玻化微珠用量对脱硫石膏基喷涂石膏砂浆性能有何影响?

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   随着我国火力发电厂废烟脱硫技术的广泛应用,脱硫石膏产量迅猛增加,2010年全国年产脱硫石膏已超过3790万t。这些工业副产石膏的堆放,不仅占用大量土地,而且会污染环境。根据目前很多科研工作者对脱硫石膏的特性、煅烧工艺等问题进行的大量研究,表明脱硫石膏具有良好的胶凝性,以其替代天然石膏配制石膏砂浆完全可行。

在欧洲,石膏砂浆已占据了超过90%工装及家装墙面材料市场。在国内,从2012年开始,石膏基砂浆取得了快速发展,尤其是底层抹灰石膏,增长率超过了100%。目前,北京、上海、江苏等地已普遍使用粉刷石膏代替水泥抹灰砂浆找平。在应用技术领域,石膏砂浆的机械化施工体系较为成熟,机械化施工面积达到100万m2以上。

采用机械喷涂施工的石膏砂浆除了要符合相关标准规范技术要求外,还应具备泵送性和喷涂性,即必须具有良好流变性、和易性、湿粘结性及合适颗粒级配、凝结时间等。本文在借鉴已有科研成果的基础上,分析了轻质骨料、保水剂、触变剂等对脱硫石膏基喷涂石膏砂浆的抗压强度、拉伸粘结强度、保水率及施工性的影响,确定了脱硫石膏基喷涂石膏砂浆的配比,并在实际工程中得到应用,产生较好经济效益。

 

1  试验

1.1  原材料及设备

脱硫石膏:采用湿法脱硫废渣原料经煅烧生成的半水石膏,标准稠度用水量61%,2h抗折、抗压强度分别为3.6、8.2MPa,初凝时间12min,终凝时间15min。

轻骨料:玻化微珠,堆积密度132kg/m3,体积吸水率39%,筒压强度159kPa,粒径0.05~0.60mm。

细砂:采用赣江天然河砂,连续级配,控制最大粒径小于1.0mm。

保水剂:羟乙基甲基纤维素醚,黏度为30000mPa·s,阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司。

触变剂:淀粉醚,荷兰艾维贝(AVEBE)生产。

石膏缓凝剂:三聚磷酸盐与蛋白类PT按质量比为12∶5自制的复合缓凝剂。

喷涂设备:可耐福培福德机械喷涂机PFT G5c。

1.2  试验方法

按GB/T 28627—2012《抹灰石膏》制备拌合物,并测试砂浆的凝结时间、保水率、抗压强度、拉伸粘结强度。

 

 


 

2  结果与讨论

2.1  玻化微珠用量对脱硫石膏基喷涂石膏砂浆性能的影响

喷涂石膏砂浆中添加玻化微珠取代部分细砂,可降低砂浆的密度,改善施工性,并可减少砂浆对喷涂设备的磨损。固定脱硫石膏用量为总质量的50%,纤维素醚掺量为总质量的0.3%,调整石膏缓凝剂的用量,使喷涂石膏砂浆的初凝时间保持在(100±20)min。玻化微珠用量对喷涂石膏砂浆干密度及抗压强度的影响见表1。

表1  玻化微珠用量对喷涂石膏砂浆性能的影响

玻化微珠用量/%

0

1.5

3.0

4.5

6.0

干密度/(kg/m3)

1580

1280

1120

985

891

抗压强度/MPa

6.8

5.4

4.6

3.9

3.4

由表1可知,随着玻化微珠用量的增加,喷涂石膏砂浆的干密度及抗压强度逐渐下降,玻化微珠掺量大于4.5%时,强度低于4.0MPa,不符合GB/T 28627—2012对底层抹灰石膏抗压强度的要求。另外,在工程应用中采用不同玻化微珠用量的喷涂石膏砂浆进行了设备损耗的对比试验,玻化微珠用量为1.5%、3.0%、4.5%的喷涂石膏砂浆对喷涂设备的螺杆泵、混合轴等易损件的综合损耗成本分别为0.40、0.28、0.21元/m2,且玻化微珠掺量为3.0%、4.5%的喷涂石膏砂浆密度小,施工省力,施工性更好。因此,综合考虑石膏砂浆的强度、施工性及设备损耗成本,初步确定玻化微珠用量为3.0%。

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2.2  纤维素醚掺量对脱硫石膏基喷涂石膏砂浆性能的影响

纤维素醚是石膏砂浆的主要外加剂,具有保水增稠、提高砂浆与墙体之间粘结力及改善砂浆施工性能的作用。固定脱硫石膏用量为总质量的50%,玻化微珠掺量为总质量的3.0%,调整石膏缓凝剂的用量,使喷涂石膏砂浆的初凝时间保持在(100±20)min。纤维素醚掺量对喷涂石膏砂浆保水率及拉伸粘结强度的影响见表2。

表2  纤维素醚掺量对喷涂石膏砂浆性能的影响

纤维素醚用量/%

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

保税率/%

62

65

73

90

93

95

拉伸粘接强度/MPa

与混凝土板

0.23

0.36

0.44

0.46

0.45

0.45

与加气混凝土砌块

0.12

0.15

0.22

0.35

0.37

0.37