高强度硫磺砂浆的性能、配制及应用
9页1、摘要:通过工程实例,叙述了高强度硫磺砂浆的性能、配制及应用。关键词:硫磺砂浆 配制 应用高强度硫磺砂浆是指硫磺加热到一定温度时,将石英砂及石英粉按一定比例配合,形成的一种新型 热塑性材料。它具有及其优异的性能,在土木工程领域,有着广泛的应用前景。1.0 硫磺砂浆的组份1.1 硫磺硫磺是硫磺砂浆的胶粘剂,通常的硫磺分为纯硫磺和改性硫磺。纯硫磺在常温下为淡黄色固体,比重2.07,熔点112.8C,沸点为444.6C,在不同的温度下,将形 成不同的同素异形体和三态。固态的斜方硫加温至95.5C形成固态单斜硫,加温至119.25C,形成液 态黄色硫,加温至160C形成褐色液态硫,加温至444.6C,形成气态硫,加温至1000C,形成气态 硫蒸气。熔融的硫磺,其粘度变化较为复杂。粘度与其温度的变化情况见表1:当温度为115C时,粘度为0. 0125Pa.s; 160度时为0.0066Pa.s; 165C时其粘度增加1000倍以上;198.8C时,其粘度高达90Pa.s, 增加10000倍以上。因此硫磺在施工过程中温度应介于115160C之间,易于操作施工。硫磺的强度 随温度的不同而变化,在204
2、0C时其强度最大。表 1 硫磺温度与粘度变化情况温度/c粘度/Pa.s1150.0125160 0.0066165 6.7198.8 90纯硫磺在熔融、冷却、凝固过程中,由于晶格变化,当从单斜硫转变为斜方硫时,体积缩小,形成 收缩应力。是硫磺的耐热稳定性及其他特性(如粘度、强度、抗冲击强度等)大为降低。在冷热交替 及干燥环境中结构极易破坏。为了防止和减少单斜硫转变为斜方硫,在硫磺中加入少量的聚硫橡胶(为 硫磺用量的 1.7%3.3%左右)形成硫磺胶泥,它的耐热稳定性、粘结强度及其冲击性能均有大幅度提 高(见表2),硫的工程特性见表 3。表 2 聚硫橡胶对硫磺胶泥性能的影响配合比急冷急热残余抗拉强度(MPa)与瓷板粘结强度(MPa)抗冲击强度(MPa)30天收缩率()硫磺:石英粉 0.350.320.0680.16560: 40硫磺:石英粉2.851.430.5740.105:聚硫橡胶58.5: 40: 1.5表 3 硫的工程特性性质数值弹性模量13.9x10 3 MPa显微硬度716MPa抗弯强度68MPa抗压强度2530MPa热膨胀系数55xlO-6/C导热系数0.27W/(m。C)
3、硫是可燃材料,在有氧的条件下燃烧成SO2,易发生火灾,又放出刺激气味,不利于大量用于民用 或工业建筑上。为了弥补这些不足,已研究的缓凝剂有苯乙烯、顺丁烯二酸、三甲苯磷酸盐、有机磷 酸盐及溴酸盐、不饱和碳水化合物等。硫磺砂浆所用的硫磺选用工业粉状硫磺或块状硫,要求纯度高、杂质少、水份少、含量应不少于 9 8%、水分小于1%,否则熬制时间长,影响硫磺砂浆的性质。1.2石英粉在硫磺砂浆中,掺入一定量的耐酸粉料石英粉,可以提高硫磺的耐酸性,增加强度,改善其他性质, 如可燃性等,减少体积收缩。质量要求:耐酸率不小于95%,细度要求通过0.16mm筛孔筛余率不大于5%;通过0.08mm筛孔筛 余率为10%30%;含水率不大于0.5%,使用前必须烘干。1.3 石英砂要求耐酸率不抵于94%,含水率小于0.5%,含泥量不大于1%, 1mm筛孔筛余量不大于5%,使用前需烘干脱水。2.0 硫磺砂浆的性能2.1 强度硫磺砂浆在不到一天的时间内,就可达到 100%的抗拉强度,其主要原因是因为硫磺的硬化是冷却 时的固化过程和普通混凝土的水化硬化有本质的区别。三种不同的配合比所所形成的硫磺砂浆的力学 性能见表 4。
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