CN104788034B - 一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法，将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比50～100：50～100：20～40：30～60：100～150：2～5均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂。本发明的效益在于：可以实现在不同时间，长时间的膨胀。此外，此膨胀剂中含有多种膨胀组分，膨胀能高。综合作用下，可以实现高能长效膨胀。具体性能如下表所示，由结果可知，该膨胀剂膨胀率高，对混凝土强度影响小，并且以本发明膨胀剂掺量3.5％为例，其90d和180d的限制膨胀率分别为1.20％和1.21％，说明具有长期的体积稳定性能。

Description

一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法。
背景技术
长期以来我国企业大多采用堆存法处理磷石膏，综合利用率不到10％。该法不仅大量占用土地，且易造成环境污染，特别是临近江、河、湖、海等环境敏感地区的企业，环保压力更大。因此，如何做好磷石膏的综合利用和无害化处理，已成为我国磷肥工业能否实现可持续发展的关键。
国内外关于磷石膏在建筑材料领域的应用方面开展了大量的研究工作，主要集中在用于水泥生产的缓凝剂、石膏砌块、纸面石膏板、石膏干粉砂浆等。但是，磷石膏中杂质多(氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐等)、不同矿产生产磷石膏杂质差异大，其所富含的杂质不但是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素，更是造成磷石膏利用中预处理工艺复杂、制品性能差等问题，限制了磷石膏的大规模的应用，因此在磷石膏的预处理工艺及利用方式方面亟待深入地研究和探索。
发明内容
本发明提供一种磷石膏基高效长效膨胀剂的制备方法，可为扩大磷石膏的应用范围，实现磷石膏的高附加值资源化利用提供关键材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法，其特征在于将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比50～100：50～100：20～40：30～60：100～150：2～5均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂。
按上述方案，所述的无水磷石膏和可溶性磷石膏的制备方法包括有以下步骤：
a、将磷石膏，氧化钙，水按照质量比1：3：2混合，静置24h，制成磷石膏泥膏；b、将磷石膏泥膏置于170℃高温炉，保温3-4h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为250～300m2/kg细度，制得无水磷石膏；c、将磷石膏泥膏置于370℃高温炉，保温4-5h，置于球磨机中，粉末至表面积为300～350m2/kg细度，制得可溶性磷石膏；
按上述方案，所述的轻烧氧化镁，死烧氧化镁的制备方法包括有以下步骤：
a、将氢氧化镁置于900℃高温炉，保温2-3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为280～300m2/kg细度，制得轻烧氧化镁；b、将氢氧化镁置于1450℃高温炉，保温1-2h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为450～500m2/kg细度，制得死烧氧化镁。
按上述方案，所述的偏高岭土的制备方法是：将高岭土置于700℃高温炉，保温2-3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为350～380m2/kg细度，制得偏高岭土粉末。
按上述方案，所述的氧化钙纯度＞90％，比表面积＞200m2/kg。
按上述方案，所述的氢氧化镁纯度＞95％，比表面积＞200m2/kg。
按上述方案，所述的硅酸钠纯度＞98％，比表面积＞350m2/kg。
本发明的效益在于：不同温度煅烧下，材料的活性不同，比如：无水磷石膏的溶解度较低、可溶性磷石膏溶解度高，在存在硅酸钠的条件下，与偏高凝土反应速度不同，可以实现在不同时间，长时间的膨胀。此外，此膨胀剂中含有多种膨胀组分，膨胀能高。综合作用下，可以实现高能长效膨胀。具体性能如下表所示，由结果可知，该膨胀剂膨胀率高，对混凝土强度影响小，并且以本发明膨胀剂掺量3.5％为例，其90d和180d的限制膨胀率分别为1.20％和1.21％，说明具有长期的体积稳定性能。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
(1)磷石膏的预处理及煅烧
a、将磷石膏，氧化钙，水按照质量比1：3：2混合，静置24h，制成磷石膏泥膏；
b、将磷石膏泥膏置于170℃高温炉，保温3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为250m2/kg细度，制得无水磷石膏；
c、将磷石膏泥膏置于370℃高温炉，保温4h，置于球磨机中，粉末至表面积为300m2/kg细度，制得可溶性磷石膏；
(2)氢氧化镁的煅烧
a、将氢氧化镁置于900℃高温炉，保温2h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为280m2/kg细度，制得轻烧氧化镁；
b、将氢氧化镁置于1450℃高温炉，保温1h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为450m2/kg细度，制得死烧氧化镁；
(3)高岭土的煅烧
将高岭土置于700℃高温炉，保温2-3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为350m2/kg细度，制得偏高岭土粉末；
(4)磷石膏高能长效膨胀剂制备
将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比50：50：20：30：100：2均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂；
步骤(1)所述的氧化钙纯度＞90％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(2)所述氢氧化镁纯度＞95％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(4)所述硅酸钠纯度＞98％，比表面积＞350m2/kg；
按照建材行业标准JC476-2001的要求，测试了本发明的限制膨胀率，试验结果见下表，说明本发明具有良好的体积膨胀性能，并且以膨胀剂掺量6.5％为例，其90d和180d的限制膨胀率分别为2.30％和2.31％，说明具有长期的体积稳定性能。
实施例2：
(1)磷石膏的预处理及煅烧
a、将磷石膏，氧化钙，水按照质量比1：3：2混合，静置24h，制成磷石膏泥膏；
b、将磷石膏泥膏置于170℃高温炉，保温3.2h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为270m2/kg细度，制得无水磷石膏；
c、将磷石膏泥膏置于370℃高温炉，保温4.7h，置于球磨机中，粉末至表面积为330m2/kg细度，制得可溶性磷石膏；
(2)氢氧化镁的煅烧
a、将氢氧化镁置于900℃高温炉，保温2.4h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为290m2/kg细度，制得轻烧氧化镁；
b、将氢氧化镁置于1450℃高温炉，保温1.7h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为470m2/kg细度，制得死烧氧化镁；
(3)高岭土的煅烧
将高岭土置于700℃高温炉，保温2.6h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为360m2/kg细度，制得偏高岭土粉末；
(4)磷石膏高能长效膨胀剂制备
将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比60：70：35：45:130：3均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂；
步骤(1)所述的氧化钙纯度＞90％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(2)所述氢氧化镁纯度＞95％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(4)所述硅酸钠纯度＞98％，比表面积＞350m2/kg；
按照建材行业标准JC476-2001的要求，测试了本发明的限制膨胀率，试验结果见下表，说明本发明具有良好的体积膨胀性能，并且以膨胀剂掺量6.5％为例，其90d和180d的限制膨胀率分别为2.18％和2.21％，说明具有长期的体积稳定性能。
实施例3：
(1)磷石膏的预处理及煅烧
a、将磷石膏，氧化钙，水按照质量比1：3：2混合，静置24h，制成磷石膏泥膏；
b、将磷石膏泥膏置于170℃高温炉，保温4h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为300m2/kg细度，制得无水磷石膏；
c、将磷石膏泥膏置于370℃高温炉，保温5h，置于球磨机中，粉末至表面积为350m2/kg细度，制得可溶性磷石膏；
(2)氢氧化镁的煅烧
a、将氢氧化镁置于900℃高温炉，保温3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为300m2/kg细度，制得轻烧氧化镁；
b、将氢氧化镁置于1450℃高温炉，保温2h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为500m2/kg细度，制得死烧氧化镁；
(3)高岭土的煅烧
将高岭土置于700℃高温炉，保温3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为380m2/kg细度，制得偏高岭土粉末；
(4)磷石膏高能长效膨胀剂制备
将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比100：100：40：60：150：5均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂；
步骤(1)所述的氧化钙纯度＞90％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(2)所述氢氧化镁纯度＞95％，比表面积＞200m2/kg；
步骤(4)所述硅酸钠纯度＞98％，比表面积＞350m2/kg；
按照建材行业标准JC476-2001的要求，测试了本发明的限制膨胀率，试验结果见下表，说明本发明具有良好的体积膨胀性能，并且以膨胀剂掺量6.5％为例，其90d和180d的限制膨胀率分别为2.71％和2.72％，说明具有长期的体积稳定性能。

Claims (3)

1.一种磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法，其特征在于将无水磷石膏，可溶性磷石膏，轻烧氧化镁，死烧氧化镁，偏高岭土，硅酸钠按照质量比50～100：50～100：20～40：30～60：100～150：2～5均匀混合，制得磷石膏高能长效膨胀剂；
所述的无水磷石膏和可溶性磷石膏的制备方法包括有以下步骤：
a、将磷石膏，氧化钙，水按照质量比1：3：2混合，静置24h，制成磷石膏泥膏；b、将磷石膏泥膏置于170℃高温炉，保温3-4h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为250～300m2/kg细度，制得无水磷石膏；c、将磷石膏泥膏置于370℃高温炉，保温4-5h，置于球磨机中，粉末至表面积为300～350m2/kg细度，制得可溶性磷石膏；
所述的轻烧氧化镁，死烧氧化镁的制备方法包括有以下步骤：
a、将氢氧化镁置于900℃高温炉，保温2-3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为280～300m2/kg细度，制得轻烧氧化镁；b、将氢氧化镁置于1450℃高温炉，保温1-2h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为450～500m2/kg细度，制得死烧氧化镁；
所述的偏高岭土的制备方法是：将高岭土置于700℃高温炉，保温2-3h，冷却至室温后，置于球磨机中，粉末至表面积为350～380m2/kg细度，制得偏高岭土粉末；
所述的硅酸钠纯度＞98％，比表面积＞350m2/kg。
2.按权利要求1所述的磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法，其特征在于所述的氧化钙纯度＞90％，比表面积＞200m2/kg。
3.按权利要求1所述的磷石膏基高能长效膨胀剂的制备方法，其特征在于所述的氢氧化镁纯度＞95％，比表面积＞200m2/kg。
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