关键词：新拌石膏浆体;;缓凝剂;;流变性能;;临界表观黏度;;屈服应力
摘 要：石膏砂浆是近几年在我国兴起的新兴产品,随着石膏砂浆的推广应用,大量不同类型的堆积的工业副产建筑石膏被用于石膏砂浆的制备中。由于工业副产物制备的原材料性能不稳定,石膏砂浆的施工性能也随之波动,从而给石膏砂浆的生产和施工企业增加了质量管控的难度。石膏砂浆的施工性能主要与其流变性能相关,但目前还没有新拌石膏浆体流变性能的系统性研究方法和统一的流变性能测试和表征方法,新拌石膏砂浆流变参数的适宜范围也不清楚,因此,无法对新拌石膏砂浆的流变性能进行调控。论文针对新拌石膏浆体流变性能测试和表征方法不统一的问题,对流变性能测试时的壁面滑移、起始测试时间、最大剪切速率、蛋白类缓凝剂对新拌石膏浆体流变性能的影响研究,并比较了不同流变模型对新拌石膏浆体流变曲线的拟合结果。针对新拌石膏浆体流变性能的预测和调控问题,研究了建筑石膏、集料和纤维素醚对新拌石膏浆体流变性能的影响,对比分析了新拌石膏砂浆流变参数与应用效果的关系。对新拌石膏浆体流变性能测试方法的研究结果表明:对测试料筒进行粗化处理和采用桨式转子可以减少壁面滑移对测试结果的影响,最大剪切速率为300s-1时可以完整地测试出新拌石膏浆体的流变曲线;测试时添加0.1%的蛋白缓凝剂可以保证流变性能测试的完成,而不会影响石膏浆体的流变性能;磷建筑石膏宜选用以伯酰胺为主要成分的蛋白类缓凝剂,因为HPO42-会与蛋白类缓凝剂酰胺基团的仲酰胺的酰胺Ⅱ带发生反应,影响缓凝效果。对新拌石膏浆体流变性能分析和预测方法的研究结果表明:新拌石膏浆体的流变曲线更符合Hershel-Bulkley模型,提出以与原材料性能有关的临界表观黏度和屈服应力作为新拌石膏浆体的流变性能的表征参数,屈服应力宜采用Bingham模型对流变曲线下降段中剪切速率在Os-1到临界剪切速率之间的流变数据进行拟合得到;提出通过建筑石膏的绝对密度来预测新拌石膏净浆的临界表观黏度,建立了建筑石膏中值半径与新拌石膏净浆屈服应力的关系。新拌石膏砂浆的临界表观黏度和屈服应力可通过单一类型和粒径的集料对新拌石膏净浆流变参数的影响叠加得到。基于相对概念,发现新拌石膏砂浆的临界表观黏度和屈服应力可通过新拌石膏净浆的临界表观黏度和屈服应力进行预测,并提出基于集料的敷浆厚度比(Dd)来预测新拌石膏砂浆的屈服应力。同时,纤维素醚对新拌石膏浆体临界表观黏度和屈服应力的影响主要与其浓度有关。掺有纤维素醚的新拌石膏浆体,其临界表观黏度和屈服应力,可通过与纤维素醚浓度有关的临界表观黏度的变化量(△ηcrit)和屈服应力的变化量(△τpc)进行叠加计算。得出的新拌石膏净浆的临界表观黏度(ηp)和屈服应力(τp)的预测方程为:(?)新拌石膏砂浆的临界表观黏度(ηs)和屈服应力(Ts)的预测方程为:(?)掺有纤维素醚的新拌石膏浆体的临界表观黏度(ηc)和屈服应力(τc)的预测方程为:(?)对新拌石膏砂浆流变参数的范围选择和调控的研究结果表明:新拌石膏砂浆适宜的流变参数范围为:HB-n系数:0.9～1.0;屈服应力:80～130Pa;临界表观黏度:1.1～1.5Pa·s;触变性:20000～35000。新拌石膏砂浆的临界表观黏度和屈服应力可通过其预测方程和原材料的性能参数及配比进行调控。论文研究成果不仅为石膏砂浆的生产和施工企业提供了一套可量化的、具有可操作性的产品质量管控方法,而且形成的预测新拌石膏浆体临界表观黏度和屈服应力的理论模型为未来的浆体材料流变性能设计奠定了理论基础。
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