基本信息
- 项目名称：
- 复合助剂改性建筑石膏的性能及其水化研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目从材料复合理论出发，试验研究了聚合物、矿物助剂及其复合助剂对建筑石膏强度、耐水性、凝结时间等性能的影响，通过系列正交试验优化确定了综合性能较优的复合助剂改性建筑石膏及其配制参数，并采用水化热过程测试、X射线衍射分析、扫描电镜图像分析研究了复合助剂改性建筑石膏的水化特性和微观结构，探讨了复合助剂改善建筑石膏性能的作用机理。
- 详细介绍：
- 从材料复合理论出发，分析了聚合物与矿物助剂组成的复合助剂对建筑石膏强度、耐水性、凝结时间等性能的影响。通过正交试验优化出了综合性能较优的复合助剂改性建筑石膏的配制参数，采用X射线衍射分析、扫描电镜图像分析（SEM）研究了聚合物改性建筑石膏的水化产物的形态及其分布状况。结果表明：由聚合物5010粉、白水泥、硅粉组成的复合助剂能有效改善建筑石膏的强度、粘结性和耐水性；复合助剂在石膏水化过程中一方面对结晶二水石膏的生长具有一定的抑制，使二水石膏晶粒尺寸减小且分布更加均匀，另一方面增加了石膏水化产物中非晶相物质的含量，提高了颗粒之间的胶结作用，增大了石膏硬化浆体结构的致密性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 积极借鉴聚合物粉成功改性建筑砂浆的理论和方法，通过与其它矿物组分复合的原理对建筑石膏进行改性试验研究，试图改善普通建筑石膏的性能，提高施工质量，扩大建筑石膏的应用范围。
科学性、先进性及独特之处
- 论文以石膏的强度、粘结性和耐水性为技术指标，通过系列正交试验、宏观性能检测与微观结构分析等综合方法试验研究了聚合物与无机矿物助剂优化复合制成的复合助剂对建筑石膏性能的影响，探明了复合助剂对建筑石膏水化与硬化的作用机理。研究方法的综合运用和研究结论具有创新性。论文研究筛选出了与石膏具有良好适应性的聚合物粉，并研究优化出了综合性能较优的复合助剂改性建筑石膏的配制参数，有效地改善了建筑石膏的性能。
应用价值和现实意义
- 复合助剂能有效地改善了普通建筑石膏的性能，扩大了建筑石膏的应用范围。同时，论文对传统建筑材料-建筑石膏的绿色改性研究思想和方法也极有重要的学术价值。
学术论文摘要
- 从材料复合理论出发，分析了聚合物与矿物助剂组成的复合助剂对建筑石膏强度、耐水性、凝结时间等性能的影响。通过正交试验优化出了综合性能较优的复合助剂改性建筑石膏的配制参数，采用X射线衍射分析、扫描电镜图像分析（SEM）研究了聚合物改性建筑石膏的水化产物的形态及其分布状况。结果表明：由聚合物5010粉、白水泥、硅粉组成的复合助剂能有效改善建筑石膏的强度、粘结性和耐水性；复合助剂在石膏水化过程中一方面对结晶二水石膏的生长具有一定的抑制，使二水石膏晶粒尺寸减小且分布更加均匀，另一方面增加了石膏水化产物中非晶相物质的含量，提高了颗粒之间的胶结作用，增大了石膏硬化浆体结构的致密性。
获奖情况
- 1.荣获2011年第七届“挑战杯”宁夏大学学生课外学术科技作品竞赛三等奖（自然科学类学术论文 ）。 2.该论文已投《建筑材料学报》（EI Compendex），待发表。
鉴定结果
- 尚未申请专门的鉴定。
参考文献
- [1] C.Bojadjieva,I.Glavchev.Polymeric plasticizers for gypsum-free cement[J]. Cement and Concrete Research, 2004, 34: 611–613. [2] J.C.Rubio-Avalos, A.Manzano-Ramı´rez, J.G. Luna-Ba´rcenas. Flexural behavior and microstructure analysis of a gypsum-SBR composite material[J]. Materials Letters, 2005, 59:230–233 [3] Y.Q.Zhao, D.H.Bache. Conditioning of alum sludge with polymer and gypsum[J]. Colloids and Surfaces A, 2001,194:213–220. [4] Ernst-Michael Sipple,Pierre Bracconi,Philippe Dufour. Microstructural modifications resulting from the dehydration of gypsum[J]. Solid State Ionics, 2001, 141–142:447–454. [5]李云雁,胡传荣.试验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2009. [6]王培铭,许乾慰.材料研究方法[M].北京：科学出版社，2005. [7]张高科,谢毅,朱瀛波等.减水剂对石膏微观结构及性能的影响[J].非金属矿，2003，26(5):6-7
同类课题研究水平概述
- 目前国内外研究者在改善建筑石膏性能方面已做了许多富有意义的工作，提出了各种改性措施,如在建筑石膏中掺加有机憎水性物质松香乳液等；在建筑石膏中适量掺加水泥或硅铝质活性材料和外加剂；用低粘度树脂浸渍石膏制品；在石膏制品表面涂刷有机防水材料或者磷酸盐、硅酸盐涂层及贴防水饰面等；采用机械振动或压制密实成型或掺减水剂等，但是，对建筑石膏的改性还应当综合考虑强度和耐水性，并且不能影响其固有的优良性能。研究表明，加入水溶性特别是可凝固聚合物，可以改进胶凝材料的结构特征，从而使其性能得到很大改善。如羧基丁苯乳液、聚丙烯酸酯乳液、聚乙烯醇等可溶性聚合物具有良好的粘结性、成膜性，在建筑砂浆的生产中已得到越来越广泛的应用，然而在建筑石膏的改性研究和应用方面的报道却相对较少，而且很不系统。
