攀枝花是中国的钒钛之都,
钒钛资源富足,攀西地区在生产钛金属和钛白粉的同时也产生了大量工业固体废弃物,其中钛石膏已经堆积如山[1-2]。为了将大量工业固态废弃石膏资源化,国家工信部《工业绿发展规划(2016—2020年)》明确提出到“十三五”末要将工业副产石膏的利用率提高到60%,而钛石膏的利用率不到15%,大量的钛石膏堆积不仅会占用大面积的土地,还会污染水体,从而对环境造成一定的危害,同时也给攀西地区的钛白粉企业造成较大的环保压力和经济负担[3]。为了对钛石膏进行利用,本文以钛石膏、脱硫石膏、水泥为主要原料,研究水泥在不同掺量下对钛石膏的抗折强度和抗压强度的影响[4]。1实验设备与材料 ①试验设备。试验设备:HYE-300B 微机电液伺服压力
试验机、手握式搅拌机、电子天平、标准稠度仪、凝结时间测定仪、三联模(40mm ×40mm ×160mm )等。②原料。钛石膏:攀钢钒钛集团利用硫酸法提取钛白粉产生的固废钛石膏,经过干燥、除杂、磨粉、筛分、190℃煅烧2h 、实验室
陈化14d 以上,其主要成分为半水硫酸钙(CaSO 4·0.5H 2O
)[5]
。
脱硫石膏:攀钢钒钛集团烟气脱硫产生的工业固态石膏,经攀枝花蓝鼎环保科技有限公司加工成脱硫石膏粉,其主要成分为半水硫酸钙(CaSO 4·0.5H 2O )。石灰:
市售。水泥:攀枝花生产的P.O.42.5普通硅酸盐水泥,水泥物理性能指标见表1。③实验方法。基于最大限度利用钛石膏的思路,每组以钛石膏(1.2kg )和脱硫石膏(0.8kg )总质量为2kg 为基数,每组按照质量百分比添加2%石灰为激发剂,并添加2.5%~15%的水泥,步距2.5%。采用标准稠度的用水量制作试块,根据《建筑石膏力学性能的测定》(GB/T 17669.3—1999)实验标准,用三联模(40mm ×40mm ×160mm )制作B1~B6共6组标准试块, 每组3×2=6块,
在自然养护条件下,采用HYE-300B 微机电液伺服压力试验机测出2h 、28d 状态下试块的抗折与抗压强度。
2水泥对钛石膏的抗折性能的影响
从图1可以看出水泥对钛石膏抗折性能的影响,钛石膏试块2h 的抗折强度随着水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势,当水泥掺量为5%时,钛石膏2h 的抗折强度达到2.6MPa ;钛石膏试块28d 抗折强度随着水泥掺量的增加呈先增大后减小又增大的趋势,当水泥掺量为5%时,钛石膏28d 抗折强度达到峰
值4.16MPa ,当水泥掺量为10%时,钛石膏28d 抗折强度减小到3.91MPa ,然后又呈增加的趋势。其主要原因是钛石膏在2h 的抗折强度主要来自钛石膏中半水石膏的水化作用,28d 抗折强度在石灰碱激发作用下,水泥和半水石膏水化产生的二水石膏反应产生了钙矾石,增加了钛石膏试块的后期抗折强度[6-7]。
3水泥对钛石膏的抗压性能的影响
从图2可以看出水泥对钛石膏抗压性能的影响,钛石膏试块2h 抗压强度随着水泥掺量的增加呈先增大后
减
DOI:10.lxzs.1671-9344.202023006
作者简介:蔡馨玥(1999—),女,汉族,四川西昌人。
基金项目:四川省省级大学生创新创业训练计划项目(No.S202011360053)。
水泥对钛石膏的力学性能影响
蔡馨玥,陈伟,毛文霜,
瑶山
钟慧敏,刘丽(攀枝花学院土木与建筑工程学院,四川攀枝花,617000)
摘要:文章介绍了实验设备与材料,分析了对钛石膏的抗折性能的影响及水泥对钛石膏的抗压性能的影响,旨在研究水泥的不同掺量对钛石膏的力学性能的影响。关键词:水泥;钛石膏;脱硫石膏中图分类号:TQ172.1
avr单片机最小系统文献标志码:A
文章编号:1671-9344(2020)23-0012-02
新材料
·新装饰2020年12月第2卷第23期(下转第14页)
新材料及应用
表1水泥物理性能指标
抗压强度(MPa )抗折强度(MPa )3d
28d 3d 26.147.8
4.5
凝结时间(min )细度28d 初凝终凝7.1
155
243
1.8
图1水泥对钛石膏抗折性能的影响
小的趋势,当水泥掺量为5%时,钛石膏2h的抗压强度达到6.46MPa;钛石膏试块28d抗压强度也随着水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势,当水泥掺量为7.5%时,钛石膏28d的抗压强度达到最大值16.87MPa。其主要原因是钛石膏在2h的抗压强度来自钛石膏中半水石膏水化作用,虽然钛石膏在石灰碱的激发作用下,水泥和半水石膏水化产生的二水石膏反应产生了钙矾石,增加了钛石膏试块的后期抗折强度,但没有提高钛石膏试块的抗压强度。当水泥掺量为5%时,钛石膏试块2h抗折强度达到2.6MPa,2h抗压强度达到6.46MPa,达到《建筑石膏》(GB/T9776—2008)2.0等级(2h抗折强度不小于2.0MPa,2h抗压强度不小于4.0MPa)。4结语
①钛石膏试块2h抗折与抗压强度随着水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势。钛石膏中水泥掺量适宜为5%,钛石膏试块2h抗折强度达到2.6MPa,2h抗压强度达到6.46MPa,达到《建筑石膏》(GB/T9776—2008)2.0等级。②钛石膏试块28d抗折强度随着水泥掺量的增加呈先增大后减小又增大的趋势,28d抗压强度随着水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势。
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(上接第12页)新材料·新装饰2020年12月第2卷第23期
建筑节能与环保
需要多从经济角度考量,因此更多的企业选择外墙保温颗粒,因为聚乙烯泡沫板经济实惠,可以为企业节省成本。在传统外墙施工中,通常会选择可以节省施工时间的保温材料,以便节省施工建筑成本,但是应用其中一些材料时会产生较大能耗,还会将建筑整体使用寿命,并不符合绿节能施工理念[2]。
而新型保温材料是研究的主要课题,通过各种优化整合得到多种新型材料,其中一体化板是通过流水线进行生产,集保温、防潮、防水、防虫和饰面装修等功能于一体的优质材料,虽然整体还没有达到环保标准,但节省了多种金属加工工艺,也起到了对环境保护的作用,更满足了人们对当前房屋建筑的节能需求,为住户提供了舒适的居住体验,这也是新型节能材料的突出优点。还有90年代采用的透明绝热材料(简称TIM材料),这种材料的主要优势在于比一体化板轻便,所以在工业外墙保温施工中可以更加节约时间,在TIM材料制造过程中加入丙烯酸塑料,因为丙烯酸塑料这种材料有92%的透光度,因此TIM材料呈透明蜂窝状,将其应用施工中可以大大提高了房屋的透光性能,提高安装窗框
时的简易性[3]。5结语
全球化战略建筑行业的未来必然是朝着绿建筑方向发展,所以一体化板结合TIM材料的的蜂窝状技术应用会使整个建筑节能方面进一步革新,也会成为未来外墙保温技术的一种革新。因此,在外墙保温施工中,施工单位需要采用绿环保且使用寿命长的新型材料,杜绝“豆腐渣”工程的出现。在以经济增长为主体的今天,新型技术的应用必然要符合自然经济发展规律,因此要控制其造价。将应用节能材料的思想渗透到各行各业,才可以真正促进绿建筑得到发展,并为祖国的绿事业发展提供更加有力的支持。
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建筑金属结构
,2020(10):58-59.图2水泥对钛石膏抗压性能的影响