用脱硫石膏研制防火无机封堵材料
徐红英刘丽娟张秋霞唐修仁
江苏省一夫新材料科技有限公司南京
摘要：本文主要阐述了用脱硫石膏制备防火无机封堵材料的可行性和优越性，进一步探讨了用脱硫石膏为主要胶凝材料，配以其他集料和高性能添加剂制备防水防火无机封堵材料的最佳配方。
关键词：脱硫石膏；防水防火无机封堵材料；玻化微珠；抗压强度
0前言
建筑物在建造和使用过程中，在楼板和墙体间会留有大量的电缆线贯穿孔和通风空调管道、防排烟管道、热力管道的孔口以及建筑缝隙。一旦发生火灾，火焰和有毒气体会通过这些孔口和缝隙向邻近场所蔓延，同时电缆通道等管道还可能形成竖井效应，从而加速了火灾的扩大，给火灾的扑救增加了难度。因此，将这些孔口可缝隙进行封堵，提高建筑分隔构件的耐火性能，对预防火灾事故扩大具有重要意义。
目前，市场上常用的防火封堵的材料有：无机防火堵料、有机防火堵料、耐火包等类型。其中无机防火堵料特别适用于管道或电线电缆等贯穿孔洞，尤其是对较大的孔洞、楼层间孔洞的封堵，效果较好。
脱硫石膏是以火力发电厂经烟气脱硫工艺产生的废渣为原料生产的β型半水石膏，符合建立环保节约型社会的要求。跟市场上传统的建筑石膏相比，具有凝结硬化快，硬化后空隙率大，抗压强度高（6Mpa以上）等优点。脱硫石膏凝结硬化后为二水石膏，当遇火烘烤时，二水石膏仍可转变为半水石膏，在吸收热量的同时释放出大量的水蒸汽，可以有效的降低该结构处的温度，从而阻止火灾的蔓延。因此，脱硫石膏是用来制备防水防火无机封堵材料的优良胶凝材料。
1.实验材料及方法
1.1原材料
（1）脱硫石膏粉，到达建筑石膏标准，南京一夫新材料科技有限公司；石英砂，细度模数：2.5镇江高姿石英砂厂；玻化微珠，松散堆积密度Kg/m3，河南省信阳市平桥区华豫矿业公司；P·O42.5水泥，天金山水泥厂；磨细矿粉，南京金强石粉厂；粉煤灰Ⅱ级苏源电厂。
1.2、实验方法
将各组分按照实验方案精确称量，在标准稠度用水量条件下搅拌均匀成型标准试件40*40*三块。脱模后放入标准养护室养护28天。到龄期后再放入42℃烘箱烘至恒重后，进行物理性能的测试。初凝时间的测定方法参照GB/T-进行。
2.实验结果分析
脱硫石膏在绝干状态下抗压强度在12Mpa以上，但其耐水性差，石膏制品的软化系数一般在0.3左右。为了克服石膏制品耐水性差、软化系数低的缺点，本实验在脱硫石膏中加入矿粉和水泥，配制成复合胶凝材料，使反应中生成的CSH凝胶填充在石膏硬化体的空隙中，增加石膏硬化体的密实度，从而增强其耐水性，提高软化系数。
文中提到百分数均为质量百分数，带括号的为体积比。复合胶凝材料的密度定为Kg/m3,复合胶凝材料中粉煤灰的掺量固定不变，为20%。
行业标准GA—中对封堵材料抗压强度的要求为0.8~6.5Mpa。实验室条件下则要求达到5~8Mpa，方可保证产品达到技术要求。根据上表，我们对石膏用量选取水平Ⅲ，即70%，对水泥的用量选取水平Ⅱ，即20%，集料比选择水平Ⅱ，即1：1.5：1.5。根据选择的水平，现计算实际配合比如下：
粉煤灰的掺量20%是固定不变的，其他总量为80%。所以，石膏为70%×80%=56%，矿粉和水泥则为80%—56%=24%，其中水泥为24%×20%=4.8%，矿粉为19.2%，最终确定的配合比为：石膏55%，矿粉20%，水泥5%，集料比为1:1.5:1.5。
因集料比的显著性特别大，现根据确定的配合比，重复三组实验，集料比分别为：1:2:1，1:1.5:1.5，1:1:2，具体实验方法和前面一致，结果见下表5。
2组和3组的抗压强度符合实验室条件下5~8Mpa的要求，1组抗压强度高偏高。选取2组的配合比为最佳配合比，添加0.2%的缓凝剂将初凝时间控制在30~45min。添加一定量的矿粉和水泥等混合材后，产品的软化系数提高到0.7以上，耐水性得到增强。
3结论
（1）脱硫石膏是一种研制防火无机封堵材料的优良胶凝材料，用其研制的封堵材料为干粉状态，便于储存和运输，随拌随用，凝结时间可随意调整，水化硬化快，硬化后强度适中，便于拆除进行检修，防火性能优越。
（2）在脱硫石膏中添加一定量的矿粉和水泥等混合材后配制成复合胶凝材料，水化硬化后产品的密实度明显提高，软化系数可达0.7以上。因此，在石膏中添加矿粉和水泥等混合材是增强石膏制品耐水性的有效途径。
（3）用脱硫石膏制备防火无机封堵材料的最佳配方为；脱硫石膏55%，粉煤灰20%，矿粉20%，水泥5%，集料比为1：1.5：（1.5）。可适量添加各种外加剂。
文章来源：中国建筑材料联合会石膏建材分会年会暨第三届全国石膏技术交流大会及展览会
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