CN102276196A

CN102276196A - 一种磷渣抗裂干混砂浆

Info

Publication number: CN102276196A
Application number: CN 201110133861
Authority: CN
Inventors: 霍冀川; 刘煦; 雷洪; 雷永林; 李毅
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明公开了一种磷渣抗裂干混砂浆，其特征是组分和质量百分比组成包括：20—60%水泥、5—74%磷渣、5—74%石英砂、0.01—5%纤维、以及0.01—5%外加剂。将原料组分投入混料机内、搅拌混合均匀，即制得磷渣抗裂干混砂浆。采用本发明，减少了磷渣排放对环境的污染、改善生态环境，实现了资源的有效利用，砂浆具有良好的抗裂效果，生产工艺简单，成本低廉，具有保水性好、抗硫酸盐侵蚀能力强、耐磨性好、干缩率小等特点。

Description

一种磷渣抗裂干混砂浆

技术领域

本发明属于砂浆组合物，涉及一种磷渣抗裂干混砂浆，本发明砂浆适用作建筑材料。

背景技术

随着建筑节能工作的不断深入，新型墙体材料不断涌现。在新型墙体材料的使用过程中，墙体开裂渗漏的现象非常严重。抗裂砂浆有很好的延伸性能，其主要作用是与镶嵌其间的耐碱网格布复合形成抗裂防护层，解决由于表面防护材料与保温材料热导系数不一致所产生的裂纹，使防护层砂浆具有抗裂和防水性能，消除防护层的空鼓、开裂、剥落等问题。目前，抗裂砂浆主要由硅酸盐等无机凝胶材料，短纤维、粉煤灰、硅粉、氧化镁等掺合料，以及减水剂、防水剂等多种外加剂组成。

作为磷工业的废弃物，我国磷渣资源丰富，磷渣的主要化学成份及质量百分比组成为：CaO 47—52%、SiO₂40—43%、P₂O₅ 0.8—2.5%、Al₂O₃ 2—5%、Fe₂O₃ 0.8—3.0%、F 2.5—3%；潜在矿物相为假硅灰石、枪晶石及少量的磷灰石；其结构90%左右为玻璃体，活性很低，具有碱激发的潜能。将磷渣用作干混砂浆掺合料，可以降低砂浆的水化热、弹性模量，提高砂浆极限拉伸值、后期强度、抗海水和硫酸盐侵蚀能力及抗渗能力，并能抑制砂浆的碱骨料反应等。磷渣的利用有较长的历史，主要在建材行业。特别是20世纪80年代，国家标准GB/T 6645《用于水泥中的粒化电炉磷渣》和建材行业标准JC/T 740《磷渣硅酸盐水泥》的分别出台，规范了磷渣在水泥生产及水泥成品中应用。另外磷渣粉作为混凝土掺和料在我国水电工程和工业与民用建筑中也得到了成功的应用，占全部产渣量的10%-30%。但总体来说，现有技术中磷渣的利用仍然存在利用率较低、批量利用的范围较窄、不同地区利用水平相差较大、大量废渣依然采用露天堆积等问题。磷渣的露天存放不但占用了土地，还因为雨水冲刷等原因造成了对河道及地下水资源的二次污染。因此，根据磷渣的理化特性，将其作为一种低成本的优质新型建材，研究其资源化利用问题，既可以减少环境污染、变废为宝，又便于推广应用。

现有技术中的抗裂砂浆，存在施工和易性差、粘结力低、收缩率大、用于墙体抹面易开裂等问题。

目前，我国磷渣的利用大多数都是以混合材或辅料方式加以利用，所得产品的理化指标与其它活性混合材料生产的建材还有差距。磷渣的高附加值利用领域还有待进一步探索，开发和使用磷渣抗裂干混砂浆，对降低砂浆成本、提高磷渣利用率具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，结合磷渣矿产资源丰富及纤维化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强、与水泥混凝土基本握裹力强等特点，提供一种可广泛用于民用和军事建筑、低成本、防裂抗渗能力好且易于施工的磷渣抗裂干混砂浆。

本发明的内容是：一种磷渣抗裂干混砂浆，其特征是组分和质量百分比组成包括：

20—60 %水泥、5—74 %磷渣、5—74 %石英砂、0.01—5%纤维、以及0.01—5 %外加剂。

本发明的内容中：所述水泥是普通硅酸盐水泥。

本发明的内容中：所述磷渣是电炉法生产黄磷时排出的废渣，所用磷渣可以是粒径20—70目和70—200目的一种或两种的混合物。

本发明的内容中：所述石英砂可以是粒径20—70目和70—200目砂的一种或两种的混合物。

本发明的内容中：所述纤维可以是玄武岩纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、芳纶、木质纤维、PP纤维（聚丙烯短纤维）的一种或两种以上的混合物，所述纤维的长度较好的为0.2—60 mm、直径较好的为6—70 μｍ；生产企业有：成都点石玄武岩纤维技术有限公司、常州博龙特种纤维有限公司、重庆宜筑工程纤维制造有限公司等。

本发明的内容中：所述外加剂可以是纤维素醚（为HPMC系列羟丙基甲基纤维素醚，生产企业有龙湖科技有限公司、绍兴琴诺化工科技有限公司、广州市淇盛化工有限公司等）、可再分散乳胶粉（为抹面砂浆用可再分散乳胶粉，生产企业有上海汇广建材有限公司、兰镒科技(苏州)有限公司、江西南昌豪格科技有限公司等）、减水剂（较好的为聚羧酸系高效减水剂，生产企业有山西科腾环保科技有限公司、南京同友建材科技有限公司、四川齐汇科技有限公司等）中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容中：所述磷渣的主要化学成份及质量百分比组成为：CaO 47—52%、SiO₂40—43%、P₂O₅ 0.8—2.5%、Al₂O₃ 2—5%、Fe₂O₃ 0.8—3.0%、F 2.5—3% 。

本发明磷渣抗裂干混砂浆的制备方法，主要包括以下步骤：

a、按20—60 %水泥、5—74 %磷渣、5—74 %石英砂、0.01—5%纤维、以及0.01—5 %外加剂的组分和质量百分比组成取各原料组分；

b、将原料组分投入混料机内、搅拌混合均匀，即制得磷渣抗裂干混砂浆。

本发明磷渣抗裂干混砂浆适用于建筑工程中，现场搅拌时水灰比（即水和磷渣抗裂干混砂浆的质量比例）较好的为0.25—0.4。

与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：

（1）采用本发明，磷渣主要化学成分与水泥熟料相近，不含熟料矿物，并以玻璃态为主要特征，具有碱激发的潜能，具有较高潜在活性，在水泥及混凝土中应用具有良好的前景；磷渣来自企业生产黄磷时排出的废渣，其有效利用不仅可以减少对环境的污染、改善生态环境、防止资源浪费、提高经济效益，而且可供国内同行业借鉴，具有良好的社会效益；

（2）采用本发明，纤维具有化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强、与水泥混凝土基本握裹力强等特性；在砂浆中掺入纤维能有效提高砂浆的延展性、耐磨性、抗剥离性、抗冲击性、抗疲劳性及抗冻融性能，可使砂浆早期收缩所产生的裂纹明显减少，显著提高砂浆的防裂抗渗性，同时还能起到一定的增韧作用；

（3）采用本发明，对掺磷渣的干混砂浆进行强度、抗裂、施工等性能的测试可知，含磷渣的抗裂砂浆，砂浆的性能达到最优，拓展了磷渣的应用领域；

（4）本发明以磷渣为抗裂干混砂浆的基元材料，价格相对较低，降低了工程造价，且其施工简单，具有良好的抗裂效果；本发明磷渣抗裂干混砂浆的各项性能均能达到国家相关标准要求，具有保水性好、抗硫酸盐侵蚀能力强、耐磨性好、干缩率小等特点；

（5）本发明产品制备工艺简单，本发明无需添置专用设备，容易操作，实用性强。

具体实施方式

下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1：

表1为采用20—60 %水泥、5—74 %磷渣、5—74 %石英砂、0.01—5%纤维（木质纤维和/或PP纤维）、以及0.2 %的纤维素醚及2.3 %的可再分散乳胶粉的组分和质量百分比组成制得的磷渣抗裂干混砂浆的部分抗裂性能测试结果。

表1 ：抗裂砂浆部分性能测试结果表：

Figure 2011101338613100002DEST_PATH_IMAGE002

从表1可见，本发明抗裂砂浆的各项性能均能满足标准JG158-2004中5.8关于抗裂砂浆性能指标的规定，即拉伸粘结强度≥0.7MPa, 浸水拉伸粘结强度≥0.5MPa,压折比≦3.0MPa。

实施例2：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：

20 %水泥、74 %磷渣、5 %石英砂、0.8%纤维、以及0.2 %外加剂。

该磷渣抗裂干混砂浆的制备方法，主要包括以下步骤：

a、按20 %水泥、74 %磷渣、5 %石英砂、0.8%纤维、以及0.2 %外加剂的组分和质量百分比组成取各原料组分；

本发明的磷渣抗裂干混砂浆适用于建筑工程中，现场搅拌时水灰比（即水和磷渣抗裂干混砂浆的质量比例）可以为0.25—0.4。

实施例3：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：

65 %水泥、5 %磷渣、23 %石英砂、5%纤维、以及2 %外加剂。

该磷渣抗裂干混砂浆的制备方法，主要包括以下步骤：

a、按65 %水泥、5%磷渣、23 %石英砂、5%纤维、以及2 %外加剂的组分和质量百分比组成取各原料组分；

实施例4：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：

40 %水泥、40 %磷渣、15%石英砂、2%纤维、以及3%外加剂。

该磷渣抗裂干混砂浆的制备方法，主要包括以下步骤：

a、按40 %水泥、40 %磷渣、15 %石英砂、2%纤维、以及3 %外加剂的组分和质量百分比组成取各原料组分；

实施例5—11：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：

20—60 %水泥、5—74 %磷渣、5—74 %石英砂、0.01—5%纤维、以及0.01—5 %外加剂；

各实施例中各组分的具体用量（质量百分比）见下表：

Figure 2011101338613100002DEST_PATH_IMAGE004

该磷渣抗裂干混砂浆的制备方法，主要包括以下步骤：

a、按20—60 %水泥、5—74 %磷渣、5—74 %石英砂、0.01—5%纤维、以及0.01—5 %外加剂的组分和质量百分比组成取各原料组分；各实施例中各组分的具体用量（质量百分比）见上表；

实施例12：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：1 %外加剂，该外加剂由0.1 %的纤维素醚及0.9%的可再分散乳胶粉组成；

其它同实施例6、略。

实施例13：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：2 %外加剂，该外加剂由0.5%的纤维素醚及1.5%的可再分散乳胶粉组成；

其它同实施例9、略。

实施例14：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：2.5 %外加剂，该外加剂由0.1%的纤维素醚、2%的可再分散乳胶粉和0.4%减水剂（聚羧酸系高效减水剂）组成；

其它同实施例7、略。

实施例15：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：3%外加剂，该外加剂由0.2%的纤维素醚、2%的可再分散乳胶粉和0.8%减水剂（聚羧酸系高效减水剂）组成；

其它同实施例8或实施例4、略。

实施例16：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：3.5 %外加剂，该外加剂由0.5%的纤维素醚及2.5%的可再分散乳胶粉和0.5%减水剂（聚羧酸系高效减水剂）组成；

其它同实施例11、略。

实施例17：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：4%外加剂，该外加剂由0.3%的纤维素醚、2.5%的可再分散乳胶粉和1.2%减水剂（聚羧酸系高效减水剂）组成；

其它同实施例10、略。

实施例18：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：4.5 %外加剂，该外加剂由0.4%的纤维素醚、3%的可再分散乳胶粉和1.1%减水剂（聚羧酸系高效减水剂）组成；

其它同实施例11、略。

实施例19：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：0.01—0.7 %外加剂，该外加剂为纤维素醚。

实施例20：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：0.01—5 %外加剂，该外加剂为可再分散乳胶粉。

实施例21：

一种磷渣抗裂干混砂浆，其组分和质量百分比组成包括：0.01—2 %外加剂，该外加剂为减水剂（聚羧酸系高效减水剂）。

上述实施例中：所述水泥是普通硅酸盐水泥。

上述实施例中：所述磷渣是电炉法生产黄磷时排出的废渣，所用磷渣是粒径20—70目和70—200目的一种或两种的混合物。

上述实施例中：所述石英砂是粒径20—70目和70—200目砂的一种或两种的混合物。

上述实施例中：所述纤维可以是玄武岩纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、芳纶、木质纤维、PP纤维（聚丙烯短纤维）的一种或两种以上的混合物，所述纤维的长度0.2—60 mm、直径6—70 μｍ；生产企业有：成都点石玄武岩纤维技术有限公司、常州博龙特种纤维有限公司、重庆宜筑工程纤维制造有限公司等。

上述实施例中：所述外加剂是纤维素醚（为HPMC系列羟丙基甲基纤维素醚，生产企业有龙湖科技有限公司、绍兴琴诺化工科技有限公司、广州市淇盛化工有限公司等）、可再分散乳胶粉（为抹面砂浆用可再分散乳胶粉，生产企业有上海汇广建材有限公司、兰镒科技(苏州)有限公司、江西南昌豪格科技有限公司等）、减水剂（较好的为聚羧酸系高效减水剂，生产企业有山西科腾环保科技有限公司、南京同友建材科技有限公司、四川齐汇科技有限公司等）中的一种或两种以上的混合物，均为市售产品。

上述实施例中：所述磷渣的主要化学成份及质量百分比组成为：CaO 47—52%、SiO₂40—43%、P₂O₅ 0.8—2.5%、Al₂O₃ 2—5%、Fe₂O₃ 0.8—3.0%、F 2.5—3% 。

上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分比例；所述重量份可以均是克或千克。

上述实施例中：各步骤中的工艺参数和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。

本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。

本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims

1. 一种磷渣抗裂干混砂浆，其特征是组分和质量百分比组成包括：

2.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述水泥是普通硅酸盐水泥。

3.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述磷渣是电炉法生产黄磷时排出的废渣，所用磷渣是粒径20—70目和70—200目的一种或两种的混合物。

4.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述石英砂是粒径20—70目和70—200目砂的一种或两种的混合物。

5.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述纤维是玄武岩纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、芳纶、木质纤维、PP纤维中的一种或两种以上的混合物。

6.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述外加剂是纤维素醚、可再分散乳胶粉、减水剂中的一种或两种以上的混合物。

7.按权利要求5所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述纤维的长度0.2—60 mm、直径6—70 μｍ。

8.按权利要求1所述的磷渣抗裂干混砂浆，其特征是：所述磷渣的主要化学成份及质量百分比组成为：CaO 47—52%、SiO₂40—43%、P₂O₅ 0.8—2.5%、Al₂O₃ 2—5%、Fe₂O₃ 0.8—3.0%、F 2.5—3% 。