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磷建筑石膏改性及自流平砂浆制备 - 硕士论文

磷建筑石膏改性及自流平砂浆制备 - 硕士论文 2021-03-14

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石膏基自流平砂浆是依靠重力及高流动性达到自找平的功能性建筑砂浆。与 水泥基自流平砂浆相比,石膏基自流平砂浆具有体积稳定性好,水化硬化快等优 点,多以高强石膏制备。但高强石膏生产能耗大,成本高,以磷建筑石膏制备石 膏基自流平砂浆可以降低生产成本,拓宽磷石膏资源化利用途径。磷建筑石膏性 能易受到原料内杂质影响,呈酸性,与外加剂相容性差,且强度较低。为利用磷 建筑石膏替代高强石膏制备自流平砂浆,本论文分别通过水泥、外加剂改性技术, 提升了磷建筑石膏后期强度和与外加剂的相容性,在此基础上制备了石膏基自流 平砂浆。

研究利用普通硅酸盐水泥和铝酸盐水泥 改性磷建筑石膏,以钝化杂质对磷建 筑石膏性能的影响,提高其绝干强度。两种水泥水化生成的凝胶包裹二水石膏晶 体,减少二水石膏与水的接触点,降低石膏晶体长径比,提升了磷建筑石膏的耐 水性和韧性。水泥会改变磷建筑石膏水化进程,延长 水化减速期,且普通硅酸盐 水泥还会缩短磷建筑石膏水化加速期。两种水泥对磷建筑石膏 2 h 水化都有抑制作 用,铝酸盐水泥抑制作用相对较弱,经其改性后的磷建筑石膏水化 2 h 强度降幅较 小。

研究聚羧酸、三聚氰胺、萘系三种减水剂对磷建筑石膏分散性及力学性能的 影响,其中增强效果最好的为三聚氰胺减水剂。由于降低了水膏比, 减水剂会增 强磷建筑石膏密实度, 对抗压强度提升效果优于抗折强度。减水剂对磷建筑石膏 水化进程影响不大,但减水剂的吸附作用会抑制二水石膏晶体沿 c 轴生长,或使 晶体板片化。研究利用 PE、D50、柠檬酸、三聚磷酸钠四种缓凝剂对磷建筑石膏 性能的影响,其中蛋白类缓凝剂 PE 缓凝效果最好且对强度损伤小。缓凝剂主要通 过延长磷建筑石膏水化诱导期来达到缓凝效果,这使得二水石膏晶体生长习性发 生改变,晶体多以短棒状或片状存在,晶体搭接点减少,结构疏松,最终导致强 度降低。

确定了以 20 %铝酸盐水泥与磷建筑石膏复合配制自流平砂浆,研究了外加剂 对复合胶凝材料的相容性。结果表明复合胶凝材料对外加剂更为敏感,达到同样 改性效果时所需外加剂掺量较磷建筑石膏明显降低。外加剂对复合胶凝材料作用 效果更加明显,减水剂最大可提升复合胶凝材料绝干抗压强度 100.11 %,PE 缓凝 剂对强度损伤效果减小。本论文确定了最优配合比,制备出的自流平砂浆工作性 能优异,30 min 流动度经时损失仅为 2 mm,体积不收缩,砂浆 24 h 强度高于水泥 基自流平砂浆强度,绝干强度满足石膏基自流平砂浆强度要求。

关键词:磷建筑石膏,改性,水化进程,自流平砂浆

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