脱硫石膏做粉刷石膏的研究
李晶董文亮胡开元
（宁夏石膏工业设计研究院，银川）
摘要：脱硫石膏二水硫酸钙含量高，做粉刷石膏粘接强度高，和易性好。但由于脱硫工艺等原因导致很多脱硫石膏生产的粉刷石膏白度低，表面泛白霜，易开裂，本文对脱硫石膏煅烧后通过恰当粉磨工艺并添加改性剂，可以解决脱硫石膏的上述不良特性。
关键词：脱硫石膏粉刷石膏泛霜开裂
脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫工艺产生的副产物，石灰石-石膏湿法脱硫利用石灰石浆中碳酸钙与烟气中的二氧化硫在氧化条件下反应生成二水硫酸钙，即石膏。脱硫石膏成本低，配制成粉刷石膏施工性能好，粘接强度高，是一种绿色环保型抹灰材料。但由于脱硫工艺等原因导致很多脱硫石膏生产的粉刷石膏白度低，表面泛白霜，易开裂。
本文主要讨论粉磨工艺及复合改性剂中缓凝剂、保水剂、增强剂、抗霜剂等对脱硫石膏的凝结时间、保水性、强度及泛霜现象的影响情况。
1、试验原料
本文中石膏原料为宁夏某火电厂脱硫石膏，外观微黄，二水硫酸钙含量为90.02%，PH值8.80，呈碱性。原料化学成分如下表1。
底料：标准砂，石粉，宁夏建筑材料研究院生产；掺合料：粉煤灰；大白粉；无机材料；增强剂A；可再分散乳胶粉；纤维素；缓凝剂；柠檬酸；抗裂剂B；磷酸二氢钙；磷酸氢钙；磷酸钙；聚乙烯醇；羟丙基甲基纤维素；抗霜剂C。
2、试验方法
2.1制备流程
粉刷石膏制备流程：脱硫石膏 →预处理 →煅烧 →粉磨→陈化 →添加掺料及试剂 → 均化 →粉刷石膏。
2.2基本配方（如表2）
2.3性能测试方法
配制的粉刷石膏的凝结时间，抗折强度，保水率均按照JC/T-粉刷石膏中规定进行测试。分别在两小时，24小时及以后每天观察配置的粉刷石膏的泛霜问题。
3、煅烧及粉磨对石膏性能的影响
在不同温度煅烧下，陈化一周后石膏熟料的性能如下表3
用℃煅烧的石膏粉粉磨成不同的细度，测试性能如下表4：
以上四种煅烧温度下的石膏粉料在陈化一周后，结晶水均在理论值允许范围内，但℃煅烧的石膏粉的强度明显高于其他，可以判断煅烧温度适中使得此料中含有的半水石膏较多，凝结时间也最长。但此脱硫石膏作为粉刷石膏必须得做缓凝处理。
℃煅烧后的石膏粉料通过粉磨级配工艺可以产生合理配置的产品颗粒，这样优化了级配尺度，使得晶粒间空隙小，石膏粉堆积容重最大，调成标准稠度的石膏浆体需水量变小，因而硬化后孔隙率小、强度高，并且增长了石膏的初终凝时间。
4、外加剂对脱硫粉刷石膏的影响
在表5中，配方1为分别添加一水柠檬酸含量为0、0.1、0.2、0.5、1；配方2为分别添加复合增强剂中A成分含量为0.1、0.2、0.5、1；配方3为分别添加抗霜剂C成分含量为0.2、0.3、0.4、0.5；配方4为分别添加羟丙基甲基纤维素含量为0.1、0.2、0.5、1。
取℃煅烧，细度为40μm的料按照硫石膏：掺加剂=90：10配比作为基料，其余添加剂作为外掺添加剂加入。得出掺加剂为大白粉时，可提高白度至85%。外加剂对脱硫粉刷石膏的缓凝作用及强度影响如图1所示。对保水率的影响如图2所示。以上各配方的剪切粘结强度均在0.6Mp以上。
图1中可见，在配方1中，柠檬酸虽然可以显著地缓凝，但是以牺牲强度为代价的，有0.1%的含量足以达到粉刷石膏要求的60分钟以上初凝时间要求，而且终凝时间不超过7小时。而在其存在的最少量中，配方2中提高复合增强剂中A成分则可显著地增加强度，同时缓凝效果不变。但配方1和配方2的制品表面均在第二天出现白色泛霜现象，并且有裂纹出现。
图2中配方4添加羟丙基甲基纤维素含量达到1%后，保水率可达78%，粉刷石膏制品一年半后也未出现开裂问题。
针对泛碱问题，所做配方3中逐渐加大抗霜剂C的含量，加入0.1%的试块隔天观察均未泛霜，至3天后轻微泛霜。当抗霜剂C增加到0.5%时配置的粉刷石膏至一年半后均无泛霜现象，并且表面细腻，色泽变浅，白度提高。可见加入抗霜剂C对治理泛碱问题很有效果。
由于厂家用低廉的白云石代替优质石灰石原料，过多的碳酸镁生成硫酸镁可溶性盐，而随着石膏浆体的固化干燥，这些可溶性盐又随着水分暴露在空气中，出现泛霜现象。抗霜剂C掺入脱硫石膏中后，加水反应，并且在制品凝固硬化过程中大部分逐渐往制品表面移，在试件以后的干燥过程中，又与空气接触反应，在制品表层生成致密的膜层，阻碍内部水分向外蒸发，同时阻止了导致泛霜的MgSO4盐在试件表面返出。
5、结论
（1）适当的煅烧粉磨工艺可调剂脱硫石膏的凝结时间，提高强度。
（2）掺加大白粉可以提高脱硫石膏白度。
（3）利用宁夏建筑材料研究院研发的复合改性剂可使脱硫石膏的泛霜现象得到解决，复合改性剂的价格低、易用、见效快。
文章来源：中国建筑材料联合会石膏建材分会第五届年会暨第九届全国石膏技术交流大会及展览会
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