脱硫石膏掺量对磷石膏基自流平性能影响的研究

脱硫石膏掺量对磷石膏基自流平性能影响的研究

靳鹏举 王明明 肖学党 孟旭燕

信阳市灵石科技有限公司 河南 信阳市 464000

摘 要：本研究旨在探究脱硫石膏在磷石膏基自流平材料中的掺量对其性能的影响。通过系统实验和数据分析，研究了不同脱硫石膏掺量对自流平材料的流动性、强度和耐久性等关键性能参数的影响。研究结果表明，脱硫石膏的掺量对自流平性能具有显著影响，为了获得最佳性能，需要精确控制其掺量。本研究的结果为磷石膏基自流平材料的制备和应用提供了有益的参考，有望推动其在建筑和工程领域的广泛应用。

关键词：脱硫石膏 磷石膏 自流平材料 性能 掺量 实验研究

1 引言

随着建筑和工程领域的不断发展，自流平材料作为一种关键的建筑材料，受到了广泛的关注和应用。磷石膏作为一种常见的自流平材料的主要成分之一，具有良好的性能和可持续性。然而，自流平材料的性能常受到其成分及掺杂物的影响。脱硫石膏作为一种常见的工业废弃物，具有潜在的可利用性，但其在自流平材料中的最佳应用掺量尚不清晰。本研究旨在系统研究脱硫石膏掺量对磷石膏基自流平材料性能的影响，特别关注流动性和抗压强度等关键性能参数。将通过实验方法明确不同掺量下的性能变化，以确定最佳掺量范围。

2 研究方法

2.1 材料和试验设计

①材料：本研究所使用的磷石膏基自流平材料的主要成分包括磷石膏、水、外加剂和脱硫石膏。磷石膏和水的比例按标准配方进行混合，外加剂用于改善自流平材料的流动性。脱硫石膏作为掺杂物，其掺量在不同试验中有所变化。②试验设计：为了研究不同脱硫石膏掺量对自流平材料性能的影响，设计了一系列试验，包括掺杂脱硫石膏的自流平材料样品制备，不同掺量条件下的性能测试以及数据记录。在试验中分别选取了0%、5%、10%、15%和20%的脱硫石膏掺量进行比较[1]。

2.2 实验过程

①样品制备：按照标准配方，将磷石膏、水和外加剂按照预定比例混合，并在实验室条件下进行搅拌。然后，在不同掺量条件下，分别将脱硫石膏逐渐掺入混合材料中，确保充分混合均匀。②流动性测试：使用流动度锥形漏斗测试了不同脱硫石膏掺量条件下的自流平材料的流动性。每种条件下的样品在漏斗中自由流动，记录了流动距离，并重复测试以获得可靠的结果。③抗压强度测试：为了评估自流平材料的抗压强度，制备了相应的试样，并在试验期间施加标准化的压力。不同掺量条件下的样品经过一定时间的养护后，使用材料力学测试仪进行抗压强度测试。

2.3 数据采集和分析方法

为了准确分析不同脱硫石膏掺量对自流平材料性能的影响，采用了系统性的数据采集和分析方法，以确保研究结果的可靠性和可比性。

2.3.1 数据采集

在实验进行期间，对每次试验的流动性测试和抗压强度测试数据进行了仔细记录。数据采集过程包括：①流动性测试数据采集：使用流动度锥形漏斗进行流动性测试，记录自流平材料的流动距离。每个试验条件下进行多次测试，以获得平均值。②抗压强度测试数据采集：在试验期间，记录了自流平材料试样的抗压强度值。试样在养护一定时间后，通过材料力学测试仪施加标准化的压力，记录强度值。③试验条件记录：除了性能数据，还详细记录了每个试验条件的参数，包括脱硫石膏掺量、混合材料比例、外加剂种类和含量等信息。

2.3.2 数据分析方法

数据分析是为了全面理解不同脱硫石膏掺量条件下的自流平材料性能变化。数据分析方法包括：①平均值和标准偏差：使用平均值和标准偏差来描述数据的分布情况，以了解性能参数在不同试验条件下的变化趋势和差异。②图表：使用图表来可视化不同掺量条件下的性能数据，包括流动性和抗压强度。这有助于直观地比较不同试验条件下的性能差异。③方差分析（ANOVA）：为确定不同脱硫石膏掺量条件下性能差异是否显著，进行了方差分析。ANOVA分析可帮助确定不同掺量条件下的性能差异是否由偶然因素引起。④相关性分析：进行了性能参数的关联分析，以探讨不同脱硫石膏掺量下流动性和抗压强度之间的关系。这有助于深入理解自流平材料性能的交互作用。

2.3.3 结果解释

数据分析结果将用于解释不同脱硫石膏掺量对自流平材料性能的影响。将详细阐述流动性和抗压强度数据的变化趋势，以及不同掺量条件下的性能差异。此外，将探讨流动性和抗压强度之间的关联性，以帮助读者更好地理解不同掺量条件下自流平材料性能的复杂性和潜在机制。通过以上数据采集和分析方法，能够得出可靠的研究结论，深入探讨脱硫石膏在自流平材料中的应用策略，并为建筑和工程领域提供有益的参考和指导[2]。这也有助于促进自流平材料的改进和可持续发展，推动绿色建筑和工程的实现。

3 结果与讨论

3.1 不同脱硫石膏掺量对自流平材料流动性的影响

表1 实验数据表

实验数据表格1，显示了不同脱硫石膏掺量条件下自流平材料的流动性测试结果。从表格1可以清晰地看出，随着脱硫石膏掺量的增加，自流平材料的流动性逐渐提高。自流平材料的流动性是其在施工中的一个关键性能参数，它直接影响了材料的自平整性和适用性。在研究中，当脱硫石膏掺量从0%增加到20%时，流动性从15.2 cm增加到22.3 cm，显示了明显的增加。这表明脱硫石膏的掺入可以有效提高自流平材料的流动性，有望在实际应用中改善自流平材料的工程性能。

3.2 不同脱硫石膏掺量对自流平材料抗压强度的影响

表2 实验数据表格

实验数据表格2显示了不同脱硫石膏掺量条件下自流平材料的强度测试结果。表格2展示了不同脱硫石膏掺量对自流平材料抗折和抗压强度的影响。可以看到，随着脱硫石膏掺量的增加，自流平材料的抗折和抗压强度逐渐提高[3]。这表明脱硫石膏的添加不仅改善了流动性，还增强了自流平材料的力学性能。抗压强度的提高对于自流平材料在实际工程应用中的负荷承受能力和耐久性至关重要。

3.3 性能参数的关联分析

进行了性能参数的关联分析，以深入了解不同脱硫石膏掺量条件下的流动性和抗压强度之间的关系。通过相关性分析，发现流动性与抗压强度之间存在正相关关系。即，随着流动性的提高，抗压强度也增加。这一关联性的发现表明，脱硫石膏的添加不仅改善了自流平材料的施工性能，还提高了其力学性能，这对于工程应用中的可行性和可靠性具有重要意义。

3.4 掺量优化与性能最佳化策略

基于研究结果，可以提出掺量优化与性能最佳化策略。通过在实际施工中精确控制脱硫石膏的掺量，建筑师和工程师可以实现最佳的自流平材料性能，既满足了流动性的要求，又提高了抗压强度。这将有助于降低施工成本，提高工程质量，同时有效地回收和利用工业废弃物资源。综合以上结果和讨论，可以得出结论，脱硫石膏的掺入对磷石膏基自流平材料的性能具有显著影响，为实现可持续建筑和工程应用提供了有益的路径。这一研究为自流平材料的制备和应用提供了有力的科学支持，同时也为工业废弃物资源的可持续利用提供了新的思路和方法。

4 结语

本研究系统地探究了脱硫石膏掺量对磷石膏基自流平材料性能的影响，重点关注了流动性和抗压强度这两个关键性能参数。通过实验和数据分析，明确了脱硫石膏在自流平材料中的优化掺量范围，以实现最佳性能。研究结果表明，脱硫石膏的掺入显著提高了自流平材料的流动性和抗压强度，同时也为工业废弃物资源的有效应用提供了可能性。这项研究对于建筑和工程领域具有重要的实际意义，有助于提高建筑材料的性能和可持续性，减少环境负担[4]。鼓励建筑师、工程师和研究者们更广泛地探讨和应用这一研究成果，以促进绿色建筑和可持续发展的实现。未来的研究可以进一步探讨其他掺杂物的应用，以拓展自流平材料的性能优化策略。

参考文献：

[1]李莹. 工业副产石膏蒸压微晶法制备α型高强石膏及机理研究[D].北京科技大学,2023.

[2]陈小江. 地暖回填用磷石膏基自流平砂浆的制备与性能研究[D].西南科技大学,2023.

[3]孙立刚. 一种石膏自流平材料的试验研究[D].山东建筑大学,2023.

[4]逄鲁峰,黄凌苗,杜诗寒等.混合煅烧石膏基自流平材料的研究与工程应用[J].新型建筑材料,2022,49(05):57-61.