[01668113]脱硫石膏制备硫酸钙晶须工艺技术及其在高性能石膏板材中的应用研究

该成果主要包括三个方面研究内容： （1）硫酸钙晶须的制备 以脱硫石膏为原料,以酸性低盐溶液体系为反应介质,分别以硫酸钾、氯化铜和氯化铝为添加剂,系统地研究了主要工艺参数对硫酸钙晶须形貌、物相的影响,建立了稳定的脱硫石膏制备硫酸钙晶须的技术路线。XRD分析表明,所制备的硫酸钙晶须均为半水石膏相,且结晶良好;SEM检测表明,所制备的晶须直径在微米数量级,对于不同的添加剂,晶须直径、长径比、表面形态及品质有所差异,相比而言,氯化铜为添加剂时制备的硫酸钙晶须品质更为优异,晶须直径2～5μm,长度达300～600μm,平均长径比达200以上。 （2）硫酸钙晶须的改性 分别以磷酸钠、柠檬酸钠等试剂对脱硫石膏制备的硫酸钙晶须进行了稳定化处理,系统研究了不同试剂及其用量对硫酸钙晶须形貌、物相、表面吸附状况的影响。SEM和XRD分析结果表明：当磷酸钠用量为0.10 %、在100 ℃对晶须稳定化处理20 min时,晶须的形貌可以保持长期不变,但是对晶型没有长期稳定作用;随着柠檬酸钠用量的增大,产物逐渐由纤维状变为短柱状或板状,FITR分析表明：柠檬酸钠用量不同,其在晶须表面的吸附状态也不一样。 经低温、高温煅烧处理后,不同煅烧温度对硫酸钙晶须显微结构和水化性能的影响也不相同。在400 ℃以下煅烧的无水硫酸钙晶须,其水化产物为半水硫酸钙晶须、二水硫酸钙和无水石膏晶须的混合物;随温度升高,二水、半水石膏含量逐渐减少,无水石膏含量增加,500 ℃煅烧的晶须在水中30 min无明显水化,可在水中长时间保持稳定。 （3）硫酸钙晶须在石膏板中的应用 将稳定化处理后的硫酸钙晶须应用于石膏板中,系统研究了掺入方式、掺入量、养护龄期等因素对石膏板断裂强度、显微结构的影响。力学测试表明：加入晶须后,可以明显提高石膏板的强度,加入3 %的晶须制备的石膏板,1d和3 d试样强度提高约30 %;5 d试样强度提高幅度较大,达100 %;7d试样强度提高约70 %。SEM分析表明：加入石膏板的硫酸钙晶须很好的地保持了原有形态,不因养护时间变化而变化,并被一定数量的石膏结晶体所包裹,与基体石膏很好地结合成一体,成为石膏板强度提高的主要原因。