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脱硫石膏基自流平砂浆耐水性改善及机理研究

时间:2020-12-23 21:34:58 来源: 上海科斯莱地坪

脱硫石膏基自流平砂浆耐水性改善及机理研究


自流平


随着低弹性模量的薄饰面材料(PVC地板、橡胶地板卷材等)应用越来越广泛,地面自流平材料已逐渐成为大型超市、停车场、工厂车间、仓库等地面铺筑的首选材料。石膏基自流平材料力学性能发展快,施工简单,硬化后体积稳定性好,具有保温隔热、隔音、调湿等功能,是现有市场的主流产品。由于石膏属于气硬性胶凝材料,表面硬度低,耐水性和耐磨性均较差是此类材料普遍存在的问题。


脱硫石膏(FGD)是将含硫燃料(煤、石油)燃烧后所产生的烟气经过相应脱硫净化处理过程得到的工业副产品,其煅烧后得到的建筑石膏(CaSO4·0.5H2O)在凝结特性、水化动力学和物理力学性质等方面不比天然建筑石膏差[3-4]。因此,采用脱硫石膏代替天然石膏生产自流平材料越来越受到重视[5-7]。与天然石膏不同,脱硫石膏是在浆液中快速沉淀形成,其粒度小,粒径主要分布在40~60μm,级配严重不合理,因此,脱硫石膏的流变性能较差,配置的砂浆浆体更容易发生离析、分层和泌水现象。更重要的是,脱硫石膏基砂浆硬化后孔隙率偏高,这些孔隙为外界水分及其他离子提供了通道,严重影响其耐水性和耐久性,缩短自流平材料的服役寿命。


本试验考察将粉煤灰和水泥等质量代替一定的脱硫石膏后自流平材料流动性、凝结时间及早期强度等性能的变化规律,研究粉煤灰和水泥对脱硫石膏自流平硬化试块孔隙率及孔径分布的影响,孔隙率变化对耐水性的影响规律与作用机理,为脱硫石膏基自流平砂浆的耐水性改善提供科学有效的技术方案。


1试验部分


1.1原料


石膏粉为河北唐山凯杰公司脱硫石膏粉,主要矿物组成为半水石膏,具体物理性能见表1。


粉煤灰为Ⅱ级灰,矿物组成主要为莫来石和石英,含少量石灰石;水泥为金隅P·O42.5水泥。原料化学组成,见表2。外加剂主要包括保水剂、羟丙基甲基纤维素HPMC、高效减水剂WR、消泡剂B-1、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)可再分散乳胶粉S-05,均为市售产品。骨料为天然河砂经0.6mm筛网筛分后的细砂。


1.2试验方法


以脱硫石膏粉为主要胶凝材料,粉煤灰等质量代替比例为0、10%、20%、30%,水泥等质量代替比例为0、4%、8%、12%、16%,讨论二者掺量变化对脱硫石膏自流平砂浆拌合物的流动性、凝结时间及早期力学性能的影响规律;以抗压软化系数为主要指标考察耐水性的变化,具体测试过程为:成型后带模标准养护1d,测试24h强度;标准养护1d后的试块,将其中一组放入(20±2)℃水中养护1d,测试水养强度,另一组40℃烘至绝干得到绝干强度,抗压软化系数=绝干强度/水养强度。吸水率测试条件为:绝干试块,浸泡在(20±2)℃静水中24h后的质量变化。其中,脱硫石膏、砂与水的质量比1∶0.5∶0.45,具体试验方法按照GB/T17669.3-1999《建筑石膏力学性能的测定》的要求进行。压汞测试选用空白样,以及粉煤灰和水泥掺量分别为20%和10%的绝干试块进行,所用仪器为美国麦克公司的AutoPoreIV9500型压汞仪。


2结果与讨论


2.1粉煤灰对砂浆基本性能的影响


粉煤灰掺量对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能的影响,见图1。从图1可看出,随着粉煤灰掺量的增加,砂浆拌合物的流动性大幅度改善,掺量为30%时,流动度值增加37%,且30min经时损失不大;掺入粉煤灰延长了砂浆的凝结时间,初凝与终凝时间间隔有增加趋势,但均能满足现场施工要求。粉煤灰掺入量较大时,会降低砂浆早期强度,但控制适宜的掺量,可凸显出粉煤灰对流动性的改善作用。可见适量粉煤灰等质量代替脱硫石膏后,砂浆流动度显著改善,这为自流平砂浆降低单方用水量提供了条件,用水量降低不仅可弥补因掺加粉煤灰带来的力学性能下降,且对耐水性及耐久性有着重要影响。

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