硫磺粉對于硫磺混凝土的貢獻發展:
硫磺粉之硫磺混凝土是一種熱塑性材料,由改性硫磺、礦質骨料、填料等按比例在138℃左右混合澆鑄而成。和普通水泥混凝土相比,改性硫磺代替了水泥和水作為混凝土的膠結劑,構成了高強度的硫磺混凝土,其平均壓碎強度為48Mpa.
硫磺混凝土主要由硫磺和粗、細骨料組成,并加入少量增韌劑。它具有良好的耐蝕性和密實性,48h抗壓強度可達40MPa以上,澆筑半小時就可達極限強度的65%。硫磺混凝土是一種新型建筑材料,我國于1965年首次研制成功,1976年列入國家標準( TJ212-76)。
硫磺是硫磺混凝土的膠結材料,常溫下為淡黃色固體,相對密度2. 07,熔點112.8℃,沸點444.6℃,在不同的溫度下將形成不同的同素異形體和固態、液態及氣態的不同狀態。
純硫磺在熔融、冷卻、凝固過程中,當從單斜硫(Sb)轉變為斜方硫(Sa)時,體積縮小,形成收縮應力。為了阻止和減少單斜硫向斜方硫轉變,在硫磺中加入少量聚硫橡膠作為增韌劑使其改性,摻量為硫磺重量的1.7%~3.3.%。
硫磺混凝土的粗、細骨料及組成與成型工藝有關,粗骨料采用2~4cm石子,其中1~2cnvjx石不宜超過15%。每立方米硫磺混凝土材料用量約為:硫磺550~600kg,石粉350~400kg,聚硫橡膠23~48kg,粗骨料1400~1600kg。
下圖為我們生產研制的硫磺粉:
硫磺混凝土是熱塑性材料,施工方法與普通混凝土截然不同。主要采用加熱澆筑成型工藝。硫磺應先在130~150t溫度下熔化脫水,然后加入粉料;骨料也應加熱,一般不超過60℃。石子每層鋪設厚度不超過40cm并預留澆筑孔。澆筑過程不能中斷,每層水平施工縫應露出石子,以便與上一層接合。
由于硫磺粉價格高,聚硫橡膠供應也比較困難,因此未能得到推廣應用
硫磺混凝土在第二次世界大戰期間就已經開始作為一種結構材料進行使用,但那時使用的是未經改性的硫磺。普通的正交硫磺在95.4℃以上時晶型穩定,而單斜晶硫在143℃以上時晶型穩定。溫度在上述范圍內變化時,硫有晶型轉變。在澆鑄和冷卻過程中會引起同素異晶轉變,其內部產生殘余應力,變得有空隙、性脆而易開裂。
在七十年代,美國、加拿大、奧地利等國相繼開發了新的硫改性方法,使硫塑化并在硫改性時晶型穩定,此后才使得硫磺混凝土的應用取得突破性進展。研究結果表明,將不飽和烴加入硫磺中進行反應可制得改性硫。馬來酸、苯乙烯、二聚環戊二烯(DCP)等都有這個效果。工業上常用的是二聚環戊二烯和環二烯的低聚物。采用DCP進行硫的改性,所產硫磺混凝土的性能好,而且DCP價格低、不燃燒。
硫磺混凝土已成功應用于防腐領域,具有較好的耐蝕性能。特別是在酸性環境中,由于普通水泥的水化產物易與腐蝕性介質發生化學反應而溶解,造成材料強度的降低,而在硫磺混凝土中由于硫磺填充于混凝土間隙并包裹于混凝土周圍,使材料的密實度大大增加,也使得腐蝕性介質難以滲入到材料的內部,同時大量填充于材料內部及包裹于混凝土表面的硫磺對抵御腐蝕性介質的侵蝕有很大的作用。
硫磺混凝土作為實驗室研究的課題已經有一百多年的歷史了。研究人員把加熱的骨料與熔化的硫磺相拌合,冷卻后所得的產物,其強度之高、耐蝕性之強,以及快凝、抗滲性等特征,深深地吸引了研究人員。然而遺憾的是當這種產物暴露在熱循環的環境中時,其耐久性是很差的。19 世紀30 年代的進一步研究表明,為了避免硫磺混凝土的損壞,必須改善它的結晶作用。
硫磺粉廠家知道迄今為止,硫磺混凝土盡管有所發展,但是并未得到大量應用。這是因其造價較高,以及某些硫磺增塑劑或改性劑所造成的不愉快的臭味。自從1984 年以來,美國混凝土學會(ACI) 通過其第548 委員會頒布了《混凝土中的聚合物》,又通過其第548D 分委員會頒布了《硫磺混凝土》等技術規程,已經制訂了使用硫磺混凝土( SC) 的指導原則。美國材料試驗學會(ASTM) 的第C03 委員會頒布了《抗化學的非金屬材料》,并正在制訂硫磺混凝土的施工規范。對于這個課題,目前國外已經有了五個標準的試驗方法和規程。
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