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α型半水石膏的研制

時間:2023-04-30 17:35:45 教育論文 我要投稿
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α型半水石膏的研制

摘要  以簡化生產工藝流程,降低生產成本為原則,研究開發(fā)了無轉晶劑的兩種生產α型半水石膏工藝。其產品質量可達到:標準稠度低于40%,抗折強度高于10MPa,抗壓強度大于30MPa 。

關鍵詞   α型半水型石膏     轉晶劑     成本

1       前言

石膏是一種多功能氣硬性膠凝材料,但根據(jù)制作條件的不同,可獲得α型半水石膏或β型半石膏。其制品的功能與性能均有明顯差異,前者為規(guī)則的結晶體,后者與原料原始形態(tài)有關。半水石膏的結晶形態(tài)是影響其制品強度的關鍵因素。常壓炒制的β型半水石膏的比容大、水膏比大,膠凝后氣孔率高、強度低。用β型半水石膏制造的陶瓷模具,有吸水率高的優(yōu)點,但模具使名用壽命短,不能適應于壓力較高的滾壓成形。以過蒸壓法、水熱法等不同的工藝方法制得α型半水石膏為致密的短柱狀晶體,比容小、水膏比小,膠凝后強度高,俗稱高強半水石膏。用α型半水石膏制造的陶瓷模具強度高,使用壽命長,并可以提高陶瓷表面的光潔度,提高陶瓷產品檔次。但由于α型半水石膏的生產工藝復雜,設備投資 大,生產成本高,售價高,使它使用量受到限制,國內外都把研究開發(fā)α型半水石膏粉的新工藝,大幅度降低其生產成本,列為石膏產業(yè)的重大攻關課題。

生產α型半水石膏方法很多。但質量相差很大,同一種方法,因受設備條件、控制參數(shù)的影響,質量很穩(wěn)定,筆者研究開發(fā)了無添加轉晶劑和有添加轉晶劑兩種生產α型半水石膏工藝,并進行了中試生產,現(xiàn)做些總結,供讀者參考。

2       無轉晶劑生產方法

沒有添加轉晶劑,也可以生產出水膏比低于40%的α型半水石膏,并可降低生產成本,但其工藝技術控制都要求比較高

。

2.1     生成α型半水石膏的工藝原理

二水石膏脫去1.5個結晶水形成半水石膏,其反應式為                CaSO4·2H2O=CaSO4· H2O+1.5H2O在不同壓力下二水石膏脫水形成半水石膏石膏的溫度也不同。圖1中曲線1為二水石膏——半水石膏的“壓力——溫度”平衡曲線。從圖上可以看出,曲線1非常接近液相水—氣相水的“壓力—溫度”平衡曲線2,并相交于C點,在沒有添加轉晶劑條件下,要制成 α型半水石膏,二水石膏的結晶水要以液態(tài)水排出。所以,二水石膏在圖1ABC“溫度—壓力”區(qū)間內(圖中斜線陰影部分)就容易制成α型半水石膏。在曲線2的下方就制成β型半水石膏;在曲線1的上方,結晶水能排出。通常蒸壓法生產α型半水石膏,是以飽和蒸汽加熱,蒸壓釜內“溫度—壓力”的關系都在曲線2上,致使二水石膏結晶水可能以液態(tài)排出制成α型半水石膏,也可能以汽態(tài)水排出制成β型半水石膏。所以用飽和蒸汽蒸壓二水石膏制成的產品,實際上是α型和β型混合的半水石膏,質量難以穩(wěn)定。

2.2    無轉晶劑生產α型半水石膏工藝流程

根據(jù)以上生成α型半水石膏的工藝原理,要生產質量優(yōu)良的α型半水石膏,就要使蒸壓釜內溫度和壓力在圖1ABC區(qū)間內。為此,我們研究開發(fā)了新工藝流程:先將天然石膏敲成小塊狀,清洗干凈后,裝入蒸壓釜。為了使干燥時熱氣體均勻流動,二水石膏需分層堆裝,每層20cm,層間隔5cm。然后往蒸壓釜注入水,使二水石膏全部浸泡在水中。詳見圖2工藝流程簡圖。圖2中2為熱水泵,它使蒸壓釜內液態(tài)水不斷上下循環(huán)流動。保持釜內各部位二水石膏溫度均勻。圖2中3為電加熱器(大生產可用其它能源加熱),對循環(huán)水進行加熱,調 整加熱器給循環(huán)水的供熱量,可命名蒸壓釜內液態(tài)水保持工藝要求的溫度。調整進口A的蒸汽壓力,使蒸壓釜內保持工藝要求的壓力。進口C的蒸氣是用于初始液態(tài)水升溫加熱和配合加熱器3控制蒸壓釜內液態(tài)水溫度。為了使生產的α型半水石膏不搬動, 在同一蒸壓釜內進行干燥。在圖2中,設計了干燥

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