北京有那家医院治白癜风 https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%97%E4%BA%AC%E4%B8%AD%E7%A7%91%E7%99%BD%E7%99%9C%E9%A3%8E%E5%8C%BB%E9%99%A2/9728824?fr=aladdin
今天与大家分享的是有关固体废弃物钛石膏的应用。钛石膏与人们熟知的磷石膏一样都属于工业化学石膏,这些化学石膏主要成分虽然都是石膏,但是夹杂着不同的杂质元素,这导致不同种类的化学石膏性质也大不相同。钛石膏是一种工业钛白粉产业中中和废液产生的副产品,它与其他化学石膏的区别之处在于含有一定量的铁、钛元素。此外,由于钛石膏是中和酸性废液产生的,其化学性质呈现弱酸性。以上这些特征都是它的综合应用过程中需要考虑到的。
本文主要分享的是钛石膏在蒸压加气混凝土中的应用前景。本团队近日于ConstructionandBuildingMaterials上发表了一篇文章"Utilizationofwasteredgypsuminautoclavedaeratedconcretepreparation"。蒸压加气混凝土的物理性质和机械强度与发泡过程和蒸压过程有着紧密的联系。蒸压加气混凝土的发泡过程对于密度,孔隙结构等有着较大的影响;蒸压过程对于关键性物质托勃莫来石的形成有着较大的影响,能否形成合适的托勃莫来石成为蒸压加气混凝土强度的能否达标的关键。钛石膏在蒸压加气混凝土中的应用,我们首先考虑到的就是解决钛石膏的弱酸性,这对于发泡行为有不利影响。众所周知,一般蒸压加气混凝土中使用铝粉与碱性物质反应产生氢气从而达到发泡这一目的。钛石膏呈现弱酸性,它的掺入无疑会对铝粉的反应造成影响,进而影响到整个发泡过程。我们对钛石膏发泡难题做了较多的实验来想办法解决它,最终我们发现在混料时加入一定量的碳酸钠可以有效地缓解这种发泡难题。
图一掺有15%钛石膏蒸压加气混凝土浆体的PH值(a)和发泡体积与发泡时间的函数关系图(b)
在图一a中我们可以看到钛石膏(RG)的PH值是6.5呈现弱酸性。不添加碳酸钠的样品S11浆体表现出早期体积膨胀速度慢、最终的膨胀比例仅为0.6无法满足工业应用的要求。在掺入0.75%的碳酸钠后,我们可以看到S5样品的发泡曲线,无论是早期发泡速度还是最终的膨胀比例都有着较大的提升。根据图一a的浆体PH值的数据我们发现,碳酸钠的加入提升了发泡环境的碱度对于酸性物质钛石膏的发泡是有帮助的。但是需要注意的是,碳酸钠的加入量是有一定的限制的,过多的加入量会导致铝粉的反应加速进行,一旦发泡速度超过浆体膨胀所能承受的压力会导致坍塌现象的出现。掺有1.5%碳酸钠的浆体样品(S10)在10分钟的时候就有0.6的体积膨胀率,浆体塌陷的风险大大增加。碳酸钠的加入量应根据钛石膏的加入量进行的一定的调整,过多的碳酸钠加入量也会对施工造成不利的影响。
此外需要注意的是,一般石膏作为添加剂运用于水泥和混凝土产业,其加入量也有一定的限制,这导致工业石膏在水泥混凝土产业的运用也是有一定的阈值的,消耗的量是有限的,这对于工业固废的综合利用是不利的。因此,能否尽可能多的用掉钛石膏是一个难题。对于普通的水泥混凝土来说,过多的石膏加入必然对于性能有较大的损伤,但是对于蒸压加气混凝土来说,石膏掺入量的增加可能会是强度增加的帮手。这也是本研究的另外一个重点——协同增强机理。
我们都知道石膏在蒸压环境下会反应生成硬石膏,它本身就是一个强度相。水泥、粉煤灰和石灰等材料在蒸压过程中会反应生成托勃莫来石,因此两者之间的协同增强成为一种可能。根据我们的研究如图二c所示,我们可以观察到长条状的硬石膏与托勃莫来石交错形成,两相相辅相成构成一个致密的结构。根据图三的机械性能数据我们也可以看出钛石膏掺入量在0%-20%范围内增加时,整体的比强度是呈现增加的趋势,这也说明此时钛石膏的加入对于强度的发展是有一定促进作用的。当钛石膏的掺入量超过20%的时候我们可以看到比强度数据出现明显的下降,这个现象可以归因于过多的硬石膏的生成。因此根据本研究的实验数据表明,20%的钛石膏的掺入是最适宜的掺入量。
钛石膏在蒸压加气混凝土的应用有助于解决钛石膏大量堆积难以运用的难题,也为其他石膏材料在蒸压加气混凝土的应用提供了一个新思路。但是对于实际的工程应用还是有一些难题等待攻坚,例如钛石膏蒸压加气混凝土的耐久性问题,这个需要通过相应的实验进行研究。此外,为了降低工程应用的成本,原状钛石膏的直接应用也是一个比较有前景的思路。相关的研究还在进行中在此不进行讨论,等待后续研究有突破时,届时再与大家分享。
图二掺有20%钛石膏的蒸压加气混凝土样品的SEM-EDS数据
图三不同掺量的钛石膏蒸压加气混凝土的抗压强度
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