CN104496236B - 一种胶凝材料石膏基生态水泥及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种胶凝材料石膏基生态水泥，其由石膏胶凝材料、活性掺合料、碱性激发剂制成，各组分的重量配比为：石膏胶凝材料80～95，活性掺合料8～15，碱性激发剂1～5。优点:利用本技术生产的石膏基<b>生态</b>水泥不用生料磨，也不用窑煅烧，不排放二氧化碳，主要利用各种工业废渣等固体废弃物直接粉磨生产水泥，节能减排效果极其显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强耐水胶凝材料，具体地说，涉及一种用作砌筑石膏水泥、干混石膏砂浆、粉刷石膏等石膏基生态水泥及其生产方法。
背景技术
磷石膏是磷化工业湿法生产磷酸过程中的工业副产品,每生产1吨磷酸将产生约5吨磷石膏,是化学工业中排放量最大的固体废弃物之一"，目前大部分磷石膏采用露天堆放和倾入大海两种方式处理，全世界范围内,仅有25%的磷石膏得到了循环利用,剩余的75%作为固体废弃物堆放处理，未经利用的磷石膏堆放不但占用了大量土地,而且对周边的生态环境如地下水、大气、土壤等造成严重污染，我国国内堆存的磷石膏已经超过2亿吨,磷石膏资源化利用率仅为15%,与世界平均水平尚有很大差距,因此,磷石膏的无害化处理及综合利用成为固体废物处理与资源化领域的研究热点,也是磷化工业持续发展的迫切需要，建筑石膏具有凝结硬化快、不收缩、轻质、保温、节能等特点，已广泛用作室内装修材料，但由于其强度低、耐水性能差这两大世界性难题限制了它的应用范围。
随着人们认识的提高及材料、装备技术的进步，近几年半水法磷酸工艺的应用得到了迅速发展，半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏，该半水磷石膏与天然石膏成分相近，产品质量达到国家质量监督检验检疫总局发布的GB/T23456-2009优等品要求，而且具有a型半水石膏的特性，转化后有一定胶凝性，其制品后期强度较高，克服了二水石膏粉制品强度低的缺点，极大地拓宽了该产品的应用范围。以半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏为主要原料制备的半水石膏粉,通过与活性掺合料及碱性激发剂复合,可以制备具有较高强度的磷石膏基生态水泥，该水泥突破了以往石膏材料只能作为气硬性胶凝材料的限制而具有水硬性,不但大量消耗工业废渣磷石膏,而且具有较好的性能,这对于拓宽我国磷石膏的资源化利用具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于利用半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏具有a型半水石膏的特性，提供一种生产能耗低，成本低，生态环保且兼有水硬性和气硬性胶凝材料优点的石膏基生态水泥胶凝材料。
本发明由石膏胶凝材料、活性掺合料、碱性激发剂制成，各组分的重量配比为：
石膏胶凝材料80～95，活性掺合料8～15，碱性激发剂1～5。
优选配方为石膏胶凝材料85～90，活性掺合料9～10，碱性激发剂1.2～1.5。
优选配方为石膏胶凝材料87，活性掺合料9.5，碱性激发剂1.3。
石膏胶凝材料由半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制成的半水磷石膏粉，所述碱性激发剂为生石灰，所述活性掺合料为水泥熟料。
所述半水磷石膏粉粒径为200-250目。
所述活性掺合料、碱性激发剂其粒径为200-250目。
其加工方法为:将各原料混合一并磨细成粒径为200-250目，包装即得产品。
优点:利用本技术生产的石膏基生态水泥不用生料磨，也不用窑煅烧，不排放二氧化碳，主要利用各种工业废渣等固体废弃物直接粉磨生产水泥，节能减排效果极其显著，是水泥生产工艺的革命，具有以下显著特点：
1、大量利用半水磷石膏且价格低廉，原料来源广。
2、产品凝结时间正常，安定性合格，长期强度高，耐久性好，具有较好的物理力学性能。
3、减少二氧化碳排放量，还大量利用工业废渣，变废为宝，有益于节能降耗和环境保护，并显著降低建筑物的造价。
4、很好的利用了半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏具有a型半水石膏的特性，配比简单。
具体实施方式
本发明的目的是通过下述方案实现的：其由半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制备的石膏胶凝材料、活性掺合料、碱性激发剂制成，各组分材料的重量配比为：石膏胶凝材料80～95，活性掺合料8～15，碱性激发剂1～5，优选配方为石膏胶凝材料85～90，活性掺合料9～15，碱性激发剂1.2～1.5。
生产方法：首先将半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制备成半水磷石膏粉，各原料按预定配比计量，然后将所有原料混合粉磨为粒径200-250目成品，包装即成。
本发明利用充分利用了半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏优异特性，该工艺技术是最近几年随着技术的进步及人们认识的提高才逐步推广的，该技术附产的半水磷石膏与天然石膏成分相近，产品质量达到国家质量监督检验检疫总局发布的GB/T23456-2009优等品要求，而且具有a型半水石膏的特性，转化后有一定胶凝性，其制品后期强度较高，克服了二水石膏粉制品强度低的缺点，极大地拓宽了该产品的应用范围。同时由于使用半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制备半水磷石膏粉，和二水磷石膏制备半水磷石膏粉比，大幅度降低了生产能耗低。该产品兼具有流动性好，标准稠度用水量低的特点，从而提高了石膏基复合胶凝材料硬化体的强度和软化系数。可获得比以二水磷石膏制备的石膏基胶凝材料具有更高的强度、耐水性能和良好体积稳定性，又有不同凝结固化性能的石膏基生态水泥，通过添加不同的辅助配料，以满足不同使用性能要求。主要用于生产石膏砌块、石膏墙板；普通石膏水泥，主要用作砌筑或干混砂浆、保温砂浆、石膏勾缝腻子和自流平石膏砂浆水泥等。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
原料：半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制备合格的半水磷石膏粉，活性掺合料选用硅酸盐熟料粉（525#），碱性激发剂选用生石灰粉，它们的重量配比如下表示：
| 序号 配比 | 半水磷石膏粉 | 水泥熟料粉 | 生石灰粉 | 备注 |
| 1 | 85 | 13.5 | 1.5 | |
| 2 | 86 | 12.5 | 1.5 | |
| 3 | 87 | 11.5 | 1.5 | |
| 4 | 88 | 10.5 | 1.5 | |
| 5 | 89 | 9.5 | 1.5 | |
| 6 | 90 | 8.5 | 1.5 | |
| 7 | 92 | 6.5 | 1.5 | |
| 8 | 94 | 4.5 | 1.5 | |
| 9 | 95 | 3.5 | 1.5 |
按上述配比，称取原材料，混合均匀，加水搅拌，水灰比0.35，按GB/T1346-2001测定凝结时间和安定性检验，按GB/T17671-1999测试制品强度，并测定泡水24小时的强度(计算软化系数)。
制品的物理力学性能实验结果见下表（干基）
| 序号 指标 | 初凝时间（min） | 终凝时间（min） | 抗折强度（MPa） | 抗压强度（MPa） | 软化系数 | 安定性 |
| 1 | 210 | 460 | 8.1 | 43.1 | 0.83 | 合格 |
| 2 | 200 | 430 | 8.2 | 42.0 | 0.83 | 合格 |
| 3 | 165 | 420 | 8.3 | 41.2 | 0.83 | 合格 |
| 4 | 150 | 400 | 8.0 | 40.1 | 0.84 | 合格 |
| 5 | 150 | 380 | 7.4 | 39.1 | 0.84 | 合格 |
| 6 | 145 | 360 | 7.5 | 37.8 | 0.84 | 合格 |
| 7 | 145 | 360 | 7.2 | 36.2 | 0.84 | 合格 |
| 8 | 140 | 320 | 7.0 | 35.2 | 0.83 | 合格 |
| 9 | 140 | 300 | 7.0 | 35.1 | 0.83 | 合格 |
从上表可可以看出，随着半水磷石膏粉重量配比的增加，活性掺合料的减少，初凝、终凝时间缩短，强度有所减少，软化系数均在0.83以上，达到GB/T3183-2003砌筑水泥标准，属于耐水材料。根据这一特性，该石膏基生态水泥胶凝材料完全可以用作砌筑水泥代替普通硅酸盐水泥使用，此外，还可用作粉刷石膏、保温砂浆和自流平石膏水泥等。
Claims (1)
1.一种胶凝材料石膏基生态水泥，其特征在于，其由石膏胶凝材料、活性掺合料、碱性激发剂制成，各组分的重量配比为：
石膏胶凝材料87，活性掺合料9.5，碱性激发剂1.3；石膏胶凝材料由半水法磷酸工艺副产的半水磷石膏制成的半水磷石膏粉，所述碱性激发剂为生石灰，所述活性掺合料为水泥熟料；所述半水磷石膏粉粒径为200-250目；所述活性掺合料、碱性激发剂其粒径为200-250目；其加工方法为:将各原料混合一并磨细成粒径为200-250目，包装即得产品。
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