CN104058707A

CN104058707A - 一种耐水性石膏基墙体修补料

Info

Publication number: CN104058707A
Application number: CN201410314291.1A
Authority: CN
Inventors: 赵风清; 任晓琼; 胡倩倩; 张志国; 褚晓萌; 武亚南; 林默涵; 李配欣
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2034-07-03
Also published as: CN104058707B

Abstract

本发明涉及一种耐水性石膏基墙体修补料，包括以下重量份数比组分：脱硫建筑石膏100份、复合助剂A5.1～10.5份、锰渣粉10～20份、水泥5～10份、保水剂0.1～0.6份、减水剂0.3～0.7份；复合助剂A具有缓凝、耐水和粘接增强作用的，得到的石膏基墙体修补料操作时间合理，耐水性和粘接性好，具有良好的力学性能、施工性能。由于大量使用工业副产物和废弃物，该产品有助于减少环境污染，保护态环境。

Description

一种耐水性石膏基墙体修补料

技术领域

本发明涉及一种耐水性石膏基墙体修补料，具体为利用青霉素废菌渣、聚甲基丙烯酸羟乙酯乳液、脱硫石膏、锰渣等工业副产物或废弃物制备的一种耐水性石膏基墙体修补料。

背景技术

以前，建筑修补料大多采用水泥基的产品，存在干收缩、易产生裂纹等缺点。近年来，石膏基建筑修补产品因气体及稳定好逐渐受到人们青睐。石膏建材相比较于传统的建筑材料价格低廉、环境友好，是国内外比较推崇使用的“绿色建材”。但由于石膏普遍存在凝结硬化时间短的问题，一般十几分钟甚至几分钟就会失去流动性，不能满足建筑施工要求。通常通过加入适当的石膏缓凝剂来调节凝结时间，而且，传统常用的柠檬酸、柠檬酸钠、硼砂、多聚磷酸钠等石膏缓凝剂的缺点在于对石膏体的强度损失较大。石膏制品的另一个缺点是耐水性差。普通的办法是加入水泥等，但是效果不尽如人意。

本发明利用青霉素废菌渣中含有蛋白质这一特点，对其改性处理，发挥水解蛋白对石膏水化的缓凝作用，且强度损失较小。同时，添加磨细锰渣和羟基化聚苯微球，发挥不同物料的协同作用，提高耐水性和粘结性。

本发明中石膏采用脱硫建筑石膏。本发明产品以固体废弃物为主要原料，制备一种耐水性石膏基墙体修补料，实现了固体废弃物的资源化利用。

发明内容

本发明针对石膏基材料凝结时间短，常用缓凝剂对石膏硬化体强度损失较大以及石膏制品耐水性差等问题，提供了一种利用脱硫石膏、青霉素废菌渣、锰渣和功能性助剂为主要材料制成的耐水性墙体修补料。

本发明的技术方案包括以下重量份数比组分：脱硫建筑石膏100份、复合助剂A 5.1～10.5 份、锰渣粉10～20份、水泥5～10份、保水剂0.1～0.6份、减水剂0.3～0.7份。

本发明中所述的复合助剂A由以下方法制得：先将青霉素废菌渣经过干燥、粉磨至0.2mm方孔筛筛余不大于5%的粉末，然后，将4～18份的青霉素废菌渣粉末加入到100份pH为13～14的NaOH水溶液中，在60～80℃的搅拌条件下浸泡改性60～150min，将固液分离得到改性青霉素废菌渣滤液，经测试青霉素废菌渣的有效浸出率为15%；往一定批量的固体含量为1份的改性青霉素废菌渣滤液中加入100～250份的固含量为20%的聚甲基丙烯酸羟乙酯乳液，混合均匀后经喷雾干燥，得到固体粉末状的复合助剂A。

本发明所述的脱硫建筑石膏是由电厂湿法脱硫装置产生的脱硫石膏经过170℃干燥、脱水0.5～2h得到，然后将其粉磨至0.2mm方孔筛筛余不大于5%的粉末，放置3天后使用。

本发明所述的锰渣粉其优选的比表面积为430～480m²/kg，比表面积越大其活性越高。

本发明所述的水泥为满足《通用硅酸盐水泥GB175》的32.5及以上强度等级的水泥。

本发明所述的保水剂为粉状的羟丙基甲基纤维素(HPMC)。

本发明所述的减水剂为褐色粉末状的萘系磺酸盐减水剂，减水率10～15%。

在上述改性过程中，青霉素废菌渣粉末在碱性溶液中的百分含量越大，固液分离时的滤渣越粘稠，分离越困难；青霉素废菌渣粉末在碱性溶液中的百分含量越小，滤液中的固含量越小，干燥成本越高。因此，在改性时，应该合理控制青霉素废菌粉末的浓度。改性青霉素废菌渣滤液中含有蛋白质水解物等成分，对经低温慢烧制成的建筑石膏具有良好的缓凝作用，与普通的柠檬酸、柠檬酸钠、硼砂、多聚磷酸钠等缓凝剂相比对建筑石膏的强度影响较小，是新型的高效建筑石膏缓凝剂。聚甲基丙烯酸羟乙酯乳液，是在交联聚苯乙烯分子上接枝聚甲基丙烯酸羟乙酯得到的，具有较好的粘接性和防水性。因此，本发明中的复合助剂A具有缓凝、耐水和粘接三重作用，在调节石膏基墙体修补料凝结时间的同时，还能提高其耐水性和粘接性，是石膏基墙体材料优良的功能型助剂，用其修补后的墙体更加牢固耐用。

本发明的积极效果：本发明的耐水性石膏基墙体修补料凝结时间合理，粘接性、耐水性好，体积稳定性优良，牢固耐用，其中的锰渣粉在碱性激发和水泥的共同作用下生成水硬性的水化硅酸钙和钙矾石成分，这些耐水性组分与复合助剂A中的聚甲基丙烯酸羟乙酯组分协同作用，形成无机材料（水化硅酸钙和钙矾石）和聚合物膜结构的空间互穿网络，有效地提高了石膏制品的耐水性和粘接性。

本发明适用于室内内墙和顶棚的裂缝修补，也可用作粉刷石膏进行墙体找平，由于其具有较好的粘接性能，也可用作石膏制品粘接剂等。本发明的产品利用了大量工业副产物（脱硫石膏）和固体废弃物（青霉素废菌渣和锰渣等），生产成本较低的，具有良好的环境效益，属于环保型建筑材料。本发明实现了固体废弃物的资源化利用，变废为宝，减少固废堆填占地和对生态环境的影响。无论于国于民、还是于企业和社会都有着显著的社会效益和经济效益，符合我国节能减排和发展循环经济的需要，具有良好的推广应用前景。

具体实施方式

下面结合本发明的几个具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本发明的上述技术方案和实施例中的物料，均按重量份数计。

对比试验1：将100份的脱硫建筑石膏、0.4份的羟丙基甲基纤维素、0.5份的萘系磺酸盐减水剂按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试验参照《粉刷石膏JC/T517》进行，测试结果见表1。

对比试验2：将100份的脱硫建筑石膏、15份的锰渣粉（比表面积为453m²/kg）、7份的42.5强度等级复合硅酸盐水泥、0.4份的羟丙基甲基纤维素、0.5份的萘系磺酸盐减水剂按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试块在标准条件下养护28天，试验测试参照《粉刷石膏JC/T517》进行，试验结果见表1。

对比试验3：将100份的脱硫建筑石膏、15份的锰渣粉（比表面积为453m²/kg）、7份的42.5强度等级复合硅酸盐水泥、0.04份的柠檬酸（缓凝剂）、0.4份的羟丙基甲基纤维素、0.5份的萘系磺酸盐减水剂按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试块在标准条件下养护28天，试验测试参照《粉刷石膏JC/T517》进行，试验结果见表1。

实施例一将5份的青霉素废菌渣粉末加入到100份pH为13.0的NaOH水溶液中，在60℃条件下浸泡改性60min，改性完毕，进行固液分离得到改性青霉素废菌渣滤液；往一定批量的固体含量为1份的改性青霉素废菌渣滤液中加入250份的固含量为20%的羟基化聚苯微球乳液，混合均匀后经喷雾干燥得到复合助剂A。

将5.1份的复合助剂A、100份的脱硫建筑石膏、10份的锰渣粉（比表面积为476m²/kg）、5份的42.5强度等级普通硅酸盐水泥、0.2份的羟丙基甲基纤维素、0.3份的萘系磺酸盐减水剂等按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试块在标准条件下养护28天，试验测试参照《粉刷石膏JC/T517》进行，试验结果见表1。

实施例二将10份的青霉素废菌渣粉末加入到100份pH为13.6的NaOH水溶液中，在70℃条件下浸泡改性110min，改性完毕，进行固液分离得到改性青霉素废菌渣滤液；往一定批量的固体含量为1份的改性青霉素废菌渣滤液中加入133.3份的固含量为20%的羟基化聚苯微球乳液，混合均匀后经喷雾干燥得到复合助剂A。

将8.3份的复合助剂A、100份的脱硫建筑石膏、15份的锰渣粉（比表面积为453m²/kg）、7份的42.5强度等级复合硅酸盐水泥、0.4份的羟丙基甲基纤维素、0.5份的萘系磺酸盐减水剂等按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试块在标准条件下养护28天，试验测试参照《粉刷石膏JC/T517》进行，试验结果见表1。

实施例三将15份的青霉素废菌渣粉末加入到100份pH为14.0的NaOH水溶液中，在80℃条件下浸泡改性150min，改性完毕，进行固液分离得到改性青霉素废菌渣滤液；往一定批量的固体含量为1份的改性青霉素废菌渣滤液中加入100份的固含量为20%的羟基化聚苯微球乳液，混合均匀后经喷雾干燥得到复合助剂A。

将10.5份的复合助剂A、100份的脱硫建筑石膏、20份的锰渣粉（比表面积为433m²/kg）、10份的32.5强度等级矿渣硅酸盐水泥、0.6份的羟丙基甲基纤维素、0.7份的萘系磺酸盐减水剂等按重量份数比例混合均匀，水固比为0.6，试块在标准条件下养护28天，试验测试参照《粉刷石膏JC/T517》进行，试验结果见表1。

表1：对比试验和实施例试验测试结果

Claims

1.一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于其包括以下重量份数比组分：脱硫建筑石膏100份、复合助剂A 5.1～10.5份、锰渣粉10～20份、水泥5～10份、保水剂0.1～0.6份、减水剂0.3～0.7份。

2.根据权利要求1所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的复合助剂A是由一定批量的固体含量为1份的改性青霉素废菌渣滤液和100～250份的固含量为20%的聚甲基丙烯酸羟乙酯乳液经混合、喷雾干燥后得到的固体粉末。

3.根据权利要求2所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的改性青霉素废菌渣滤液由以下方法制得：将青霉素废菌渣经过干燥、粉磨至0.2mm方孔筛筛余不大于5%的粉末，然后，将4～18份青霉素废菌渣粉末加入到100份pH为13～14的NaOH水溶液中，在60～80℃的搅拌条件下浸泡改性60～150min，将固液分离得到改性青霉素废菌渣滤液。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的脱硫建筑石膏是由电厂湿法脱硫装置产生的脱硫石膏经过170℃干燥、脱水0.5～2h得到，然后，将其粉磨至0.2mm方孔筛筛余不大于5%的粉末，放置3天后使用。

5.根据权利要求4所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的锰渣粉其优选的比表面积为430～480m²/kg。

6.根据权利要求5所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的水泥为满足《通用硅酸盐水泥GB175》的32.5及以上强度等级的水泥。

7.根据权利要求6所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)。

8.根据权利要求7所述的一种耐水性石膏基墙体修补料，其特征在于所述的减水剂为萘系磺酸盐减水剂。