出基本性能满足 石膏基自流平砂浆要求的自流平砂浆，如、和 试件。在相同条件下，氨基酸类缓凝剂对改性脱硫石膏的缓凝效果要高于蛋白类缓凝剂的缓凝效果；不同厂家生产的蛋白类缓凝剂对改性脱硫石膏的缓凝效果存在一定差距，但对 强度的影响不大。结合两种缓凝剂的经济性和使用量来看，氨基酸类缓凝剂的实用性更优。参考文献：段付岗钙法烟气脱硫技术优势和环保风险分析及建议硫磷设计与粉体工程，（）：，刘显丽燃煤电厂脱硫石膏的产生及综合利用化工设计通讯，（）：黄天勇，章银祥，陈旭峰石膏掺量对三元胶凝体系水泥基自流平砂浆的影响硅酸盐通报，（）：董丽卿，贾陆军，蒋 勇，等缓凝剂对水泥基自流平砂浆性能的影响，混凝土世界，（）：屈浩然，李蕾蕾，张伟超脱硫石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂技改工程的设计及应用河南建材，（）：，杨 君脱硫石膏改良盐碱土及其对 种宿根花卉生长生理特性的影响研究 北京：北京林业大学，高子栋，展琳琳浅谈我国脱硫石膏环保资源化综合利用现状砖瓦，（）：，李春浩，余承华，王晓龙，等脱硫石膏改性粉煤灰用作回填土应用研究新型建筑材料，（）：王 丽，李伯洋，冉秀云，等浅析缓凝剂对建筑石膏基本性能影响中国建材科技，（）：刘宜伟脱硫石膏粉刷砂浆在装饰工程中的应用四川水泥，（）：吴金明，唐凯靖纤维素醚与脱硫石膏基自流平砂浆相容性试验研究非金属矿，（）：柳京育，单俊鸿，李 春，等脱硫石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究硅酸盐通报，（）：作者简介：王泽渊（），男，在读硕士，主要从事固废资源化利用研究工作，：；王朝强（），男，安徽寿县人，副教授，博士，通讯作者，主要从事固废资源化利用研究与应用工作，电话：，：。（收稿日期：）硫磷设计与粉体工程 年第 期 ，；，（），（，）：，；，（），：；（，；，）：“，”，：；，（，；，；，）：，：；“”（，）：，“，：；（，）：（）（），“”，：；（，）：，：；（，）：，