当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

VIVID石膏分散剂在脱硫石膏板生产中的工业化应用


2010.4.13—15中国?济南

第五届全国石膏技术交流大会及展览会论文集

VIVI D石膏分散剂在脱硫石膏板

生产中的工业化应用
邓最亮傅乐峰冯中军
(上海三瑞化学有限公司,上海200232)
摘要:研究了发泡剂对石膏浆体流动度的影响,并测试发泡剂与分散剂复配之后对石膏浆体流动度、

容重及 抗压强度的影响,解决了石膏板强度高且质轻的问题,成功的将VIVID石膏分散剂应用于脱硫石膏板生产 中。 关键词:脱硫石膏,石膏分散剂,流动度,容重,抗压强度

O概述 石膏是传统的三大无机胶凝材料(水泥、石膏、石灰)之一,是一种重要的建筑原材料。石膏 板材成为新型内墙体材料的主导者,究其原因在于其优异的性能和低廉的价格。随着“节能减 排”战略实施,以及为了获得更高的利润空间,石膏板厂家坚持不懈的在进行降低石膏板生产 成本及使用成本,目前常见的几种方式是:采用工业副产物如脱硫石膏生产石膏板芯材;选用 新型的石膏分散剂,降低石膏板干燥能耗;减轻石膏板重量,节省石膏板运输费用以及节省石 膏熟料的用量,一般石膏板厂都是通过采用普通的发泡剂对石膏浆体进行发泡处理,但由于发 泡剂产生的气泡多且大小不均匀,很容易导致石膏板材内部空隙分布不均,从而造成板密度的 不均匀性.降低石膏板材的强度。 笔者曾研究了新型石膏分散剂即聚羧酸分散剂与传统萘系分散剂的区别,成功研制了 VIVID聚羧酸石膏分散剂.能大幅度降低石膏板材用水量。本文将在此前研究的基础上,研究 分散剂与发泡剂彼此之间的相互作用,VIVID分散剂对石膏板材密度的影响,解决石膏板质轻 而又保持一定强度的问题,及成功的实现VIVID分散剂在脱硫石膏板中的工业化应用。 l试验方法及原料 1.1试验原料 石膏分散剂: (1)VIVID:梳形聚羧酸超塑化剂,液体,固含量40%,上海三瑞化学有限公司生产; (2)NSF:萘磺酸盐甲醛缩合物(简称萘系),液体,固含量35%,市售。 脱硫石膏粉:颗粒性质如表1所示。
表1
粒径分布(“m)
1.15—92.09

脱硫石膏粉的颗粒性质
中径(“m)
32.1l

比表面积cnl2/g
1718

—67—

第五届全国石膏技术交流大会及展览会论文集

2010.4.13。15中国?济南

(3)发泡剂:发泡剂为市售的各种表面活性剂,基本物理化学性能如表2所示。
表2不同发泡剂与VIVID石膏分散剂的协同作用
发泡剂
ALS

外观

pH(10%浓度)
6.5

气泡性能 泡直径大.不稳定 小泡,均匀,稳定性好 泡沫细密,多,稳定性好

化学组成 月桂基硫酸铵 烷基醇醚硫酸钠

来源 市售 市售 市售

白色粉体 白色粉体
膏状液体

AEA

7.1

NX

6.9

烷基醇醚硫酸钠

1.2石膏浆料的流动性 按照国家标准GB/T 17669.4—1999“建筑石膏净浆物理性能的测定”方法测试。文中依据测 试项目不同,更改外加剂掺量及用水量。文中提及的掺量均是指外加剂相对石膏粉的重量比。 1.3石膏凝结时间测定方法 浆体制备方法:依照流动度测试方法,制备石膏浆体。 (1)初凝时间测试方法 采用刀厚2.3mm,刀高18mm的刀片测试初凝时间;初凝时间为刀锋划过石膏浆体,所形成 凹槽不再闭合的时间。 (2)终凝时间测定方法 利用硬度计垂直按压浆体表面,所测表面硬度为40时,则为终凝时间。 1.4石膏容重测试方法 浆体制备方法:依照流动度测试方法,用水量为标准稠度用水。 将制备的浆体倒入尺寸为50mmx50mmx5mm的模具之中,硬化成型1h后,放人烘箱,升温 至180。C,烘1h,拿出后,将石膏块放人干燥箱中,冷却后,称重,精确至0.0019,计算石膏容重。 1.5石膏抗压强度测试方法 按照国家标准GBTl7669.3—1999“建筑石膏力学性能的测定”方法测试。 2试验结果及讨论 2.1不同种类发泡剂与VIVID石膏分散剂之间的作用 在VIVID同等掺量下,水膏比0.625,依据厂家推荐的发泡剂掺量,测试同时掺加分散剂和 发泡剂的石膏浆体流动度和凝结时间,结果见表3。
表3不同发泡剂与VIVID石膏分散剂的协同作用

编号
l 2 3 4

发泡剂种类
0 ALS AEA NX

发泡剂掺量 VIVID掺量
0 0.1%o 0.I%o O.8%o 0.8%o 0.8%o

流动度/ram
199 200 206 190

初凝/s
112 102 107 115

终凝/s
377 385 362 282

0.15‰

0.8‰

分析表3的实验数据可以看出:ALS与VIVID共同作用,对流动度几乎无影响,会缩短初凝
一68—

2010.4.13~15中国?济南

第五届全国石膏技术交流大会及展览会论文集

时间,延长终凝时间;AEA与VIVID共同掺加到石膏浆体中,可以增大石膏浆体的流动度,缩短 浆体的凝结时间;NX与VIVID同时作用于石膏浆体时,会降低石膏浆的流动度,对初凝几乎无 影响,极大缩短终凝时间。 基于石膏板生产中,各分散剂的综合效果应是增大流动度,无缓凝,为此,我们选择AEA发 泡剂进行进一步的实验。 2.2发泡剂掺量对脱硫石膏流动度的影响 2.2.1发泡剂对脱硫石膏流动度影响 水膏比为O.65,改变发泡剂用量,得到脱硫石膏中流动度变化如图2。

’95

官 妄1∞ 憾 嚣 髫
185

1∞

发泡蒯掺量(‰)

图2发泡剂掺量对石膏浆体流动度的影响

由图2可以看出,相对空白石膏浆体即只有水、石膏粉组成的浆体,发泡剂的加入会降低石 膏浆的流动度,且随着掺量的增加,流动度的降低幅度更大。 究其原因可能在于:发泡剂是一种表面活性剂,是两亲分子,溶解在水中的两亲分子可以 在界面上自动形成定向吸附层并降低水的表面张力.此类物质通过在水面上铺展的方式形成 表面膜,是一种定向单分子层。单分子膜的性质直接决定了引气剂的气泡稳定性。当气泡能稳 定存在于石膏浆体之中时,则可以起到滚珠效应,增大石膏浆的流动性;但由于气泡的增加,使 整个石膏浆体体系的表面积增大,导致粘度提高,测试流动度时,石膏浆体在玻璃板上流不开。 随着发泡剂掺量的增加,粘度增加的效果更为明显,即流动度会进一步减小。 2.2.2发泡剂与分散剂复配对石膏浆体流动性的影响 石膏板生产过程中通常都会使用发泡剂和分散剂。为了研究两种外加剂之中是否会有叠

加或者削弱效应,我们选择了传统型分散剂——萘系分散剂以及聚羧酸分散剂与发泡剂进行
复配试验。分散剂的掺量为两者减水率达到5%时的掺量,其中NSF掺量为3.5%0,VIVD掺量为

O.8‰,水膏比为0.615,测试结果如图3、4所示。

一69—

第五届全国石膏技术交流大会厦展览会论文集

2010.4.13~15中国?济南

im ii枷



#m;品㈨05

…&mi嚣f茹

“3

图3发泡剂AEA复配分散荆对石膏浆流动度的影晌
a&泡荆与NSF复目 b:发泡剖々VlVlI)复E

由图可知,AEA不管是复配萘系分散剂还是聚羧酸分散剂后.均没有减小石膏浆体的流动
度。与NSF萘系复配时.随着发泡剂的掺量增大.浆体流动度几乎没有变化:与VIVID聚羧酸系

复配时,当发泡剂掺量小于0l‰时,浆体流动度几乎无变化,但随着AEA的用量增至0 5%0.石 膏浆体的流动度电随之增加。
2.3发泡剂对石膏板容重的影响

图4为掺加发泡剂及与两种分散剂进}T复配的石膏板块容重。

8§々∞

……‰】
圉4发泡剂对石膏板窖重的影响
I一月接刀口&№H∞《2一&№…复RVIVID∞《31发№Ⅻ自MNsr目《

由图4可m看出,随着发泡剂掺董增加,石膏板块的容重降低;从复配^面来看.复配了分 散剂的石膏板块的容重要大干未加分散剂的板,且复配萘系分散剂NsF的石膏板块容重要大 丁复配聚羧酸分散剂VIVID的板。原因在丁:发泡剂的掺量越大,引^到石膏浆体之巾的气泡 更多,容重自然会降低;而加了分散剂的石膏板容重偏大是因为加人分散剂后。用水量降下来 了,这就导致石膏浆体更为密实.容重较未加分散剂的板偏大;对于NSF、VIVID两种不l司系列 的分散剂而言,VIVID聚援酸石膏分散剂本身为一种表面活性剂,自身就具有起泡性能,在水
灰比相同,流动度差不多的情况下.使用了该分散剂的板块容重必然小丁使用NSF的石膏板 块。 2.4外加剂对石膏板强度的影Ⅱm 表4为加入发泡剂后石膏板强度值。

2010 4.13—15中国?济南

第五届全国石膏技术交流大会厦展览会论文集
表4发泡剂后石膏板强度值
ld抗口%Ⅸ(Mh)

—1_—■i—__

从表4可以看出.只加人发泡剂后,容重降低的同时石膏块的抗压强度也随之降低:析掺

人VIVID石膏分散剂之后.容重也会降低,但由于保持同等流动度的情况F,其水膏比的降低
会导致石膏颗粒分散得更为致密和均匀,遮就会导致其抗压强度的增大。


VIVID石膏分散剂在脱硫石膏板生产中的应用
从前面部分实验室的研究结果可以看出.VIVID石膏分散剂与发泡剂复配可以提高石膏

浆体的流动性,不会产生副作用,且在降低石膏板容重方面也有积极贡献.为此.将该种分散剂
应用到某知名脱硫石膏板厂的生产之巾.生产的板厚12ram.生产时流水线速度为39m/rain,得 到应川结果如表5、图5。

kJ,,二墓
图5使用VIVID石膏分散剂生产的石膏浆 表5采用分散剂对石膏板生产的影响

H&Ⅲ#*

*自&(咖)

if浆自度

自凝时目“)

1“

l 08

从罔5可以看出.使用VIVID石膏分散剂的石膏浆体中分布着大小均匀的气泡.浆体流动 性良好,符合石膏板生产需求。袁5的数据表明在不改变石膏板厂现有生产_r=艺下.VIVID石 膏分散剂替代萘系NSF分散剂后,浆体流动度增大.没有和原先使用的发泡剂产生副作用.得
到的石膏浆密度减小,同时不影响石膏初凝时间。


结论

市售的一种发泡剂AIS、AEA与NX与VIVID石膏分散剂阱同作用最好的为AEA二者共『司 作用可以增大n膏浆体的流动度,缩短浆体的凝结时问。考察只有AEA作用1石膏浆体时发 现.发泡剂加入会降低石膏浆的流动度,且随着掺量的增加,流动度的降低幅度更大:保证减水 半致的前提下.控制NSF与VIVID石膏分散剂的掺量.将AEA分别于二者复配使用.随着AEA
71

第五届全国石膏技术交流大会及展览会论文集

2010.4.13。15中国?济南

掺量增大。均不会减小石膏浆体的流动度,且不同掺量的AEA与VIVID复配的效果要优于其与 NSF复配。 随着AEA发泡剂掺量增加,石膏板块的容重降低;从复配方面来看,复配了同掺量分散剂 的石膏板块的容重要大于未加分散剂的板,且复配萘系分散剂NSF的石膏板块容重要大于复 配聚羧酸分散剂VIVID的板;VIVID与AEA复配之后板块相对空白石膏板,容重降低,但抗压强 度增大。 在不改变石膏板厂现有生产工艺下,VIVID石膏分散剂替代萘系NSF分散剂后,浆体流动 度增大,石膏浆体中分布着大小均匀的气泡,浆体流动性良好,得到的石膏浆密度减小,同时不 影响石膏初凝时间。符合石膏板生产需求。

一72—


相关文章:
更多相关标签: