材料工程技术专业《石膏的缓凝机理》
石膏在水泥中缓凝的原理
石膏在水泥中缓凝的原理
石膏在水泥中缓凝的原理是由于水化学反应的发生机理。
在水泥中加入石膏可以使水
泥的初凝时间延长，从而延缓水泥的凝固过程。
水泥是一种常见的胶凝材料，其中主要成分是硅酸盐和铝酸盐。
水泥与水混合后，会
发生水化反应引起硬化。
这个过程中，水泥中的化合物会与水中的氢氧根离子结合，形成
水化产物，并逐渐固化。
石膏是一种硫酸盐，添加到水泥中能够与水化产物发生反应。
石膏中的硫酸根离子可
以与水泥中的钙离子结合生成硫酸钙水化产物。
这种硫酸钙水化产物在水泥中形成锥体状
和棒状结晶，并填充胶体间隙，从而减少水泥浆体的流动性和浆体内部的水分迁移。
石膏的添加会导致水泥浆体的粘度增加，凝结时间延长，从而使水泥的初凝时间推迟。
这样的延缓凝结过程有助于水泥的延展性和可塑性的调节，使其更适合在施工中使用。
石
膏也能够改善水泥混凝土的抗裂性能和耐久性。
石膏在水泥中缓凝的原理是通过与水泥中的钙离子结合生成硫酸钙水化产物，填充胶
体间隙，减少水分迁移，改变水泥浆体的流动性，从而延长水泥的凝固时间并改善水泥混
凝土的性能特性。
简述石膏形成胶凝能力的机理
简述石膏形成胶凝能力的机理
石膏是一种常见的建筑材料，其形成胶凝能力是其被广泛应用的重要原因之一。
石膏的形成胶凝能力是由于其在水中的溶解度较高，能与水形成水合物，从而发生胶凝反应。
石膏水合物分成二水和一水两种，其中二水石膏的胶凝速度较快，主要作为普通石膏材料使用。
而一水石膏的胶凝速度较慢，主要用于特殊建筑、装饰和艺术用途。
石膏的形成胶凝能力还与其晶体结构有关。
石膏的晶体结构为单斜晶系，其晶体中有许多空隙，这些空隙使得石膏能够吸收水分形成水合物，从而发生胶凝反应。
此外，石膏晶体中还含有一定量的Ca2+和SO42-离子，这些离子也参与了石膏的胶凝反应。
石膏的形成胶凝能力还与其物理和化学性质有关。
石膏与水的反应是一个放热反应，反应过程中放出的热量会加速石膏的胶凝。
此外，石膏的化学性质使得其在干燥后能够保持一定的强度和硬度，从而适合作为建筑材料使用。
总之，石膏的形成胶凝能力是由其在水中的溶解度、晶体结构、物理和化学性质等多种因素共同作用所致。
这种特殊的胶凝能力使得石膏成为一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑、装饰和艺术领域。
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以石膏为主料的建筑缓凝剂的生产技术
本技术属于建筑材料领域，提出一种以石膏为主料的建筑缓凝剂，原料按重量份包括：纯丙乳液3040份，熟石灰1020份，蛋白粉510份，磷酸二氢钠510份，去离子水1525份，三聚氰胺13份，木质素38份，柠檬酸钠13份；产品抗塌落度好，加入石膏材料后能提高材料强度；延长石膏的凝结时间，提高材料使用效率；收缩度小，不易开裂，延长材料使用寿命。
技术要求1.一种以石膏为主料的建筑缓凝剂，其特征在于，原料按重量份包括：纯丙乳液30-40份，熟石灰10-20份，蛋白粉5-10份，磷酸二氢钠5-10份，去离子水15-25份，三聚氰胺1-3份，木质素3-8份，柠檬酸钠1-3份。
技术说明书一种以石膏为主料的建筑缓凝剂技术领域本技术属于建筑材料领域，具体涉及一种以石膏为主料的建筑缓凝剂。
背景技术缓凝剂，是一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂。
石膏轻质、硬化体绝热性能和吸音性能好，可使硬化体表面光滑，干燥时不开裂，装饰性好。
建筑实际工程应用中，石膏材料与水拌合后凝结时间太短，不能满足正常施工的要求。
所以需要加入缓凝剂延长凝结时间。
技术内容本技术的目的在于延长石膏材料的凝结时间，提出一种以石膏为主料的建筑缓凝剂。
技术方案为实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：一种以石膏为主料的建筑缓凝剂，原料按重量份包括：纯丙乳液30-40份，熟石灰10-20份，蛋白粉5-10份，磷酸二氢钠5-10份，去离子水15-25份，三聚氰胺1-3份，木质素3-8份，柠檬酸钠1-3份。
本技术的有益作用在于：1.产品抗塌落度好，加入石膏材料后能提高材料强度。
2.延长石膏的凝结时间，提高材料使用效率。
3.收缩度小，不易开裂，延长材料使用寿命。
具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白易懂，下面结合具体实施例对本技术进一步详细说明，但本技术的内容完全不局限于此。
实施例1一种以石膏为主料的建筑缓凝剂，原料按重量包括：纯丙乳液30Kg，熟石灰12Kg，蛋白粉5Kg，磷酸二氢钠7Kg，去离子水16Kg，三聚氰胺1Kg，木质素3Kg，柠檬酸钠2Kg。
缓凝剂对脱硫石膏水化的影响及其缓凝机理研究
N E W B U I L D I N G M A T E R I A L S我国火电厂燃煤量约占全国煤炭产量的1/3，每年全国SO 2排放量为2000多万t ，其中电厂燃煤向大气中排放的SO 2占我国SO 2排放总量的50％，占工业SO 2排放量的75%左右，因此，控制电厂SO 2排放是一项关键技术。
烟气脱硫石膏（FGD ）就是利用火力发电站、钢铁厂、冶炼厂及各种化工厂等在燃烧煤或重油过程中排放的大量SO 2废气经脱硫装置或隔离预洗涤循环法处理后所得的副产品。
脱硫石膏主要用于各种建筑石膏制品和作水泥的缓凝剂，价格低廉，纯度高，而且属于工业副产石膏，合理使用脱硫石膏已成为未来石膏制品的一大特色[1]。
石膏生产能耗低、可循化利用、并具有特殊的“呼吸”作用、防火性好等特点，已获得越来越广泛的应用。
但由于其凝结硬化快、流动度经时损失大[2-4]的特点，一般不能满足成型及施工的需要，往往采用缓凝剂来调整其凝结时间。
本文主要通过几种常用的石膏缓凝剂如柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠和一种新型的石膏专用缓凝剂Retardan P 来延缓脱硫石膏的水化进程，并根据实验结果对这几种缓凝剂用于脱硫石膏的作用机理进行讨论。
1试验1.1原材料脱硫石膏：重庆珞璜电厂生产，浅黄色粉末，其化学成分如表1所示，基本物理性能见表2。
表1脱硫石膏的化学成分%表2脱硫石膏的基本物理性能缓凝剂：Retardan P （以下简称P ），德国TRICOSAL 公司生产；柠檬酸（以下简称CA ）、柠檬酸钠（以下简称SCA ）、六偏磷酸钠（以下简称SP ），市售，分析纯。
1.2试验方法凝结时间：按GB/T 17669.4—1999《建筑石膏净浆物理性能的测定方法》进行测试；强度：按GB/T 17669.3—1999《建标准稠度需水量/%初凝时间/min 终凝时间/min 抗折强度/MPa 抗压强度/MPapH 值6517235.5013.76.2收稿日期：2010-01-12作者简介：曹青，女，1982年生，河南三门峡人，工程师，硕士，主要从事干粉砂浆和建筑外加剂应用研究。
缓凝剂对建筑石膏物理力学性能的影响_余红发
・13・新型建筑材料4/1999缓凝剂对建筑石膏物理力学性能的影响□余红发1 前 言建筑石膏凝结硬化较快,在使用过程中常采用缓凝剂调整凝结时间。
国外有许多关于建筑石膏缓凝剂的文献报道,何秉煌等在研制粉刷石膏时采用了缓凝剂,并研究了石灰、木质磺酸钙、羟甲基纤维素、柠檬酸等的缓凝效果。
本文系统地研究了无机盐类和有机酸类缓凝剂的作用效果,讨论了它们的缓凝机理。
2 实 验2.1 原料(1)建筑石膏 单一缓凝剂试验采用乐都县石膏建材厂生产的建筑石膏,其性能见表1。
表1 建筑石膏的性能900孔筛筛余(%)标稠需水量(%)初凝(min )终凝(min )干抗压强度(MPa )干抗折强度(MPa )5.8675109.33.0 复合缓凝剂试验采用乐都二水石膏在165℃、12.5h 下制备并经7d 陈化的建筑石膏,其标准稠度需水量65%,初凝时间9min ,终凝时间18.5min ,干燥抗压强度16.5MPa 。
两种建筑石膏均以β-CaSO 4・1/2H 2O 为主。
(2)无机盐类缓凝剂 采用化学纯磷酸二氢铵、磷酸一氢钙、焦磷酸钠、硼酸和硼砂。
(3)有机酸类缓凝剂 采用化学纯柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸和DL -苹果酸。
2.2 试验方法缓凝剂掺量按外掺法计算,预先溶解在拌和水中。
试验时固定建筑石膏的用水量。
在规定操作时间内制成均匀的石膏浆,测定其凝结时间。
强度试验时,单一缓凝剂试验制成40mm ×40mm ×160mm 试件,复合缓凝剂试验制成20mm ×20mm ×20mm 试件。
其余执行G B 9776-88《建筑石膏》标准。
3 结果与讨论3.1 缓凝剂对建筑石膏凝结时间的影响不同缓凝剂对建筑石膏凝结时间的影响,见图1。
图1 缓凝剂对建筑石膏凝结时间的影响+-初凝;O -终凝;1-柠檬酸;2-焦磷酸钠;3-柠檬酸钠;4-DL -苹果酸;5-磷酸一氢钙;6-硼酸;7-磷酸二氢铵;8-硼砂建筑石膏与胶凝材料摘要:研究了有机和无机缓凝剂对建筑石膏的缓凝效果及力学性能的影响,分析其各自的缓凝机理。
石膏缓凝剂的作用机理
⽯膏缓凝剂的作⽤机理
⽯膏缓凝剂通常有糖蜜缓凝剂、羟基羧酸及其盐类缓凝剂、⽊质素磺酸盐类缓凝剂。
各种⽯膏缓凝剂的作⽤机理各不相同。
⼀般来
说，有机类⽯膏缓凝剂⼤多是表⾯活性剂，对⽔泥颗粒以及⽔化产物新相表⾯具有较强的活性作⽤，吸附于固体颗粒表⾯，延缓了⽔泥的⽔化
和浆体结构的形成。
⽆机类⽯膏缓凝剂，往往是在⽔泥颗粒表⾯形成⼀层难溶的薄膜，对⽔泥颗粒的⽔化起屏障作⽤，阻碍了⽔泥的正常⽔化。
这些作⽤都会导致⽔泥混凝⼟的缓凝。
⽯膏缓凝剂对⽔泥品种适应性⼗分明显，不同⽔泥品种缓凝效果不相同，甚⾄会出现相反效果。
因此
，使⽤前必须进⾏试拌，检测效果。
⽯膏缓凝剂⼀般掺量较少，使⽤时应严格控制掺量，过量掺⼊不仅会出现长时间不凝现象，有时还会出现
速凝现象。
⽯膏缓凝剂主要⽤于⾼温季节混凝⼟、⼤体积混凝⼟、泵送和滑模混凝⼟施⼯以及远距离运输的商品混凝⼟。
缓凝剂不宜⽤于⽇最
低⽓温5℃以下施⼯的混凝⼟，也不宜⽤于有早强要求的混凝⼟和蒸养混凝⼟。
建筑石膏减水剂与缓凝剂作用机理研究
3、提高强度：随着减水剂掺量的增加，建筑石膏的强度逐渐提高。当减水 剂掺量达到一定值时，强度达到最大值，随后逐渐趋于稳定。这表明减水剂可以 有效地促进建筑石膏的硬化过程，提高其强度和安全性。
结论与展望
通过实验验证和分析，我们发现减水剂对建筑石膏性能的影响与作用机理主 要包括减少孔隙率、改善流变性和提高强度等方面。实验结果表明，适量的减水 剂可以显著改善建筑石膏的性能，提高其密实度、均匀性、稳定性和安全性。然 而，过量掺加减水剂可能会导致副作用，如降低石膏硬化速度等，因此在实际应 用中需要注意控制减水剂的掺量。
研究背景
建筑石膏作为一种绿色、环保的建筑材料，在建筑领域应用十分广泛。然而， 由于其本身的一些缺点，如吸水性强、耐水性差、强度较低等，限制了其应用范 围。为了克服这些缺点，许多研究者开始尝试在建筑石膏中添加减水剂，以提高 其性能。
目前，国内外对于减水剂在建筑石膏中的应用研究主要集中在减水剂种类、 掺量对建筑石膏性能的影响以及减水剂的作用机理等方面。但是，对于减水剂对 建筑石膏性能的影响与作用机理仍需进一步探讨。
混凝土缓凝剂可以根据其化学成分和来源进行分类。常见的混凝土缓凝剂包 括木质素类、糖类、蛋白质类等。这些缓凝剂的分类依据主要是其化学结构和来 源。例如，木质素类缓凝剂主要来自木质素及其衍生物，而糖类缓凝剂则主要来 自于各种糖类物质。
混凝土缓凝剂的作用机理主要是通过与混凝土中的某些成分发生化学反应来 延缓混凝土的凝结时间。这些缓凝剂能够与混凝土中的钙离子、铝离子等金属离 子形成络合物，从而减缓了混凝土中水化反应的速度。此外，一些混凝土缓凝剂 还能够形成一层薄膜，覆盖在混凝土表面，从而阻止了水分的蒸发和流失，进一 步延缓了混凝土的凝结时间。
3.3实验结果
实验结果表明，在合适的配比下，减水剂可以提高石膏浆体的流动性，降低 硬化速度；而缓凝剂则可以延长石膏的硬化时间，提高硬化后的强度。然而，过 量添加减水剂和缓凝剂会导致石膏性能下降，如抗压强度和抗折强度降低等。因 此，优化减水剂和缓凝剂的配比是非常必要的。
一种石膏缓凝剂的制备方法及其应用[发明专利]
![一种石膏缓凝剂的制备方法及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a35f090b366baf1ffc4ffe4733687e21af45ff96.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.08.13C N 103979819A (21)申请号 201410215136.4(22)申请日 2014.05.21C04B 24/12(2006.01)C08G 73/10(2006.01)C04B 103/22(2006.01)(71)申请人北京建筑材料科学研究总院有限公司地址100041 北京市石景山区金顶北路69号院申请人北京金隅股份有限公司(72)发明人战佳宇 李万民 郝利炜 顾军杜春杰(74)专利代理机构北京国林贸知识产权代理有限公司 11001代理人李桂玲 杜国庆(54)发明名称一种石膏缓凝剂的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种石膏缓凝剂的制备方法及其应用，所述石膏缓凝剂是由二酸或酸酐物质与含氨类物质或L-天冬氨酸制备而成，将所述制备方法获得的缓凝剂加入石膏中，用于延长石膏建筑材料的凝结时间，减少石膏硬化体的强度损失。
该缓凝剂是一种水溶性的氨基酸可降解聚合物，具有非常好的生物降解性，是绿色环保聚合物材料。
缓凝剂分子结构中含有大量羧基、羰基、酰基等基团，这些基团能够与Ca 2+形成络合物，降低石膏的溶解速度、限制Ca 2+向石膏晶体的扩散，阻碍石膏颗粒的水化，从而实现其缓凝作用。
同时，减少了由于高水膏比引起的石膏孔结构劣化而造成的强度损失。
(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书7页(10)申请公布号CN 103979819 A1.一种石膏缓凝剂制备方法，其特征在于，所述石膏缓凝剂是由二酸或酸酐物质与含氨类物质制备而成，所述二酸或酸酐:含氨类物质的摩尔比是1:1～1:1.5；所述二酸或酸酐物质包括马来酸酐或马来酸或富马酸；所述含氨类物质包括碳酸铵或碳酸氢铵或氨水；所述制备方法具体步骤是：第一步：制备石膏缓凝剂中间产物将二酸或酸酐:含氨类物质以1:1～1:1.5的摩尔比在50～80℃温度下反应1～2小时，然后升温至150～190℃温度下反应10～60min，冷却至室温，形成中间产物；第二步：制备石膏缓凝剂a. 缓凝剂水溶液的制备：取中间产物，加入氢氧化钠溶液水解0.5～2小时形成水解溶液，用盐酸调节水解溶液pH值至5～6，得到缓凝剂水溶液；b. 缓凝剂粉末的制备：向缓凝剂水溶液中加入5～8倍体积的无水乙醇，将缓凝剂沉淀，再经真空过滤、105℃干燥2小时、研磨工序得到缓凝剂粉末；其中：a步骤中加入氢氧化钠溶液的比例是每克中间产物加2～3ml氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液浓度是14%。
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石膏的缓凝机理
决定水泥凝结速度的主要矿物为C3A和C3S。
一般来说，C3A含量高时，硅酸盐水泥加水拌和后，反响迅速，很快生成大量片状水化铝酸钙，并相互连接形成松散的网状结构，出现不可逆固化现象，称为“快凝〞或“闪凝〞。
产生这种不正常快凝时，浆体迅速放出大量热，温度急剧上升。
反之，C3A含量低或掺入石膏缓凝剂，那么水泥的凝结时间由C3S决定。
因为熟料中C3S含量高达50%，它本身凝结正常，因此水泥凝结时间也正常。
所以说快凝是由C3A引起的，而正常凝结是由C3S控制的。
石膏作为水泥中常用的缓凝剂，对于其缓凝机理，目前存在着不同的观点。
一种说法：C3A在石膏--石灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的钙矾石，这些棱柱状的小晶体生长在颗粒外表，形成覆盖层或薄膜，覆盖并封闭了水泥颗粒外表，从而阻滞了水分子及离子的扩散，阻碍了水泥颗粒尤其是C3A的进一步水化，故防止了快凝现象。
随着扩散作用的继续进行，钙矾石增多，当钙矾石覆盖层增加到足够厚时，渗透到的SO42-逐渐减小到缺乏以生成钙矾石，而形成单硫型水化硫铝酸钙及其固溶体，并伴随有体积增加，由于固相体积增加所产生的结晶压力到达一定数值时，钙矾石膜就会局部胀裂，水和离子的扩散失去阻碍，水化就能得以继续进
行。
因此石膏的缓凝作用是在水泥颗粒外表形成钙矾石保护膜，阻碍水分子的移动结果。
另一说法：
〔1〕利用石膏与熟料中水化铝酸钙反响，生成水泥硫铝酸钙，降低了C3A在溶液中的浓度，阻止C3A快凝作用。
〔2〕利用水化硫铝酸钙包裹在水泥颗粒外表，形成不易透水的的薄膜，阻碍C3A和C3S进一步水化。
〔3〕通过可溶性石膏吸附在CaOH2晶体上，从而抑制CaOH2继续生成，产生缓凝作用。
以上两种看法根本一致。
假凝现象：指一种不正常的早期固化现象，即水泥加水拌和几分钟内，物料就显示凝结。
假凝放热量较小，而且经剧烈搅拌后，浆体可恢塑性，并到达正常凝结，对强度并无不利影响，会给施工带来困难。
而出现快凝放出大量热，浆体并产生一定强度，重新搅拌也不能恢复塑性。
这是假凝与快凝的不同。