一種磷石膏基面層粉刷石膏材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磷石膏基面層粉刷石膏材料，其組分及重量份含量包括：改性磷建筑石膏100份、雙飛粉5－6份、水泥10－12份、膠粉1.5－2.0份、纖維0.6－0.8份、緩凝劑0.15－0.25份、減水劑0.6－0.8份、羥丙基甲基纖維素0.08－0.12份。該方法制備工藝簡單，成本低，所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料符合JC/T517-2004粉刷石膏標準，有效減少掉粉、脫落與開裂現(xiàn)象，實現(xiàn)了磷石膏資源化。
【專利說明】—種磷石膏基面層粉刷石膏材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磷石膏基面層粉刷石膏材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中排出的以硫酸鈣為主要成分的固體廢棄物，常以二水硫酸鈣的形式存在，每生產(chǎn)I噸P2O5約排放4.5 — 5.5噸磷石膏。據(jù)統(tǒng)計2011年，我國磷石膏的排放量接近7千萬噸，而且每年排放量快速增長，累計堆放量已經(jīng)超過3億噸。廢棄磷石膏不僅占用大量的土地，而且對周圍的土壤、植被、水系造成了嚴重的污染。2006年國家環(huán)保局將磷石膏列為危險固體廢棄物，大量廢棄磷石膏已經(jīng)成為嚴重制約磷化工可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的世界難題，而目前僅有少量磷石膏用作水泥添加劑，有效的解決磷石膏資源化的問題已迫在眉睫。
[0003]磷石膏的一個重要應用是預先無害化處理，清除雜質(zhì)和有害物質(zhì)后添加合適的外加劑用作粉刷石膏，粉刷石膏是近年來國內(nèi)外大力提倡的低能耗墻體抹灰材料。與石灰砂漿和水泥砂漿相比，粉刷石膏對人體親和，能耗低，保水性好，粘結(jié)力強，不會出現(xiàn)開裂、起鼓、脫落的問題。利用磷石膏配制粉刷石膏，不僅變廢為寶，節(jié)能減排，而且能夠降低建筑成本。
[0004]磷石膏中所含二水石膏屬于氣硬性材料，耐水性能差，應用范圍有限，因此生產(chǎn)中一般將磷石膏先煅燒成半水石膏或無水石膏，然后摻入調(diào)節(jié)凝結(jié)時間和保水性的外加劑而成。中國專利02111055.7提供了一種粉刷石膏的制造方法，以化工廢石膏如磷石膏、鹽石膏、排煙脫硫石膏、檸檬酸石膏和蘇打石膏等為原料，在濕態(tài)下預先拌入調(diào)節(jié)凝結(jié)時間的緩凝劑和提高保水性的外加劑，然后在100 - 180°C溫度下燒成，再經(jīng)過研磨即制成粉刷石膏。這種方法改變了外加劑摻入方法，但需要添加價格較高的緩凝劑。
[0005]中國專利200910103072公開了一種磷石膏基粉刷石膏，采用灰鈣粉、緩凝劑、復合保水劑和乙烯-醋酸乙烯共聚乳膠粉對磷石膏基建筑石膏進行改性，制備出保水性好、凝結(jié)時間適宜、抗裂性優(yōu)異且成本較低的粉刷石膏。該粉刷石膏采用直接煅燒磷石膏得到的磷建筑石膏為原料，所得粉刷石膏強度較低，缺陷較多，僅適用于建筑物墻體粉刷抹灰層。
[0006]粉刷石膏按用途分為面層粉刷石膏、底層粉刷石膏和保溫層粉刷石膏三類。其中面層粉刷石膏通常不含集料，具有較高的強度，用于粉刷石膏或其它基底上的最外一層抹灰材料。建筑上對面層粉刷石膏要求初凝時間> 60min，終凝時間< 8h，可操作時間≥30min，保水率≥90%，抗折強度≥3.0MPa，抗壓強度≥6.0MPa，剪切粘結(jié)強度≥0.4MPa，體積密度< 500kg/m3。面層粉刷石膏用量非常大，但目前還沒有利用磷石膏制備出專門適用于面層粉刷石膏的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種磷石膏基面層粉刷石膏材料及其制備方法，工藝簡單，所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料能夠符合JC/T517-2004粉刷石膏標準，有效減少掉粉、脫落與開裂現(xiàn)象，實現(xiàn)了磷石膏資源化。
[0008]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該磷石膏基面層粉刷石膏材料的組分及重量份含量包括:改性磷建筑石膏100份、雙飛粉5 - 6份、水泥10 - 12份、膠粉1.5 -2.0份、纖維0.6 — 0.8份、緩凝劑0.15 - 0.25份、減水劑0.6 — 0.8份、保水劑0.08 一0.12 份。
[0009]優(yōu)選的是，所述改性磷建筑石膏為磷石膏與粉煤灰、電石渣和助磨劑按質(zhì)量比100:10 -15:7-9:0.3-0.6置于球磨機中磨成細粉，所述助磨劑為三乙醇胺、聚合醇胺、乙二醇或二乙二醇的一種或幾種，然后將細粉過80 - 100目的篩子，再在150 - 1700C煅燒2 — 3h后得到的P -半水石骨，所述P -半水石骨pH值為5 — 6, CaSO4 *1/2H20百分含量 > 90wt%o
[0010]半水石膏的細度按照GB/T1766標準進行篩選，1.0mm方孔篩篩余為0、0.2mm方孔篩篩余< 40wt%。
[0011]優(yōu)選的是，所述水泥為普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、礦渣水泥的一種或幾種按任意配比的混合物。
[0012]優(yōu)選的是，所述纖維為聚丙烯纖維，纖維長度為5 - 12mm。
[0013]優(yōu)選的是，所述減水劑為三聚氰胺類減水劑。
[0014]優(yōu)選的是，所述緩凝劑為SC型緩凝劑經(jīng)20 - 25wt%的甲醛水溶液浸泡后再干燥制得。
[0015]優(yōu)選的是，所述保水劑為甲基纖維素醚、羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚、淀粉醚和羥乙基纖維素醚中的一種或幾種按任意配比的混合物。
[0016]優(yōu)選的是，所述膠粉為乙烯和醋酸乙烯的共聚物。
[0017]優(yōu)選的是，上述磷石膏基面層粉刷石膏材料還包括滑爽劑0.03 - 0.1份，所述滑爽劑為聚醚-矽氧烷共聚物。添加滑爽劑可改進石膏材料的施工性能，也可改善粉刷后墻體的外觀。
[0018]本發(fā)明還提供上述磷石膏基面層粉刷石膏材料的制備方法，具體為:包括將上述組分置于均料機中混合攪拌，得到混合料為所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料。
[0019]優(yōu)選的是，所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料，按照料水質(zhì)量為1:0.52 - 0.58的比例混合，按照建筑石膏標準攪拌，得到粉刷石膏漿體，直接噴涂或粉刷應用。由于用作面層粉刷石膏材料，屬于抹灰材料，無需成型、操作簡單，本發(fā)明所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料可廣泛應用于建筑行業(yè)，并能有效解決廢棄磷石膏堆積產(chǎn)生的問題，具有重要的應用價值。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:使用簡易方法制備磷石膏基面層粉刷石膏材料，降低了粉刷石膏的生產(chǎn)成本，而且實現(xiàn)了廢棄磷石膏的資源化。采用水泥、纖維等組分對磷石膏進行改性，所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料性能符合JC/T517-2004粉刷石膏標準，初凝時間達60 - 75min，終凝時間達68 — 85min，抗折強度達5.0 — 7.0MPa，抗壓強度達11.0 —13.0MPa，剪切粘結(jié)強度達0.5 - 0.6MPa，可操作時間達35 — 50min，體積密度達450 —475Kg/m3，保水率達 90.2 — 93.6%?！揪唧w實施方式】
[0021]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0022]本發(fā)明實施例提供一種具有良好性能的磷石膏基面層粉刷石膏材料。本發(fā)明所用膠粉為湖州璟寶新型建材有限公司生產(chǎn)的JB-Ol型可再分散性乳膠粉，為乙烯和醋酸乙烯的共聚物。
[0023]本發(fā)明實施例所用改性磷建筑石膏為100重量份磷石膏與10重量份粉煤灰、8重量份電石渣和0.5重量份三乙醇胺置于臥式球磨機中磨成細粉，然后將細粉過80 - 100目的篩子，再在150 - 170°C煅燒2 - 3h后得到的P -半水石膏，所述P -半水石膏pH值為5 — 6，CaSO4 ? 1/2H20 百分含量為 90wt%。
[0024]實施例一
[0025]稱取改性磷建筑石膏500g (100份)，雙飛粉27.5g (5.5份)、硅酸鹽水泥55g (11份)、膠粉9.0g (1.8份)、聚丙烯纖維3.5g (0.7份，纖維長度9 一 12mm)、緩凝劑1.0g (0.2份)、三聚氰胺類減水劑3.5g (0.7份)、羥丙基甲基纖維素醚和淀粉醚的混合物0.5g (0.1份)，放入均料機均勻混合，得到磷石膏基面層粉刷石膏材料。其中改性磷建筑石膏、硅酸鹽水泥和雙飛粉細度為1.0mm方孔篩篩余為0、0.2mm方孔篩篩余< 40wt%，膠粉、三聚氰胺類減水劑、緩凝劑、羥丙基甲基纖維素醚和淀粉醚的細度為0.125mm篩余< 1.8wt%0
[0026]將上述磷石膏基面層粉刷石膏材料與305.25g水混合(水料比為0.55:1)，通過凈漿攪拌機攪拌均勻，按照JC/T517-2004粉刷石膏標準對其進行測試，測試結(jié)果見表1:
[0027]表1實施例一所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料的性能測試結(jié)果
`[0028]
\凝結(jié)時間/min力學強度/MPa可操作體積密保水率








/0/
\ 初凝時終凝時抗折強抗壓強剪切粘結(jié)時間度
間間度度強度 /min Kg/m'3
測試結(jié)果 "65X) 710 5J1L5 064^5 456.0 912標準要求 >60 <8h >3i) >fT0 >04 >30 <500 >90
與標準對比符合符合符合符合符合符合符合符合
[0029]表1中的測試結(jié)果說明本發(fā)明制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料各項性能都優(yōu)于JC/T517-2004粉刷石膏標準，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
[0030]實施例二
[0031]稱取改性磷建筑石膏500g (100份)、雙飛粉25g (5.0份)、硫鋁酸鹽水泥50g (10份)、膠粉7.5g(l.5份)、聚丙烯纖維3.0g(0.6份，纖維長度9 — 12mm)、緩凝劑0.75g(0.15份)、三聚氰胺類減水劑3.0g (0.6份)、羧甲基纖維素醚0.4g (0.08份)、聚醚-矽氧烷共聚物5g (0.1份)，放入均料機均勻混合，得到磷石膏基面層粉刷石膏材料。其中改性磷建筑石膏、硫招酸鹽水泥和雙飛粉細度為1.0mm方孔篩篩余為0、0.2mm方孔篩篩余< 40wt%,膠粉、三聚氰胺類減水劑、緩凝劑、聚醚-矽氧烷共聚物和羧甲基纖維素醚細度為0.125_篩余< 1.8wt%0
[0032]將上述磷石膏基面層粉刷石膏材料與305.25g水混合(水料比為0.55:1)，通過凈漿攪拌機攪拌均勻，按照JC/T517-2004粉刷石膏標準對其進行測試，測試結(jié)果見表1:
[0033]表2實施例二所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料的性能測試結(jié)果
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于，其組分及重量份含量包括:改性磷建筑石膏100份、雙飛粉5 — 6份、水泥10 - 12份、膠粉1.5 — 2.0份、纖維0.6 — 0.8份、緩凝劑0.15 — 0.25份、減水劑0.6 — 0.8份、保水劑0.08 — 0.12份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述改性磷建筑石骨為磷石骨與粉煤灰、電石禮:和助磨劑按質(zhì)量比100:10 — 15:7 — 9:0.3 — 0.6置于球磨機中磨成細粉，所述助磨劑為三乙醇胺、聚合醇胺、乙二醇或二乙二醇的一種或幾種，然后將細粉過80 - 100目的篩子，再在150 - 170°C煅燒2 — 3h后得到的P -半水石膏，所述@ -半水石膏pH值為5 — 6，CaSO4 ? 1/2H20百分含量≥90wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述水泥為普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、礦渣水泥的一種或幾種按任意配比的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述纖維為聚丙烯纖維，纖維長度為5— 12mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述減水劑為三聚氰胺類減水劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述緩凝劑為SC型緩凝劑經(jīng)20 - 25wt%的甲醛水溶液浸泡后再干燥制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述保水劑為甲基纖維素醚、羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚、淀粉醚和羥乙基纖維素醚中的一種或幾種按任意配比的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:所述膠粉為乙烯和醋酸乙烯的共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1一 8任一所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料，其特征在于:還包括滑爽劑0.03 - 0.1份，所述滑爽劑為聚醚-矽氧烷共聚物。
10.一種磷石膏基面層粉刷石膏材料的制備方法，其特征在于包括將權(quán)利要求1 一 9任一所述組分置于均料機中混合攪拌。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磷石膏基面層粉刷石膏材料的制備方法，其特征在于:所制備的磷石膏基面層粉刷石膏材料初凝時間為60 - 75min，終凝時間為68 — 85min，抗折強度5.0 — 7.0MPa，抗壓強度11.0 — 13.0MPa，剪切粘結(jié)強度0.5 — 0.6MPa，可操作時間`35 - 50min，體積密度 450 — 475Kg/m3，保水率 90.2 — 93.6%。
【文檔編號】C04B28/14GK103496934SQ201310430078
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】馬保國, 李玉博, 盧斯文, 郅真真, 蘇英, 蹇守衛(wèi) 申請人:武漢理工大學