CN105819808A - 石膏模盒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种石膏模盒，由以下重量份数的原料组成：无水氟石膏：35-75份、建筑石膏：15-20份、中和剂：3-5份、激发剂：2-5份、粉煤灰：2-4份、速凝剂：0.5-4.5份、发泡剂：0.05-1份以及水：35-55份。制备方法为：(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；(3)搅拌；(4)成型；(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。该石膏模盒能够加速二水氟石膏凝结硬化成胶结晶体，时间大大缩短，满足其用于石膏模盒生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种石膏模盒及其制备方法。
背景技术
石膏模盒是一种新型、轻质、环保的无梁楼板空腹材料，将其埋于现浇混凝土楼板内，使其成为空腹楼板，构造出高承载力、高性能的复合楼板，不仅大量节省钢筋混凝土材料，而且将石膏的优良特性保留于楼板。它的技术合理性、结构均匀性、材料节约性、安全环保性、节能降耗性都处于国内领先地位。产品在公共建筑商场、广场、高层住宅、大跨度无梁楼板等建筑体系中得到广泛应用。由于石膏模盒保持石膏的特性，具有呼吸功能，具备保温、节能、隔音、防火、无毒、环保、轻质、高强、防振和可再生利用等优势，被国际国内堪称为绿色建筑材料，是我国建筑节能和建筑技术创新重点推广的新型建筑材料。
氟石膏由于酸性较大(PH3-5，有的甚至达到了2)，对生态环境有很强的影响。国家明令规定氟石膏废碴产生的企业刚产生的氟石膏必须立即处理，据统计，国内年产出氟石膏1600万吨。刚产生的氟石膏为无水氟石膏，传统工艺只能将其用作水泥缓凝剂，附加值低，而无法用于其它用途。将氟石膏用于生产石膏模盒，存在以下难点：传统工艺需要先将刚产生的氟石膏选地陈化，让无水氟石膏与水反应生成二水氟石膏，但是陈化时间需要三个月，然后让二水的石膏煅烧变成半水石膏与水反应后生产一系列的石膏制品。
发明内容
为解决现有氟石膏不能用于模盒生产的问题，本发明提出一种石膏模盒及其制备方法，通过添加激发剂、粉煤灰等助剂，加速二水氟石膏凝结硬化成胶结晶体，时间大大缩短，满足其用于石膏模盒生产的要求。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料组成：
无水氟石膏：35-75份、建筑石膏：15-20份、中和剂：3-5份、激发剂：2-5份、粉煤灰：2-4份、速凝剂：0.5-4.5份、发泡剂：0.05-1份以及水：35-55份。
进一步，所述激发剂选自生石灰、矿渣和水泥中的一种或者多种。
进一步，所述中和剂为氢氧化钙。
进一步，所述无水氟石膏无需在饱水的情况下堆放三个月以上，再通过煅烧获得建筑石膏等加工步骤即可直接生产。
进一步，所述速凝剂是主要成份为铝氧熟料经磨细而制成，所述铝氧熟料由铝矾土、纯碱、生石灰按比例烧制成。
进一步，所述发泡剂由阴离子表面活性剂和稳泡剂配制而成。
上述石膏模盒的制备方法，包括以下步骤：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品；
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
本发明有益效果：
1)二水氟石膏晶体在低过饱和度下生长，生长速度必然缓慢，宏观上表现为水化程度低，晶体颗粒粗大且强度低，自然状态下完全陈化需要三个月以上时间。通过向无水氟石膏中添加激发剂和粉煤灰作用，缩短结晶时间。首先是激发剂的水化反应，然后是激发剂水化过程释放的Ca(OH)2与粉煤灰玻璃体活性成分发生反应，生成了水化硅酸钙和水化铝酸钙，减少了激发剂水化时生成的Ca(OH)2含量，进而又加速激发剂的水化。前后两种反应相互制约又互为条件，加快了氟石膏的水化，本发明的石膏模盒初凝时间3分钟左右，终凝时间15分钟左右。
2)以生石灰、矿渣和水泥为激发剂，主要成分有氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙组成。这些成分与水接触时，立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物。氧化钙水化生成氢氧化钙晶体，硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体，硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体，铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体，石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体(钙矾石)。
3)粉煤灰中活性成分有二氧化硅和三氧化二铝,以玻璃体形式存在。粉煤灰中活性成分与水发生水化作用，生成新的水化产物。粉煤灰中SiO2与Ca(OH)2化合生成水化硅酸钙凝胶(CSH胶体)。粉煤灰中A1203与Ca(OH)2化合生成水化铝酸钙凝胶(CSH胶体)。在石膏存在时，进而生成稳定的钙矾石。在微观上“火山灰效应”的产物钙矾石、水化硅酸钙凝胶(CSH胶体)、水化铝酸钙凝胶(CSH胶体)等不断形成，料浆中的水分子由于参加反应成为结合水而逐渐减少，水化产物在溶液中浓度增加达到过饱和状态，析出微小的晶体，微晶与凝聚的胶体逐渐形成失去流动性的凝聚状态,最终凝结硬化。硬化体是以二水石膏晶体为结构骨架,强度主要依赖于二水石膏晶体间的交叉连接。针状钙矾石晶体与纤维状水化硅酸钙凝胶致密地分布在二水石膏晶体周围。粉煤灰中未完全水化的成分主要是过量的二氧化硅晶体颗粒,以微集料形式填充于空隙中,对组织起致密作用。
4)我们采取了“发泡”工艺，使氟石膏砌块含有更多的微孔，以减小氟石膏模盒自重，比重降到700㎏/m3以下满足石膏模盒对重量的要求。
具体实施方式
实施例1
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：35份、建筑石膏：15份、中和剂：3份、激发剂：3份、粉煤灰：2份、速凝剂：0.5份、发泡剂：0.05份以及水：41.45份；其中，激发剂为生石灰、矿渣和水泥，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为15min，终凝结时间为30min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为2.87Mpa，2h重量为438.6Kg。
实施例2
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：75份、建筑石膏：18份、中和剂：5份、激发剂：2.5份、粉煤灰：3份、发泡剂：0.1份、速凝剂0.5份以及水：35份；其中，激发剂为生石灰和矿渣，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为12min，终凝结时间为17min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为3.28Mpa，2h重量为451.26Kg。
实施例3
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：72份、建筑石膏：20份、中和剂：5份、激发剂：3份、粉煤灰：3份、发泡剂：0.1份、速凝剂2份以及水：36份；其中，激发剂为生石灰和水泥，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为5min，终凝结时间为10min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为3.03Mpa，2h重量为479.64Kg。
实施例4
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：40份、建筑石膏：18份、中和剂：4份、激发剂：3.5份、粉煤灰：3份、发泡剂：0.5份、速凝剂4份以及水：55份；其中，激发剂为生石灰和矿渣，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为9min，终凝结时间为15min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为3.13Mpa，2h重量为440.52Kg。
实施例5
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：70份、建筑石膏：18份、中和剂：4份、激发剂：4份、粉煤灰：4份、发泡剂：0.8份、速凝剂4.5份以及水：35份；其中，激发剂为生石灰和矿渣，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为3min，终凝结时间为5min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为2.56Mpa，2h重量为438.64Kg。
实施例6
一种石膏模盒，由以下重量份数的原料：
无水氟石膏：70份、建筑石膏：18份、中和剂：5份、激发剂：5份、粉煤灰：4份、发泡剂：1份、速凝剂2.5份以及水：30份；其中，激发剂为生石灰和矿渣，中和剂为氢氧化钙。
上述石膏模盒的制备方法：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品，初凝结时间为7min，终凝结时间为13min。
(5)码垛、养护：将成品进行码垛，并自然养护；
(6)总检：总监并筛选出不合格产品，将合格产品入库，待售。
将石膏模盒成品根据《建筑石膏》(GB/T9776-2008)测定其2h抗折强度为2.34Mpa，2h重量为432.71Kg。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种石膏模盒，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：
无水氟石膏：35-75份、建筑石膏：15-20份、中和剂：3-5份、激发剂：2-5份、粉煤灰：2-4份、速凝剂：0.5-4.5份、发泡剂：0.05-1份以及水：35-55份。
2.根据权利要求1所述的石膏模盒，其特征在于，所述激发剂选自生石灰、矿渣和水泥中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的石膏模盒，其特征在于，所述中和剂为氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的石膏模盒，其特征在于，所述速凝剂是主要成分为铝氧熟料经磨细而制成。
5.根据权利要求4所述的石膏模盒，其特征在于，所述铝氧熟料由铝矾土、纯碱、生石灰按比例烧制成。
6.根据权利要求1所述的石膏模盒，其特征在于，所述发泡剂由阴离子表面活性剂和稳泡剂配制而成。
7.如权利要求1至3任意一项所述石膏模盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)物料输送：原料分别通过输送装置自动输送到指定位置；
(2)物料计量：上述原料中各物料通过计量装置按比例自动计量；
(3)搅拌：先发泡，将计量后原料中的发泡剂加入发泡站发泡后获得泡沫；然后将计量后其他原料输送至搅拌站搅拌，在搅拌同时加入泡沫一同搅拌；充分搅拌后获得均匀混合的蜂窝状泡沫浆料；
(4)成型：将浆料循环注入石膏模盒成型装备中，待石膏料浆初凝后打开模具，获得石膏模盒成品。
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