【摘 要】
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石膏基墙体模块拥有石膏材料凝结硬化快、体积稳定性高、防火性好等优点,是一种低能耗、生产周期短、保温隔热性好、膨胀收缩率低、绿色环保的新型墙体材料,被广泛应用于建筑行业。但是石膏基墙体模块存在强度不佳、耐水性差等缺点,这些缺点限制了石膏基墙体模块的应用范围,阻碍了石膏基墙体模块的发展。改善石膏材料的力学性能和耐水性能,不仅可以推动石膏基墙体模块的发展,还可以消耗掉大量的工业副产石膏,保护环境。本文采
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石膏基墙体模块拥有石膏材料凝结硬化快、体积稳定性高、防火性好等优点,是一种低能耗、生产周期短、保温隔热性好、膨胀收缩率低、绿色环保的新型墙体材料,被广泛应用于建筑行业。但是石膏基墙体模块存在强度不佳、耐水性差等缺点,这些缺点限制了石膏基墙体模块的应用范围,阻碍了石膏基墙体模块的发展。改善石膏材料的力学性能和耐水性能,不仅可以推动石膏基墙体模块的发展,还可以消耗掉大量的工业副产石膏,保护环境。本文采用水泥、CEA膨胀剂、AEA膨胀剂、防水剂等对石膏进行改性,观察改性后石膏材料宏观性能和微观形貌的变化。通过宏观数据和微观形貌,掌握改性组分在不同掺量下对石膏性能的影响规律。通过大量实验进行石膏材料力学性能和耐水性能的优化研究,得到以下主要研究成果:1、分别将水泥、CEA膨胀剂、AEA膨胀剂掺入到石膏对其改性,发现二水石膏减缓水泥的水化进程,水泥前期的水化产物远少于正常状态下的水化产物,随着养护龄期的延长,水泥水化产生大量的钙钒石、水化硅酸钙等水化产物,这些水化产物修复石膏硬化体中的缺陷,改善石膏的性能。但是如果水泥的水化产物过多,会导致石膏基体出现体积稳定性不良的问题。不同于水泥后期对石膏性能的改善,两种膨胀剂的水化速率不受外界因素影响,而且CEA膨胀剂的主要水化产物氢氧化钙和AEA膨胀剂的水化产物钙钒石可以有效修复石膏硬化体的缺陷,7d龄期内两种膨胀剂就可以有效改善石膏的性能。实验证明:水泥的最大掺量为20%,CEA膨胀剂、AEA膨胀剂的最佳掺量范围是3%～5%。2、将三种无机组份作为实验因素,三种无机组分的掺量范围作为因素水平因子,设计出正交试验。并对不同龄期下不同实验方案的结果进行极差分析和方差分析,发现多种无机组分改性后的石膏,不但前期的各项性能优越,而且后期各项性能也都呈增长状态,其中最佳方案为15%水泥、3%CEA膨胀剂、5%AEA膨胀剂,28d抗折强度为5.44MPa,抗压强度为12.82MPa,吸水率为25.12%,软化系数为0.695。3、选择两种不同的防水剂分别掺入到石膏中,发现防水剂通过在石膏硬化体表面或者石膏晶体表面形成憎水膜,来提高石膏材料的耐水性能,但憎水膜破坏了部分晶体结构,石膏材料的力学性能降低。通过将无机组分与有机组分混合,来降低有机组分对石膏力学性能产生的不利影响,同时进一步提高石膏材料的耐水性能。最终制备出抗折强度为4.62MPa,抗压强度11MPa,吸水率18.84%,软化系数0.85的石膏样品,完全符合国家规范要求:抗压强度等级MU7.5,折压比大于0.15,软化系数不低于0.85。
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