CN103496934A - 一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磷石膏基面层粉刷石膏材料，其组分及重量份含量包括：改性磷建筑石膏100份、双飞粉5－6份、水泥10－12份、胶粉1.5－2.0份、纤维0.6－0.8份、缓凝剂0.15－0.25份、减水剂0.6－0.8份、羟丙基甲基纤维素0.08－0.12份。该方法制备工艺简单，成本低，所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料符合JC/T517-2004粉刷石膏标准，有效减少掉粉、脱落与开裂现象，实现了磷石膏资源化。

Description

一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸过程中排出的以硫酸钙为主要成分的固体废弃物，常以二水硫酸钙的形式存在，每生产1吨P₂O₅约排放4.5－5.5吨磷石膏。据统计2011年，我国磷石膏的排放量接近7千万吨，而且每年排放量快速增长，累计堆放量已经超过3亿吨。废弃磷石膏不仅占用大量的土地，而且对周围的土壤、植被、水系造成了严重的污染。2006年国家环保局将磷石膏列为危险固体废弃物，大量废弃磷石膏已经成为严重制约磷化工可持续发展和环境保护的世界难题，而目前仅有少量磷石膏用作水泥添加剂，有效的解决磷石膏资源化的问题已迫在眉睫。

磷石膏的一个重要应用是预先无害化处理，清除杂质和有害物质后添加合适的外加剂用作粉刷石膏，粉刷石膏是近年来国内外大力提倡的低能耗墙体抹灰材料。与石灰砂浆和水泥砂浆相比，粉刷石膏对人体亲和，能耗低，保水性好，粘结力强，不会出现开裂、起鼓、脱落的问题。利用磷石膏配制粉刷石膏，不仅变废为宝，节能减排，而且能够降低建筑成本。

磷石膏中所含二水石膏属于气硬性材料，耐水性能差，应用范围有限，因此生产中一般将磷石膏先煅烧成半水石膏或无水石膏，然后掺入调节凝结时间和保水性的外加剂而成。中国专利02111055.7提供了一种粉刷石膏的制造方法，以化工废石膏如磷石膏、盐石膏、排烟脱硫石膏、柠檬酸石膏和苏打石膏等为原料，在湿态下预先拌入调节凝结时间的缓凝剂和提高保水性的外加剂，然后在100－180℃温度下烧成，再经过研磨即制成粉刷石膏。这种方法改变了外加剂掺入方法，但需要添加价格较高的缓凝剂。

中国专利200910103072公开了一种磷石膏基粉刷石膏，采用灰钙粉、缓凝剂、复合保水剂和乙烯-醋酸乙烯共聚乳胶粉对磷石膏基建筑石膏进行改性，制备出保水性好、凝结时间适宜、抗裂性优异且成本较低的粉刷石膏。该粉刷石膏采用直接煅烧磷石膏得到的磷建筑石膏为原料，所得粉刷石膏强度较低，缺陷较多，仅适用于建筑物墙体粉刷抹灰层。

粉刷石膏按用途分为面层粉刷石膏、底层粉刷石膏和保温层粉刷石膏三类。其中面层粉刷石膏通常不含集料，具有较高的强度，用于粉刷石膏或其它基底上的最外一层抹灰材料。建筑上对面层粉刷石膏要求初凝时间≥60min，终凝时间≤8h，可操作时间≥30min，保水率≥90%，抗折强度≥3.0MPa，抗压强度≥6.0MPa，剪切粘结强度≥0.4MPa，体积密度≤500kg/m³。面层粉刷石膏用量非常大，但目前还没有利用磷石膏制备出专门适用于面层粉刷石膏的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法，工艺简单，所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料能够符合JC/T517-2004粉刷石膏标准，有效减少掉粉、脱落与开裂现象，实现了磷石膏资源化。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该磷石膏基面层粉刷石膏材料的组分及重量份含量包括：改性磷建筑石膏100份、双飞粉5－6份、水泥10－12份、胶粉1.5－2.0份、纤维0.6－0.8份、缓凝剂0.15－0.25份、减水剂0.6－0.8份、保水剂0.08－0.12份。

优选的是，所述改性磷建筑石膏为磷石膏与粉煤灰、电石渣和助磨剂按质量比100：10－15：7－9：0.3－0.6置于球磨机中磨成细粉，所述助磨剂为三乙醇胺、聚合醇胺、乙二醇或二乙二醇的一种或几种，然后将细粉过80－100目的筛子，再在150－170℃煅烧2－3h后得到的β-半水石膏，所述β-半水石膏pH值为5－6，CaSO₄·1/2H₂O百分含量≥90wt%。

β-半水石膏的细度按照GB/T1766标准进行筛选，1.0mm方孔筛筛余为0、0.2mm方孔筛筛余≤40wt%。

优选的是，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥的一种或几种按任意配比的混合物。

优选的是，所述纤维为聚丙烯纤维，纤维长度为5－12mm。

优选的是，所述减水剂为三聚氰胺类减水剂。

优选的是，所述缓凝剂为SC型缓凝剂经20－25wt%的甲醛水溶液浸泡后再干燥制得。

优选的是，所述保水剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、羧丙基甲基纤维素醚、淀粉醚和羟乙基纤维素醚中的一种或几种按任意配比的混合物。

优选的是，所述胶粉为乙烯和醋酸乙烯的共聚物。

优选的是，上述磷石膏基面层粉刷石膏材料还包括滑爽剂0.03－0.1份，所述滑爽剂为聚醚-矽氧烷共聚物。添加滑爽剂可改进石膏材料的施工性能，也可改善粉刷后墙体的外观。

本发明还提供上述磷石膏基面层粉刷石膏材料的制备方法，具体为：包括将上述组分置于均料机中混合搅拌，得到混合料为所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料。

优选的是，所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料，按照料水质量为1：0.52－0.58的比例混合，按照建筑石膏标准搅拌，得到粉刷石膏浆体，直接喷涂或粉刷应用。由于用作面层粉刷石膏材料，属于抹灰材料，无需成型、操作简单，本发明所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料可广泛应用于建筑行业，并能有效解决废弃磷石膏堆积产生的问题，具有重要的应用价值。

本发明的有益效果是：使用简易方法制备磷石膏基面层粉刷石膏材料，降低了粉刷石膏的生产成本，而且实现了废弃磷石膏的资源化。采用水泥、纤维等组分对磷石膏进行改性，所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料性能符合JC/T517-2004粉刷石膏标准，初凝时间达60－75min，终凝时间达68－85min，抗折强度达5.0－7.0MPa，抗压强度达11.0－13.0MPa，剪切粘结强度达0.5－0.6MPa，可操作时间达35－50min，体积密度达450－475Kg/m³，保水率达90.2－93.6%。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例提供一种具有良好性能的磷石膏基面层粉刷石膏材料。本发明所用胶粉为湖州璟宝新型建材有限公司生产的JB-01型可再分散性乳胶粉，为乙烯和醋酸乙烯的共聚物。

本发明实施例所用改性磷建筑石膏为100重量份磷石膏与10重量份粉煤灰、8重量份电石渣和0.5重量份三乙醇胺置于卧式球磨机中磨成细粉，然后将细粉过80－100目的筛子，再在150－170℃煅烧2－3h后得到的β-半水石膏，所述β-半水石膏pH值为5－6，CaSO₄·1/2H₂O百分含量为90wt%。

实施例一

称取改性磷建筑石膏500g（100份），双飞粉27.5g（5.5份）、硅酸盐水泥55g（11份）、胶粉9.0g（1.8份）、聚丙烯纤维3.5g（0.7份，纤维长度9－12mm）、缓凝剂1.0g（0.2份）、三聚氰胺类减水剂3.5g（0.7份）、羟丙基甲基纤维素醚和淀粉醚的混合物0.5g（0.1份），放入均料机均匀混合，得到磷石膏基面层粉刷石膏材料。其中改性磷建筑石膏、硅酸盐水泥和双飞粉细度为1.0mm方孔筛筛余为0、0.2mm方孔筛筛余≤40wt%，胶粉、三聚氰胺类减水剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素醚和淀粉醚的细度为0.125mm筛余≤1.8wt%。

将上述磷石膏基面层粉刷石膏材料与305.25g水混合（水料比为0.55:1），通过净浆搅拌机搅拌均匀，按照JC/T517-2004粉刷石膏标准对其进行测试，测试结果见表1：

表1实施例一所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料的性能测试结果

表1中的测试结果说明本发明制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料各项性能都优于JC/T517-2004粉刷石膏标准，适用于工业生产。

实施例二

称取改性磷建筑石膏500g（100份）、双飞粉25g（5.0份）、硫铝酸盐水泥50g（10份）、胶粉7.5g（1.5份）、聚丙烯纤维3.0g（0.6份，纤维长度9－12mm）、缓凝剂0.75g（0.15份）、三聚氰胺类减水剂3.0g（0.6份）、羧甲基纤维素醚0.4g（0.08份）、聚醚-矽氧烷共聚物5g（0.1份），放入均料机均匀混合，得到磷石膏基面层粉刷石膏材料。其中改性磷建筑石膏、硫铝酸盐水泥和双飞粉细度为1.0mm方孔筛筛余为0、0.2mm方孔筛筛余≤40wt%，胶粉、三聚氰胺类减水剂、缓凝剂、聚醚-矽氧烷共聚物和羧甲基纤维素醚细度为0.125mm筛余≤1.8wt%。

将上述磷石膏基面层粉刷石膏材料与305.25g水混合（水料比为0.55:1），通过净浆搅拌机搅拌均匀，按照JC/T517-2004粉刷石膏标准对其进行测试，测试结果见表1：

表2实施例二所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料的性能测试结果

表2中的测试结果说明本发明制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料各项性能都优于JC/T517-2004粉刷石膏标准，适用于工业生产。

实施例三

称取改性磷建筑石膏500g（100份）、双飞粉30g（6.0份）、矿渣水泥60g（12份）、胶粉10g（2.0份）、聚丙烯纤维4.0g（0.8份，纤维长度9－12mm）、缓凝剂1.25g（0.25份）、三聚氰胺类减水剂4.0g（0.8份）、羟乙基纤维素醚0.6g（0.1份）、聚醚-矽氧烷共聚物1.5g（0.03份），放入均料机均匀混合，得到磷石膏基面层粉刷石膏材料。其中改性磷建筑石膏、矿渣水泥和双飞粉细度为1.0mm方孔筛筛余为0、0.2mm方孔筛筛余≤40wt%，胶粉、三聚氰胺类减水剂、缓凝剂、聚醚-矽氧烷共聚物和羟乙基纤维素醚细度为0.125mm筛余≤1.8wt%。

将上述磷石膏基面层粉刷石膏材料与305.25g水混合（水料比为0.55:1），通过净浆搅拌机搅拌均匀，按照JC/T517-2004粉刷石膏标准对其进行测试，测试结果见表1：

表3实施例三所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料的性能测试结果

表3中的测试结果说明本发明制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料各项性能都优于JC/T517-2004粉刷石膏标准，适用于工业生产。

由以上对本发明实施例的详细描述，可以了解本发明解决了常规磷石膏资源化工艺复杂，且需要添加价格昂贵的缓凝剂带来的成本问题。并且所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料各项性能都优于JC/T517-2004粉刷石膏标准，初凝时间达60－75min，终凝时间达68－85min，抗折强度达5.0－7.0MPa，抗压强度达11.0－13.0MPa，剪切粘结强度达0.5－0.6MPa，可操作时间达35－50min，体积密度达450－475Kg/m³，保水率达90.2－93.6%。具有广阔的市场前景，适用于工业生产。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于，其组分及重量份含量包括：改性磷建筑石膏100份、双飞粉5－6份、水泥10－12份、胶粉1.5－2.0份、纤维0.6－0.8份、缓凝剂0.15－0.25份、减水剂0.6－0.8份、保水剂0.08－0.12份。

2.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述改性磷建筑石膏为磷石膏与粉煤灰、电石渣和助磨剂按质量比100：10－15：7－9：0.3－0.6置于球磨机中磨成细粉，所述助磨剂为三乙醇胺、聚合醇胺、乙二醇或二乙二醇的一种或几种，然后将细粉过80－100目的筛子，再在150－170℃煅烧2－3h后得到的β-半水石膏，所述β-半水石膏pH值为5－6，CaSO₄·1/2H₂O百分含量≥90wt%。

3.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥的一种或几种按任意配比的混合物。

4.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述纤维为聚丙烯纤维，纤维长度为5－12mm。

5.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述减水剂为三聚氰胺类减水剂。

6.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述缓凝剂为SC型缓凝剂经20－25wt%的甲醛水溶液浸泡后再干燥制得。

7.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述保水剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、羧丙基甲基纤维素醚、淀粉醚和羟乙基纤维素醚中的一种或几种按任意配比的混合物。

8.根据权利要求1所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：所述胶粉为乙烯和醋酸乙烯的共聚物。

9.根据权利要求1－8任一所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料，其特征在于：还包括滑爽剂0.03－0.1份，所述滑爽剂为聚醚-矽氧烷共聚物。

10.一种磷石膏基面层粉刷石膏材料的制备方法，其特征在于包括将权利要求1－9任一所述组分置于均料机中混合搅拌。

11.根据权利要求10所述的磷石膏基面层粉刷石膏材料的制备方法，其特征在于：所制备的磷石膏基面层粉刷石膏材料初凝时间为60－75min，终凝时间为68－85min，抗折强度5.0－7.0MPa，抗压强度11.0－13.0MPa，剪切粘结强度0.5－0.6MPa，可操作时间35－50min，体积密度450－475Kg/m³，保水率90.2－93.6%。