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我国脱硫石膏资源化利用存在的问题
目前,我国在脱硫石膏的综合利用方面仍然存在较大的缺陷,阻碍脱硫石膏的利用,这些现存问题主要包括: ( 1) 脱硫石膏的系统分析; ( 2) 脱硫石膏水泥基材料的膨胀开裂问题; ( 3) 掺脱硫石膏的水泥基材料在长期使用过程中碳化问题。
1.脱硫石膏的系统分析
脱硫石膏是燃煤工厂脱硫副产品,不同工厂所生产的脱硫石膏物化性能存在较大差异。不同产地脱硫石膏在水泥基材料中的配伍没有形成具有说服力的准则,当使用不同产地脱硫石膏时需要重新试验探索确定配伍,这加大工作量,消耗大量人力。粉煤灰在我国的资源化利用经过多年的研究探索早已形成较为规范的配伍设计准则,这提高了粉煤灰使用量和使用效率。若能系统分析脱硫石膏及其性能,将会为日后脱硫石膏在水泥基材料中的应用提供可靠依据,促进脱硫石膏资源化利用进程。
2.脱硫石膏水泥基材料的膨胀开裂问题
在水泥基材料中掺入过多脱硫石膏很有可能导致试样膨胀开裂,这是脱硫石膏在水泥基材料中应用的最大难点。在众多学者的研究表明,并不是所有掺有脱硫石膏的试样都会引起膨胀开裂,其掺量适宜时不仅能提高复合胶凝体系力学性能,而且不会产生太大膨胀而引起膨胀开裂。脱硫石膏复合胶凝体系的微膨胀还能补偿水泥水化早期收缩,使硬化浆体更加密实坚硬。
当务之急是探索脱硫石膏复合胶凝材料体系与硬化浆体膨胀开裂的关系,找出影响试样膨胀的关键因素,并控制其在复合胶凝体系中的作用,从而能够有效的控制试样的膨胀,甚至消除膨胀隐患。
3.掺脱硫石膏的水泥基材料在长期使用过程中碳化问题
相关研究表明,复合胶凝体系碳化深度随着脱硫石膏掺量的增加而增加,这是因为随着脱硫石膏掺量的增加,相应的水泥掺量降低,则水化产物中的钙矾石和C-S-H 凝胶含量减少,硬化浆体密实程度下降,CO2气体更容易渗透进入胶凝材料体系内部,与Ca( OH)2发生中和反应,生成CaCO3,加快了碳化速度。这是值得注意的潜在危害,但是往往被人们忽略,因此在考虑复合胶凝材料体系力学性能的同时还要考虑其耐久性,特别是碳化问题。
脱硫石膏由于成分与天然石膏接近,产量巨大而逐渐被大量使用,但是其在水泥基材料中的应用相对较少,而且还不成熟,限制其资源化利用。脱硫石膏在水泥基材料中所起作用极为重要。脱硫石膏产自不同工厂,来源也比较复杂,关于水泥基材料中石膏的作用特别是引起的膨胀开裂问题的研究结果已有较多,对于我国脱硫石膏在水泥基材料中的应用研究有很多有益的启示。但是,脱硫石膏与试样膨胀开裂的关系的相关研究还非常缺乏,现有不太一致甚至矛盾的研究结果并不能指导脱硫石膏在水泥基材料中的应用。
脱硫石膏与水泥和其他掺合料的作用还有很多问题有待深入研究,需要从基础理论和应用研究两个方面展开。探究石膏在复合胶凝材料中的作用机理有利于发挥脱硫石膏中硫酸盐的积极作用和避免潜在危害发生。
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