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    無水硫酸鈣的應用綜述

    來源:磊鑫石膏 發布時間:2016-02-03 09:19:23 點擊次數:4997次

    荊門市磊鑫石膏制品有限公司,湖北 荊門,448000

    1 硬石膏的應用現狀

    石膏是一種應用歷史悠久的材料,它與石灰、水泥并列為無機凝膠材料中的三大支柱。石膏制品具有生產率高、耐火、質量輕、隔音、絕熱性能好以及資源豐富等優點[1]。隨著石膏工業的進一步發展,世界范圍內石膏用量的逐年增加。在石膏資源開發中,主要以天然二水石膏為主,但天然石膏是不可再生資源,隨著對其消耗的不斷增加和礦產資源分布不平衡的影響的加重,對硬石膏的開采和利用顯得越來越重要。我國硬石膏資源豐富,約占已探明的石膏總儲量的60%左右,主要分布在湖南、湖北、安徽、四川、江蘇、重慶、山東等地,全國硬石膏儲量近300億噸,居世界前列,僅安徽含山硬石膏礦床遠景儲量就達58億噸,堪稱亞洲第一大硬石膏礦床。隨著遼寧遼陽、湖北大冶、湖南臨澧等硬石膏礦床的相繼投產,在今后一段時間硬石膏產量快速增大,因此開展硬石膏的應用研究及開發,對推動石膏工業的持續發展,促進國民經濟增長,具有積極而重要的意義。硬石膏雖具有潛在的水活化性,但通常表現為:難溶于水,水化速度較慢,凝結能力較差或幾乎不凝結,具有早期強度,因而多年來主要在水泥行業中做水泥的調凝劑和礦化劑。目前約90%的硬石膏應用于此。隨著硬石膏研究的不斷深入,硬石膏在建材領域和非建材領域都取得了一定的突破,應用范圍正在不斷拓寬。

    2 硬石膏的主要應用

    2.1 在水泥工業中的應用

    做硅酸鹽水泥緩凝劑:在水泥熟料中加入適量石膏(允許摻入SO3的最大限量我國定為3.5%)能解除水泥快凝、提高水泥強度(特別是早期強度)、使水泥制品在空氣中的干縮率下降30-50%,提高水泥的抗凍性、抗化學性和安定性。

    做水泥配料,生產硬石膏水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、快凝石膏礦渣水泥、石膏礬土膨脹水泥等。

    作為各種混凝土膨脹劑、早強劑、增密或抗滲劑等原料,這在國內已逐步推廣,在國外需求量也較大。

    2.2 在化學工業中的應用

    生產硫酸:石膏中的CaSO4在焦炭還原作用下分解為SO2和CaO,前者用于制取硫酸,后者可與粘土質原料制成水泥熟料。

    生產硫酸銨化肥:將氨和二氧化碳通入石膏粉的懸浮液中而制得。

    2.3 在農業中的用途

    用二水石膏、燒石膏、硬石膏改良土壤,用于施肥,生產農藥。

    硬石膏代替生、熟石膏可作食用菌培養料中的鈣、硫復合礦物肥料,還可調節培養基的酸堿度,在鹽堿地、紅壤改良方面有良好的效果,可使糧棉油等作物增產,用硬石膏造硫銨已小試成功。在家禽、家畜飼料中還可用做復合礦物肥料添加劑,有良好的社會效益和經濟效益。

    2.4 在新型建筑材料方面的應用

    粉刷石膏:武漢理工大學楊新亞等人[2]研究的無水石膏型粉刷石膏Ⅱ型無水石膏加激發劑及其他外加劑混合制成。這種粉刷石膏與傳統抹灰材料相比具有和易性好、粘接能力強、保水性好等優點。目前已投入批量生產成功應用在江蘇、上海等地建筑工程中。半水-無水石膏型粉刷石膏是半水石膏中摻入20~50%的Ⅱ型無水石膏。實驗研究表明,與半水型粉刷石膏相比,這種混合型石膏的施工性能優于半水型粉刷石膏,其成本也低于半水型粉刷石膏。

    硬石膏建筑制品:江蘇省建筑科學研究院程祥平[3]采用325水泥和骨料,按一定的比例混合,加入定量水攪拌,振壓成型,經自然養護制成非燒結硬石膏空心磚;用碎石屑和粗砂做骨料生產承重硬石膏空心磚;用膨脹珍珠巖或加廢棄混凝土等輕骨料生產非承重硬石膏空心磚。研制成的非燒結硬石膏空心磚各項性能指標均達到或超過國家有關標準。

    南京石膏礦的丁大武[4]利用各種不同的生產工藝配置了硬石膏板條、砌塊(板)、硬石膏墻面或地面裝飾板、石膏板棉板、纖維增強硬石膏壓力板(瓦),摸索出了一套較為理想的加工工藝。所生產的各種建筑制品特別是纖維增強硬石膏壓力板(瓦)的各項性能、技術指標好,且有了一定范圍和程度上的實際生產應用。

    武漢工業大學的陳吉春[5]與武鋼集團礦業公司聯合制作的紙面硬石膏板。利用G-N-M-J四元復合激發體系有效地改進了程潮鐵礦伴生的天然硬石膏的活性。

    2.5 在膠結材料中的應用

    在一定條件下,硬石膏或段燒石膏能激發粉煤灰、礦渣等活性較低的物質,因此在利用這些固體廢物制備膠凝材料的過程中,硬石膏或煅燒硬石膏經常摻入以激發活性。鹽城工學院潘群雄[6]研究得出:1200-1300℃下高溫煅燒的硬石膏分解產物為活性CaO和結構松弛的無水石膏,活性CaO對粉煤灰玻璃網絡有解聚作用,結構松弛的煅燒無水石膏緩慢溶解產生的SO42-離子對粉煤灰有激發作用。高溫煅燒石膏溶解度為3.09g/l,遇水能較多地形成Ca2+ 和SO42-,因而與礦渣混合水化初期促進了早期一次水化產物水化硫鋁酸鈣的形成。根據配料及小量添加劑不同,可研制出多種用途的硬石膏膠結料,如砌筑、嵌縫用硬石膏膠結料,硬石膏粘接劑,自流平硬石膏,硬石膏、粉煤灰軟地基加固材料、地基灌注樁充填劑,礦坑支護,噴錨、井巷充填及防火墻用硬石膏膠結料等。

    3 結論

    隨著科學技術的進步,人們物質生活的提高,對藝術需求的增加,石膏還會得到更多更廣泛的應用和發展。具有強大的挖掘潛力。

    參考文獻

    [1] 袁潤章.膠凝材料學,武漢工業大學出版社,1996.1-30

    [2] 楊新亞,王錦華等.硬石膏及粉刷石膏應用研究.非金屬礦.2006.02

    [3] 程祥平.江蘇省商品混凝土企業發展現狀及2003年設備需求預測.今日工程機械.2003.01

    [4] 丁大武.中國石膏工業的現狀及發展方向.中國建材.2001.03

    [5] 陳吉春,畢曉平等.紙面硬石膏板的研制.武漢工業大學學報.1997.03

    [6] 潘群雄.煅燒石膏活性及激發粉煤灰機理的研究.粉煤灰綜合利用.2001.03

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