减水剂对石膏基复合胶凝材料性能的影响

2021-05-06张振环

云南化工 2021年2期

张振环，彭操

(云南云天化股份有限公司研发中心,云南昆明 650228)

石膏，作为一种资源矿产丰富、生产能耗低的胶凝材料，具有轻质、隔声隔热性好、尺寸稳定性好等优点，是生产新型建材的理想原材料。但同时因为石膏耐水性差、力学性能低而不能满足一些工程的需要，在一定程度上限制了其应用的范围。掺加不同外加剂和增强材料制成石膏基复合材料，可以有效改善石膏材料的结构与性能。本文主要针对这些问题进行了研究。通过减水剂[1]对石膏的研究，认为选用复合减水剂效果较好。

1 实验

1.1 实验原料

1)石膏：建筑石膏粉等级3.0按照标准GB/T 9776-2008建筑石膏[2]。

2)白水泥：阿尔博波特兰有限公司型号325白色硅酸盐水泥，化学成分如表1。

表1 325#白色硅酸盐水泥化学成分

3)偏高岭土：生产厂家ООО “Пласт-Рифей”，其化学成分如表2。

表2 偏高岭土化学成分

4)复合减水剂：型号Melflux 2641。

1.2 实验方法

先制备石膏基复合胶凝材料，然后分析同一减水剂不同掺量对复合材料标准稠度、凝结时间、力学性能、软化系数、吸水率、孔隙率及腐蚀系数的影响。

1.3 分析方法

标准稠度用水量、凝结时间测定方法均按照 GB /T 1346—2011 中要求的进行[3]，试件抗折、抗压测试方法按照 GB /T 17669.3—1999 中要求的进行[4]。其中，所用到的主要仪器设备有水泥胶砂振动台( ISO 型) 、TYE-10C 数显式抗折抗压实验机( Max 10 kN) 、铁制模具( 型号40 mm × 40 mm × 160 mm) 和凝结时间测定仪( ISO 新标准维卡仪) 。

1.4 石膏基复合胶凝材料的制备

石膏基复合胶凝材料[5]是由石膏(50%～80%)与有机矿物均匀混合的改性剂组成。该改性剂是硅酸盐水泥(或石灰)、硅质添加剂、高效减水剂和其他改性添加剂的均匀混合，通过机械-化学法活化而制备[6]。

有机矿物改性剂[7]获取是通过机械化学法活化硅酸盐水泥，硅质添加剂和高效减水剂的混合物而获得，将复合石膏胶凝材料的有机矿物改性剂在混合器-机械活化剂中均匀搅拌，搅拌时间在1 min。本实验石膏基复合胶凝材料的组分构成见表1。

表1 石膏基复合胶凝材料组分构成

2 结果与讨论

2.1 减水剂对石膏基复合胶凝材料物理性能的影响

2.1.1 标准稠度与凝结时间

减水剂对石膏基复合胶凝材料标准稠度与凝结时间的影响见表4所示。

表4 不同含量的减水剂对标准稠度与凝结时间的影响

由表4看出，当减水剂添加量为0.5% 时，标准稠度为47%；随着减水剂增加到1.5%时，标准稠度降至41%。但凝结时间几乎不随减水剂的增加而改变。

2.1.2 抗折抗压强度

减水剂对石膏基复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响见表5所示。

由表5可知，以养护28 d强度为例，随着减水剂含量从0.5%增加到1.5%，石膏复合胶凝材料28 d的抗折强度增加到9.72 MPa，抗压强度增加到 23.75 MPa(组号3)。

随着减水剂含量从0.5%增加到1.0%，实验组28 d抗折强度从8.42 MPa增加到9.72 MPa，抗压强度从20.2 MPa增加到23.75 MPa;随着减水剂继续增加到1.5%，实验组28 d抗折强度从9.72 MPa下降到 9.32 MPa，抗压强度从23.75下降到22.96 MPa (表5)。

表5 不同含量的减水剂对石膏基复合胶凝材料抗折抗压强度的影响

2.1.3 软化系数与吸水率

当减水剂添加含量为0.5%时，软化系数与吸水率分别为0.74，12.21%.随着减水剂增加至1.0%时，软化系数增加至0.79，而吸水率减少至10.68%。随着减水剂含量继续增加，软化系数降低，吸水率升高(表6)。

表6 减水剂对石膏基复合胶凝材料软化系数与吸水率的影响

2.1.4 密度与孔隙率

随着减水剂含量从0.5% 增加到1.0%，28 d后实验组的密度从1.641 g/cm3增加到1.729 g/cm3，孔隙率从23.2%下降到21.6%。随着减水剂含量从1.0%增加到 1.5 %，28 d后实验组的密度从1.729 g/cm3下降到 1.585 g/cm3，孔隙率从21.6%增长到23.8% (表7)。