礦物材料對脫硫石膏制品力學(xué)性能的影響
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摘要：以脫硫石膏為原料制備紙面石膏板，是高效消納脫硫石膏的有效途徑。開展礦物材料對脫硫石膏及其制品力學(xué)性能影響的研究。結(jié)果表明：在脫硫石膏熟料中添加礦物材料對石膏料漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量及初終凝時間影響不大；摻入0.5%的礦物材料，石膏試塊養(yǎng)護24h后的抗折強度比空白樣提高了37.1%，但養(yǎng)護至絕干狀態(tài)時，抗壓、抗折強度均下降；摻加0.5%礦物材料的脫硫石膏制備的紙面石膏板剪切力提高10%，面密度變化不大，橫、縱向斷裂荷載，棱邊硬度略有降低；礦物材料對石膏板的粘結(jié)性能無不良影響。
關(guān)鍵詞：脫硫石膏；礦物材料；紙面石膏板；力學(xué)性能
引言
脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫的產(chǎn)物，隨著燃煤電廠煙氣脫硫項目的推廣，我國每年的脫硫石膏產(chǎn)量驚人[1]。脫硫石膏廣泛用于建材等行業(yè)，促進了國家環(huán)保循環(huán)經(jīng)濟的進一步發(fā)展，而且還大大降低了天然石膏的開采量，保護了資源。脫硫石膏制備的建材產(chǎn)品具有新型建材及綠色建材的特點。以脫硫石膏為原料生產(chǎn)紙面石膏板，是高效消納脫硫石膏的有效途徑，不僅解決火電廠大宗固體廢棄物污染環(huán)境的問題，也為石膏板廠提供了廉價原料。紙面石膏板具有質(zhì)輕、防火、環(huán)保、裝飾效果好、便于加工等特質(zhì)，是建筑裝飾裝修領(lǐng)域節(jié)能利廢、綠色環(huán)保、最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒ㄖb飾裝修材料之目前我國已經(jīng)具備全脫硫石膏制備紙面石膏板成套技術(shù)。本文研究了礦物材料對脫硫石膏熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度及初凝時間、終凝時間的影響；對脫硫石膏熟料制備的石膏試塊力學(xué)性能的影響；更進一步的研究了對脫硫石膏制備的紙面石膏板產(chǎn)品力學(xué)性能及粘結(jié)性能的影響。
1試驗
1.1試驗材料
脫硫石膏：平邑縣富華石膏制品廠；礦物材料：河北承德圍場縣，325目粉末，主要化學(xué)成分見表1。本試驗所使用的脫硫石膏熟料相分析結(jié)果見表2，熟料相組成比較穩(wěn)定，與紙面石膏板生產(chǎn)線所用熟料一致。
1.2試驗方法
1.2.1制備方法石膏試塊的制備：將石膏料漿倒入模具，終凝1h內(nèi)脫模，制成40mm×40mm×160mm的試件，進行養(yǎng)護。養(yǎng)護方式為在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h或干燥至恒重。紙面石膏板的制備：在生產(chǎn)線上，將攪拌均勻的石膏料漿在離心力作用下甩至護面紙上，然后經(jīng)成型刀擠壓，在護面紙折成直角后，在成型板的擠壓下與另一護面紙搭接，并粘牢形成濕板，隨后濕板被引出，完成成型；成型的濕板凝固，切斷后，進入干燥機烘干水分制成紙面石膏板。
1.2.2石膏試塊測試方法將脫模后的石膏試塊放進電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，在45℃的條件下養(yǎng)護24h，測試試塊的24h抗折強度；45℃干燥至恒重測試試件絕干狀態(tài)的抗折、抗壓強度。測試方法參照GB/T17669.3—1999《建筑石膏力學(xué)性能的測定》進行。
1.2.3紙面石膏板力學(xué)性能測試方法依據(jù)GB/T9775—2008《紙面石膏板》測試紙面石膏板的力學(xué)性能。
1.2.4紙面石膏板粘結(jié)性能測試方法參照北新建材的企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，紙面石膏板粘結(jié)等級判定標(biāo)準(zhǔn)見表3。（1）測試紙面石膏板在干燥條件下紙板粘結(jié)性能的方法：在試樣的檢測面用多用刀劃“×”，將護面紙沿交叉點向上拉起，觀察拉起部位護面紙與石膏芯的結(jié)合狀況，按表3的判定標(biāo)準(zhǔn)進行判定。（2）測試紙面石膏板濕粘結(jié)性能的方法：將毛巾充分浸濕，完全覆蓋在試樣上，5min后用干毛巾吸去試件表面附著水，在試樣的檢測面用多用刀劃“×”，將護面紙沿交叉點向上拉起，觀察拉起部位護面紙與石膏芯的結(jié)合狀況，按表3的判定標(biāo)準(zhǔn)進行判定。（3）測試紙面石膏板在濕熱條件下紙板粘接性能的方法：截取一塊約160mm×40mm的小板，放入100℃的恒溫水浴箱內(nèi)，計時12min后取出。在試樣的檢測面用多用刀劃“×”，將護面紙沿交叉點向上拉起，觀察拉起部位護面紙與石膏芯的結(jié)合狀況，按表3的判定標(biāo)準(zhǔn)進行判定。
2結(jié)果與討論
2.1礦物材料對脫硫石膏熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量及
凝結(jié)時間的影響（見表4）由表4可見，在脫硫石膏中摻加0.5%的礦物材料，對石膏料漿標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量無影響，料漿的初凝及終凝時間略有縮短。2.2礦物材料對石膏試塊力學(xué)強度的影響礦物材料對石膏試塊24h抗折強度的影響見表5，對絕干狀態(tài)抗折、抗壓強度的影響見表6。由表5可見，對于摻加0.5%礦物材料的石膏試塊，養(yǎng)護24h抗折強度較空白樣提高37.1%。由表6可見，摻加0.5%礦物材料會降低石膏試塊的絕干抗折、抗壓強度，與空白樣相比，絕干抗壓強度下降12.8%，絕干抗折強度下降3.2%。
2.3礦物材料對紙面石膏板力學(xué)性能的影響
分別摻加0、0.5%礦物材料制備厚度為12mm的普通紙面石膏板，力學(xué)性能測試結(jié)果見表7。由表7可見，與空白板相比，礦物材料摻量為0.5%時，面密度影響不大，橫向斷裂荷載下降11.7%、縱向斷裂荷載下降3.5%、端頭硬度提高11%、棱邊硬度下降3.5%、剪切力提高10%。紙面石膏板的橫、縱向斷裂荷載以及棱邊硬度相比空白板略有降低，但都遠(yuǎn)優(yōu)于GB/T9775—2008要求。在紙面石膏板中摻加礦物材料對石膏板的粘結(jié)性能無不良影響。
3結(jié)論
（1）在脫硫石膏熟料中摻加礦物材料對石膏料漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量及初終凝時間影響不大。（2）在石膏料漿中摻入礦物材料，石膏試塊養(yǎng)護24h后的抗折強度比空白樣提高37.1%；但摻加礦物材料會降低試塊絕干狀態(tài)的抗折、抗壓強度，當(dāng)?shù)V物材料摻量為0.5%時，絕干抗壓、抗折強度較空白樣分別下降了12.8%、3.2%。（3）礦物材料摻量為0.5%時，與空白板相比，紙面石膏板的剪切力提高10%，面密度變化不大，橫、縱向斷裂荷載，棱邊硬度略有降低，但都遠(yuǎn)優(yōu)于GB/T9775—2008要求。（4）在紙面石膏板中摻加0.5%的礦物材料對石膏板的粘結(jié)性能無不良影響。
參考文獻：
[1]裴晉鵬.火電廠脫硫石膏的綜合利用[J].工業(yè)技術(shù)，2019（10）：51-52.
[2]張翔．影響紙面脫硫石膏板性能的因素及關(guān)鍵技術(shù)[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2014．
作者：尹東杰 董朋朋 譚丹君 李伯洋 簡銘 單位：北新集團建材股份有限公司
