CN105330244A - 一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法，将10％-20％页岩陶粒放入水中预湿35-50min；将6％-10％二水磷石膏、50％-70％磷渣粉与5％-15％粉煤灰、陶粒按质量分数混合匀，混合物与4％-8％碱性激发剂、0.8％-1.5％减水剂、0.1％-0.2％保水剂加水，水料比0.33～0.38，均料机中混合搅拌制浆，得磷基高流态轻质保温墙体材料。材料坍落度≥270mm，扩展度≥650mm，初凝时间≥45min，终凝时间≤240min，墙体材料干密度≤1000kg/m3，28天抗压强度≥5MPa，导热系数≤0.23W/(m·K)。采用现场浇筑成型，施工速度快。可用于填充内、外墙。

Description

一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法
技术领域
本发明涉及属于建筑材料领域，具体涉及一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法。
背景技术
在磷化工快速发展过程中，大量固体废弃物----二水磷石膏、磷渣的排放已成为磷化工持续发展的瓶颈问题。据统计，我国磷石膏累计堆积已超3亿吨，2012年排放磷石膏约7000万吨，磷渣年排放量也在1000万吨左右。与磷化工产业规模逐年增大相比，其固体废弃物的综合利用率仍然很低。2013年国家发改委提出，到2015年底，磷石膏综合利用率必须达到30％；但目前我国磷石膏利用率仅20％左右，大部分磷固废只能露天堆存，不仅占用大量土地，而且由于固废中的磷、氟、有机物等可溶性杂质溶出，对土壤、水系造成严重污染。
在建筑材料领域，绿色节能建筑材料越来越得到人们的青睐。轻质保温墙体材料的出现能大大降低建筑能耗。我国现有的轻质保温墙体材料主要可分为混凝土砌块、保温板材、现浇轻质保温墙体等。中国专利CN103539419A公开了一种磷石膏基墙体材料，需要把二水石膏煅烧为半水石膏，再使半水石膏水化生成二水石膏产生强度,属于轻质现浇墙体材料。其优点在于利用大量的固体废弃物，缺点是二水石膏煅烧过程能耗较高，所制得的墙体软化系数较低。中国专利CN102704613A公开一种轻质保温墙体材料，用聚苯颗粒和陶粒作为集料加入混凝土中以达到轻质保温的效果，但是其利废率不高，养护条件较为苛刻,引入的孔洞难以控制均匀，影响墙体耐久性。
在磷化工固体废弃物利用方面，CN103922686A公开了一种磷石膏废塑料矿渣墙体材料及其制备方法，材料由磷石膏16～45％、废塑料颗粒3～26％、矿渣粉15～40％、骨料10～50％、改性剂10～26％、固结剂3～15％。将磷石膏和改性剂均干燥处理至水分质量百分含量小于5％，并分别研磨成细度为100目的粉料；将磷石膏粉料、废塑料颗粒、矿渣粉、骨料、改性剂粉料和固结剂混合配料并搅拌混匀，然后压制成砖坯，最后在压力为0.5～1.5MPa的条件下用饱和蒸汽养护7～8小时，即得磷石膏废塑料矿渣墙体材料。CN103588451A公开了一种磷渣-磷尾矿泡沫混凝土砌块及其制备方法，由基料、外加剂、水和泡沫制备而成，所述基料各组分的质量百分比为：磷尾矿45％～62％，磷渣20％～37％，石灰10％～18％，水泥8％～10％，采用外加泡沫的方式生产磷渣-磷尾矿泡沫混凝土砌块。
用这两种方法制得的墙体材料强度和利废率虽然都得到提高，但存在砌块吸水量大、吸水导湿速度慢等问题，施工后期仍需进行表面抹灰处理，施工效率不高，工人劳动强度较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种可提高磷固废的综合利用率，材料流动性、轻质性和保温性好，低成本、低能耗，生产成本低，施工速度快的磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法。
本发明目的的实现方式为，一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法，
所用原料按重量百分数计为：磷渣粉：50％-70％、二水磷石膏：6％-10％、粉煤灰：5％-15％、碱性激发剂：4％-8％、陶粒：10％-20％、减水剂：0.8％-1.5％、保水剂0.1％-0.2％；
将页岩陶粒放入水中预湿35-50min；将二水磷石膏、磷渣粉与粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与碱性激发剂、减水剂、保水剂加水，水料比为0.33-0.38，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料；
所述的碱性激发剂为硅酸钠或氢氧化钠；
所述的减水剂为三聚氰胺减水剂或聚羧酸减水剂；
所述的保水剂为羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或淀粉醚。
本发明制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间≥45min，终凝时间≤240min，坍落度≥270mm，扩展度≥650mm，30min坍落度保留值245m，扩展度保留值≥550mm，墙体材料干密度≤1000kg/m3，28天干抗压强度为≥5MPa，导热系数为≤0.23W/(m·K),利废率≥75％。
本发明通过碱性激发剂对磷渣粉进行活性激发，并结合免煅烧二水磷石膏制备磷基复合胶凝材料；加入陶粒充当轻质粗骨料，通过粉煤灰与减水剂、保水剂改善磷基胶凝材料的流变性能，形成一种低成本、低能耗的新型磷基高流态轻质保温墙体材料。制得的高流态轻质保温墙体材料具有良好的流动性、轻质性和保温性，可通过相关施工装备，实现墙体的一体化浇注成型；不仅可提高磷化工固体废弃物的综合利用率，减少磷化工固体废弃物堆存带来的环境污染，促进磷化工可持续发展；同时可解决传统砌块加抹灰的墙体易出现热桥效应、施工工艺繁琐以及水泥基墙体材料制备能耗高、易收缩开裂的问题。生产成本比传统砌块加抹灰的墙体降低10％以上，施工速度提高20％以上。可广泛应用于商业、民用建筑框架结构填充内墙与外墙。
具体实施方式
本发明将10％-20％页岩陶粒放入水中预湿45min；将6％-10％二水磷石膏、50％-70％磷渣粉与5％-15％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与4％-8％碱性激发剂、0.8％-1.5％减水剂、0.1％-0.2％保水剂加水，水料比为0.33～0.38，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
下面结合实施例进一步说明本发明，但实施例不应视作对本发明权利的限定(无任何意义，建议删)。
实施例1：将10％页岩陶粒放入水中预湿45min；将8％二水磷石膏、65％磷渣粉与10％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与6％氢氧化钠、0.9％三聚氰胺、0.1％羟丙基甲基纤维素醚按水料比0.38加水，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间为80min，终凝时间为130min，坍落度275mm，扩展度650mm，30min坍落度保留值245mm，扩展度保留值550mm。硬化后墙体密度为938kg/m3，28天抗压强度为7.6MPa，导热系数为0.19W/(m·K)。
实施例2：将15％页岩陶粒放入水中预湿45min；将6％二水磷石膏、55％磷渣粉与15％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与8％硅酸钠、0.8％聚羧酸减水剂、0.2％羟丙基甲基纤维素醚按水料比0.35加水，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间为75min，终凝时间为120min，坍落度280mm，扩展度650mm，30min坍落度保留值250mm，扩展度保留值550mm。硬化后墙体密度为912kg/m3，28天抗压强度为6.8MPa，导热系数为0.16W/(m·K)。
实施例3：将10％页岩陶粒放入水中预湿35min；将8％二水磷石膏、70％渣粉与5％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与6％氢氧化钠、0.9％聚羧酸减水剂、0.1％淀粉醚按水料比0.38加水，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间为90min，终凝时间为145min，坍落度270mm，扩展度650mm，30min坍落度保留值240mm，扩展度保留值550mm。硬化后墙体密度为965kg/m3，28天抗压强度为9.1MPa，导热系数为0.22W/(m·K)。
实施例4：将20％页岩陶粒放入水中预湿50min；将8％二水磷石膏、50％磷渣粉与15％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与6％硅酸钠、0.9％聚羧酸减水剂、0.1％羟丙基甲基纤维素醚按水料比0.35加水，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间为60min，终凝时间为110min，坍落度280mm，扩展度680mm，30min坍落度保留值260mm，扩展度保留值580mm。硬化后墙体密度为896kg/m3，28天抗压强度为6.1MPa，导热系数为0.15W/(m·K)。
实施例5：将10％页岩陶粒放入水中预湿45min；将10％二水磷石膏、59.4％磷渣粉与15％粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与4％氢氧化钠、1.5％三聚氰胺、0.1％羧甲基纤维素醚按水料比0.33加水，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料。
制得的高流态轻质保温墙体材料初凝时间为70min，终凝时间为120min，坍落度275mm，扩展度660mm，30min坍落度保留值245m，扩展度保留值560mm。硬化后墙体密度为947kg/m3，28天抗压强度为8.3MPa，导热系数为0.20W/(m·K)。

Claims (5)

1.一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所用原料按重量百分数计为：磷渣粉：50％-70％、二水磷石膏：6％-10％、粉煤灰：5％-15％、碱性激发剂：4％-8％、陶粒：10％-20％、减水剂：0.8％-1.5％、保水剂0.1％-0.2％；
将页岩陶粒放入水中预湿35-50min；将二水磷石膏、磷渣粉与粉煤灰、陶粒按质量分数混合均匀，混合物与碱性激发剂、减水剂、保水剂加水，水料比为0.33-0.38，均料机中混合搅拌制浆，制得磷基高流态轻质保温墙体材料；
所述的碱性激发剂为硅酸钠或氢氧化钠；
所述的减水剂为三聚氰胺减水剂或聚羧酸减水剂；
所述的保水剂为羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或淀粉醚。
2.根据权利要求1所述的一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法，其特征在于：所述磷渣粉由磷化工电炉法制备黄磷时的工业废渣经粉磨、筛分制得，其质量系数K值≥1.1，比表面积≥350m2/kg，P2O5含量≤3.5％，氯离子含量≤0.06％。
3.根据权利要求1所述的一种磷基高流态轻质保温墙体材料的制备方法其特征在于：所述的二水磷石膏中可溶性磷质量分数≤0.8％，可溶性氟质量分数≤0.5％。
4.根据权利要求1所述的磷基高流态轻质保温墙体材料，其特征在于：所述的陶粒为粉煤灰陶粒或页岩陶粒，其粒径在5mm-19mm之间，堆积密度小于900kg/m3，其含泥量应＜3.0％。
5.根据权利要求1所述的磷基高流态轻质保温墙体材料，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。
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