化學(xué)外加劑對建筑石膏耐水性能的影響.pdf

1、建筑石膏制品具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音、防火、裝飾效果好等優(yōu)點(diǎn),正逐步成為墻體材料的主導(dǎo)產(chǎn)品.但是,普通建筑石膏制品的吸水率較高,其飽和吸水后的強(qiáng)度降低很多,軟化系數(shù)僅為0.2-0.3,致使它的應(yīng)用受到了很大的限制. 本文分析了建筑石膏制品耐水性能差的基礎(chǔ)理論,總結(jié)和歸納了當(dāng)前國內(nèi)外改善建筑石膏耐水性能的手段和途徑,并通過石蠟乳液、甲基硅酸鈉、硅烷乳液為基礎(chǔ)的化學(xué)外加劑來改善建筑石膏制品的耐水性能.由于單種外加劑具有局限性,它不

2、可能全面提高建筑石膏的耐水性能,因此,本實(shí)驗(yàn)對化學(xué)外加劑進(jìn)行復(fù)配,通過多種外加劑的交互作用,使其能夠較好的提高建筑石膏的耐水性能,并利用XRD、SEM、紅外能譜分析等測試手段,在實(shí)驗(yàn)中深入分析和探討了它們的作用機(jī)理. 對液體石蠟進(jìn)行乳化,并將石蠟乳液摻入到石膏漿體中,使石膏體的吸水率降低了10﹪,通過掃描電鏡分析以及界面化學(xué)理論得出,石蠟乳液是以包裹石膏體顆粒、改變接觸角、填充石膏孔隙來降低石膏體的吸水率的,同時由于石蠟乳液阻礙

3、了二水石膏晶體的發(fā)育,從而降低了石膏體的強(qiáng)度.此外,利用石蠟乳液、減水劑、硼砂、聚乙烯醇的復(fù)配以及石蠟乳液、減水劑、引氣劑、緩凝劑、明礬的復(fù)配對建筑石膏的耐水性能進(jìn)行改善,前者使石膏的軟化系數(shù)從0.362提高到了0.835,而且72h吸水率降低了約8﹪,干強(qiáng)度保留率接近70﹪,濕強(qiáng)度也有較大幅度提高,提高了50﹪;后者使石膏體吸水率降低5﹪,并且其絕干抗壓強(qiáng)度提高了102﹪,絕干抗折強(qiáng)度提高了40﹪. 利用掃描電鏡等測試手段對甲

4、基硅酸鈉改善建筑石膏耐水性能的機(jī)理做了分析和討論,得出,甲基硅酸鈉是以浸潤石膏體孔隙端口,在一定長度范圍內(nèi)改變石膏體的表面能來降低石膏體的吸水率的,雖然也損害石膏體的強(qiáng)度,但它能夠保持石膏體具有良好的透氣性能.利用掃描電鏡以及X射線衍射分析,研究了硅溶膠對建筑石膏性能的影響,得出,硅溶膠是二氧化硅膠體粒子在水中均勻擴(kuò)散形成的膠體溶液,它和石膏溶出的Ca<'2+>結(jié)合,形成水化硅酸鈣凝膠,改變了二水石膏的結(jié)構(gòu)特征,使石膏晶體增大,結(jié)晶結(jié)構(gòu)

5、接觸點(diǎn)減少,從而提高了耐水強(qiáng)度.此外,利用甲基硅酸鈉、甲基纖維素、硅溶膠的復(fù)配,使石膏體吸水率降低了6.5﹪,同時其絕干抗折強(qiáng)度提高了48.0﹪,絕干抗壓強(qiáng)度提高了25.0﹪,濕抗折強(qiáng)度提高了3.8﹪,濕抗壓強(qiáng)度提高了 36.5﹪. 研究了硅烷乳液對建筑石膏耐水性能的影響,該防水劑能夠使石膏體吸水率降低10﹪,在不降低石膏體強(qiáng)度的同時,還保留了石膏體良好的透氣性能.利用紅外能譜分析、X衍射、SEM等測試對其作用機(jī)理進(jìn)行了初步分析

6、,認(rèn)為,硅烷的作用機(jī)理是吸附在石膏顆粒表面,通過在一定長度范圍內(nèi)改變石膏顆粒的表面能,提高石膏體的憎水能力,此外,通過烷氧基的水解縮合反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),改進(jìn)石膏體的性能,或者是硅烷吸附在石膏顆粒表面,硅烷中的Si-OH基與石膏顆粒表面的羥基等作用,形成氫鍵或化學(xué)鍵,提高表面的粘接強(qiáng)度,從而提高石膏顆粒之間的結(jié)合性.并通過硅烷乳液與甲基硅酸鈉、石蠟乳液的復(fù)配以及硅烷乳液、硅溶膠、石蠟乳液、甲基硅酸鈉的復(fù)配以進(jìn)一步改善石膏體的耐水性能,但沒

7、有達(dá)到很好的效果;通過硅烷乳液、聚丙烯酸胺、硅溶膠的復(fù)配驗(yàn)證了硅烷乳液和聚丙烯酸胺的復(fù)配能夠降低石膏體的吸水率;通過硅烷乳液、石蠟、硅溶膠、減水劑的復(fù)配使石膏體的2小時吸水率降低了5.80﹪,而且其強(qiáng)度得到了提高,特別是濕壓強(qiáng)度從6.99MPa提高到了9.92MPa,軟化系數(shù)從0.37提高到了0.56. 本論文所添加的三種外加劑的作用機(jī)理各不相同,在防水方面存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn),針對它們各自的性能特點(diǎn),本文對這三種外加劑的利弊作了