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熟石膏的陳化過程機理及相變因素

2019-11-29(1653)次浏覽

      【冠亞技術CS-002GL石膏相組成分(fēn)析儀】有些熟石膏經過陳化能使物(wù)理性能得到不同程度的改善,然而有的熟石膏經過陳化卻達不到此目的。究竟熟石膏是否需要陳化以及陳化作用的機理如何。

      歐洲石膏協會把陳化機理的研究列爲石膏闆生(shēng)産的重要科研項目,足見熟石膏陳化機理的研究對于穩定石膏闆生(shēng)産的質量具有重要的意義。

      陳化過程中(zhōng)發生(shēng)的相變有下(xià)述三種類型:


圖1

圖1 M熟石膏陳化過程中(zhōng)物(wù)相、物(wù)理變化、水化液相飽和度變化關系示意圖

      (1)可溶性無水石膏吸取空氣中(zhōng)水分(fēn)轉變爲半水石膏。

      (2)二水石膏繼續脫水轉變爲半水石膏。

      二水石膏在餘熱作用下(xià)繼續脫水。儲存于料庫中(zhōng)的石膏在很長一(yī)段時間内維持較高的溫度,這有利于殘存于熟石膏中(zhōng)的二水石膏繼續脫水。

      (3)半水石膏轉變爲再生(shēng)二水石膏

      在陳化失效期内,由于半水石膏轉變爲二水石膏,使DH含量增加。  

      熟石膏陳化過程中(zhōng)物(wù)理性質與相變性質的關系:

      (1)标準稠度變化

      陳化有效期内,标準稠度是下(xià)降的,而自陳化失效期開(kāi)始則逐漸複升。在陳化有效期内,标準稠度、比表面積變化規律是一(yī)緻的。在陳化中(zhōng),随着無水石膏Ⅲ的轉變、吸附水分(fēn)的增加以及石膏晶體(tǐ)表面裂紋的彌合,都使比表面積逐級減少。陳化初期,由于無水石膏Ⅲ轉變迅速,緻使标稠快速下(xià)降。在陳化失效期到來之後,因再生(shēng)二水石膏晶核生(shēng)成較多,從而導緻水化速度加快,凝結加快,标準稠度增大(dà)。

      (2)凝結時間變化



圖2

圖2  料層堆積度對相變的影響

      石膏的凝結時間與水灰比、溫度、攪拌速度等因素有關,但從本質上看,我(wǒ)們認爲陳化過程中(zhōng)凝結時間的變化是與液相飽和度及二水石膏的變化有關。由于半水石膏轉變而生(shēng)成的再生(shēng)二水石膏晶核的增多,因此仍然使凝結時間縮短。

(3)強度變化

a.陳化過程中(zhōng)強度變化規律

      當熟石膏制備溫度較高時,強度提高顯著,當制備溫度較低時,強度提高不顯著,甚至反而降低。

b.強度變化與标準稠度之間的關系

      陳化過程中(zhōng),标準稠度是影響強度變化的一(yī)個重要因素,但并不是唯一(yī)因素。

c.強度變化與水化性質變化之間的關系

      熟石膏在陳化過程中(zhōng)水化液相飽和度與強度之間關系密切,從熟石膏陳化過程中(zhōng)水化晶體(tǐ)大(dà)小(xiǎo)的變化,也可看到這點。當水化速度超過一(yī)定限度,結晶接觸點過多,結晶應力相應增大(dà),強度反而降低。這就是熟石膏在陳化過程中(zhōng)強度增加的另一(yī)個重要因素。

d.再生(shēng)二水石膏對強度的影響

      再生(shēng)二水石膏對熟石膏物(wù)理性能的影響是十分(fēn)顯著的,雖然陳化過程中(zhōng),再生(shēng)二水石膏生(shēng)成量有限,但其對陳化過程中(zhōng)熟石膏物(wù)理性能的變化卻産生(shēng)了決定性的影響。在濕度大(dà)的空氣中(zhōng)陳化,AⅢ轉變速度快,再生(shēng)二水石膏的生(shēng)成速度大(dà)于脫水速度,使陳化強度出現降低;而密封陳化時,AⅢ變慢(màn),再生(shēng)二水石膏的生(shēng)成速度也慢(màn)。由于較多的AⅢ的存在,使再生(shēng)二水石膏脫水速度超過生(shēng)成速度,強度才提高。

      我(wǒ)們認爲熟石膏的陳化,應理解爲能夠改善熟石膏物(wù)理性質的儲存過程。一(yī)般當石膏中(zhōng)含有一(yī)定量的可溶性無水石膏和少量性質不穩定的二水石膏時,使熟石膏的需水量大(dà)、凝結時間不穩定、強度低,此時即需要經過陳化。在陳化過程中(zhōng)主要發生(shēng)了三種類型的相變:

      一(yī)是新炒制的熟石膏中(zhōng)存在一(yī)種粒狀高折射率物(wù)相,它能在陳化初期吸濕而直接轉變爲再生(shēng)二水石膏;

      二是可溶性無水石膏吸取水分(fēn)轉變爲半水石膏;

      三是二水石膏繼續脫水轉變爲半水石膏;

      陳化的結果使比表面積下(xià)降,水化液相飽和度增大(dà)及持續時間增長,從而使熟石膏的物(wù)理性能得到改善,即需水量降低、凝結時間趨于正常、強度随之提高。

      陳化過程分(fēn)成陳化有效期和陳化失效期。在有效期内,由于可溶性無水石膏轉變爲半水石膏,半水石膏含量相應地增加;二水石膏在餘熱的作用下(xià)繼續脫水變成半水石膏。在失效期内,由于半水石膏吸水變成二水石膏,使CaSO4·2H2O增加。熟石膏陳化過程中(zhōng)物(wù)相、物(wù)性及水化性質都在變化。

      熟石膏通過陳化過程可以使其中(zhōng)的相變過程趨于穩定,改善熟石膏的物(wù)理力學性能,能夠正常用于建築石膏及制品生(shēng)産。熟石膏陳化過程的長短、陳化效果的好壞,與所選用的陳化方式、熟石膏堆積料層厚度、顆粒大(dà)小(xiǎo)、環境濕度等都有直接關系。工(gōng)業生(shēng)産中(zhōng)常用的陳化方式有自然陳化法和機械陳化法。

熟石膏

石膏陳化的一(yī)般時間是多久及其對産品性能有什麽影響

      熟石膏經過陳化的結果,可使其中(zhōng)的相變過程趨于穩定,物(wù)相趨于均化,提高半水石膏的含量,降低比表面積和内部能量,促使标準稠度需水量降低,凝結時間正常,強度提高,從而大(dà)大(dà)改善了熟石膏的物(wù)理性能,提高了産品質量,使其能夠正常用于建築石膏及制品的生(shēng)産。

      陳化後與陳化前其産品的物(wù)理性能有較大(dà)的改善,性能較爲穩定,但由于陳化15天與陳化7天相比,性能變化不大(dà),因此,熟石膏生(shēng)産石膏建材應用時陳化時間一(yī)般在7~10天爲宜。