CN106316322B - 蒸压α-型石膏砖及其制作方法 - Google Patents

蒸压α-型石膏砖及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蒸压α‑型石膏砖及其制作方法，涉及建筑材料技术领域。本发明蒸压α‑型石膏砖包括以下原料：磷石膏、电石渣、粉煤灰、渣灰、骨料、减水剂，本发明解决了现有技术中蒸养石膏制品只能使用在正负零以上部位，蒸压石膏制品吸水率高的技术问题，本发明蒸压α‑型石膏砖原料磷石膏经过蒸养预处理，配合其他成分，制得的蒸压α‑型石膏砖性能好，吸水率较低，质量好，在正负零以上或以下部位都能使用，该蒸压α‑型石膏砖不易挥发有害物质，是一种环保型蒸压α‑型石膏砖。

Description

蒸压α-型石膏砖及其制作方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种蒸压α-型石膏砖及其制作方法。
背景技术
磷石膏是磷化工业中湿法生产磷酸的工业副产品，其主要成分为二水石膏(Ca2SO4·2H2O)，通常磷石膏中二水石膏为85％～95％。磷石膏在我国产生的历史较长，关于其综合开发利用的研究已有数十年历史。
目前，我国磷石膏综合利用主要有以下几种方式：1、改性处理后用作水泥缓凝剂；2、经过煅烧制成建筑石膏，进而加工成各种石膏建材；3、低温分解制硫酸联产水泥；4、利用磷石膏生产硫酸钾、硫酸铵等无机物；5、利用磷石膏用作路面基层材料，用以充填矿坑、筑路、改良土壤。
但是，磷石膏中含有磷、氟等有害杂质，露天堆存既占用大量土地，又容易对土壤和地表水造成严重污染。而且现有技术中蒸养石膏制品只能使用在正负零以上部位，蒸压石膏制品吸水率偏高。这些都阻碍了磷石膏的综合利用，使得现阶段所生产的以磷石膏为主要材料的目标产品质量难以完全保证。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术不足，本发明提供一种蒸压α-型石膏砖及其制作方法，解决了现有技术中蒸养石膏制品只能使用在正负零以上部位而且蒸压石膏制品吸水率较高的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种蒸压α-型石膏砖，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏20-40％、电石渣10-30％、粉煤灰7-20％、渣灰5-15％、骨料15-35％、减水剂1-5％。
优选的，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏22-35％、电石渣15-25％、粉煤灰10-18％、渣灰7-13％、骨料20-32％、减水剂1-4％。
优选的，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏30％、电石渣20％、粉煤灰13％、渣灰10％、骨料25％、减水剂2％。
一种蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为0.8-1.1MPa，蒸养温度为110-130℃，蒸养时间为12-18小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-10分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解2-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.0-1.2MPa饱和蒸汽、100-180℃蒸养、恒压4-9小时制得成品。
优选的，步骤S1所述新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，蒸养温度为115-125℃。
优选的，步骤S1所述新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，蒸养时间为14-16小时。
优选的，步骤S3所述搅拌过程中控制水份为14％-16％。
优选的，步骤S4所述物料送入全自动液压砖机压制，经过1.0-1.1MPa饱和蒸汽、110-150℃蒸养。
优选的，步骤S4所述物料送入全自动液压砖机压制，恒压5-7小时制得成品。
(三)有益效果
本发明提供一种蒸压α-型石膏砖及其制作方法，与现有技术相比优点在于：
本发明蒸压α-型石膏砖原料磷石膏经过蒸养预处理，磷石膏先经过1.0MPa饱和蒸汽，120℃，15h恒压蒸养处理，再通过露天放置6天。磷石膏由二水石膏变成α-型石膏，α-型石膏再配合其他成分，制得的蒸压α-型石膏砖性能好，强度高，吸水率较低，质量好，在正负零以上或以下部位都能使用，该蒸压α-型石膏砖不易挥发有害物质，是一种环保型蒸压α-型石膏砖；
本发明蒸压α-型石膏砖的制作方法中，将原料磷石膏经过低压蒸汽蒸养预处理，蒸养过的磷石膏，与其他原料混合时，可以很快的发生结合反应，蒸养预处理可以使磷石膏其中的磷、氟等杂质加快陈积，减少了蒸压石膏砖后期可能产生的危害，大大减少了成品对人体的危害，同时也减少了磷石膏处理过程中的二次污染。
本发明蒸压α-型石膏砖制造成本低，制作方法简单，可以大批量综合利用工业废渣，既保护土地资源，为建材行业提供环保、节能型无污染绿色建材产品，同时也是环境综合治理的有力措施，符合国家的建设可持续发展的循环经济战略，经济效益和社会效益显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例6制成的成品在相同原料配比不同蒸养温度下，养护一个月后的抗压强度、吸水率和抗折强度对比图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中的反应过程如下：
SiO2+Ca(OH)2＝CaSiO3+H2O
Al2O3+Ca(OH)2＝Ca(AlO2)2+H2O
2CaO+SiO2＝2CaO·SiO2
3CaO+SiO2＝3CaO·SiO2
3CaO+Al2O3＝3CaO·Al2O3
Ca2++PO4 3-＝＝Ca3(PO4)2↓
水化反应：硅酸盐颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。
硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度慢，对后期龄期砖强度的发展起重要作用。
铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。如果不控制铝酸三钙的反应速度，将产生积聚膨胀现象，造成砖开裂分层现象。
加入蒸养过磷石膏，在上述水化反应过程中吸收多余热量，同时在此基础上形成钙矾石，并且沉降混合物中的磷，更有利于提高后期成品砖强度。
实施例1：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏20％、电石渣30％、粉煤灰20％、渣灰5％、骨料20％、减水剂5％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为0.8MPa，蒸养温度为110℃，蒸养时间为12小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3分钟，搅拌过程中控制水份为14％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解2小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.0MPa饱和蒸汽、100℃蒸养、恒压4小时制得成品。
实施例2：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏22％、电石渣25％、粉煤灰18％、渣灰15％、骨料15％、减水剂5％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为0.9MPa，蒸养温度为115℃，蒸养时间为14小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为5分钟，搅拌过程中控制水份为15％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.1MPa饱和蒸汽、110℃蒸养、恒压5小时制得成品。
实施例3：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏40％、电石渣10％、粉煤灰10％、渣灰7％、骨料32％、减水剂1％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为1.1MPa，蒸养温度为130℃，蒸养时间为18小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为10分钟，搅拌过程中控制水份为16％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.2MPa饱和蒸汽、180℃蒸养、恒压9小时制得成品。
实施例4：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏35％、电石渣15％、粉煤灰7％、渣灰13％、骨料26％、减水剂4％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为1.0MPa，蒸养温度为125℃，蒸养时间为16小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为7分钟，搅拌过程中控制水份为15％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.1MPa饱和蒸汽、150℃蒸养、恒压7小时制得成品。
实施例5：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏30％、电石渣15％、粉煤灰10％、渣灰9％、骨料35％、减水剂1％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为1.1MPa，蒸养温度为130℃，蒸养时间为17小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为8分钟，搅拌过程中控制水份为14％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.1MPa饱和蒸汽、170℃蒸养、恒压8小时制得成品。
实施例6：
本实施例蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏30％、电石渣20％、粉煤灰13％、渣灰10％、骨料25％、减水剂2％。
按照本实施例原料重量百分比，蒸压α-型石膏砖的制作方法，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为1.0MPa，蒸养温度为120℃，蒸养时间为15小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为6分钟，搅拌过程中控制水份为15％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.0MPa饱和蒸汽、120℃蒸养、恒压6小时制得成品。
产品性能指标测试结果如下：
一、将本发明不同实施例制成的蒸压α-型石膏砖成品在同等条件下养护一个月后，分别测试其抗压强度、吸水率和抗折强度，测试结果如表1、表2和图1所示。
表1 不同实施例制成的蒸压α-型石膏砖成品的性能指标
由表1中的数据整体趋势，结合各个实施例的配方和制备条件，可以看出，从蒸养温度方面分析，当蒸养温度达到150℃-180℃时，蒸压α-型石膏砖成品的抗压强度和抗折强度偏低，吸水率偏高，当蒸养温度为110℃-130℃之间时，蒸压α-型石膏砖成品的各项性能指标相对较好，特别是当蒸养温度为120℃时，蒸压α-型石膏砖成品的抗压强度和抗折强度较高，吸水率较低，蒸压α-型石膏砖成品的性能优良。
表2 不同实施例制成的蒸压α-型石膏砖成品的性能指标
综上所述，本发明蒸压α-型石膏砖原料磷石膏经过蒸养预处理，磷石膏先经过1.0MPa饱和蒸汽，120℃，15h恒压蒸养处理，再通过露天放置6天。磷石膏由二水石膏变成α-型石膏，α-型石膏再配合其他成分，制得的蒸压α-型石膏砖性能好，强度高，吸水率较低，质量好，在正负零以上或以下部位都能使用，该蒸压α-型石膏砖不易挥发有害物质，是一种环保型蒸压α-型石膏砖；
本发明蒸压α-型石膏砖的制作方法中，将原料磷石膏经过低压蒸汽蒸养预处理，蒸养过的磷石膏，与其他原料混合时，可以很快的发生结合反应，蒸养预处理可以使磷石膏其中的磷、氟等杂质加快陈积，减少了蒸压石膏砖后期可能产生的危害，大大减少了成品对人体的危害，同时也减少了磷石膏处理过程中的二次污染。
本发明蒸压α-型石膏砖制造成本低，制作方法简单，可以大批量综合利用工业废渣，既保护土地资源，为建材行业提供环保、节能型无污染绿色建材产品，同时也是环境综合治理的有力措施，符合国家的建设可持续发展的循环经济战略，经济效益和社会效益显著。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种蒸压α-型石膏砖，其特征在于，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏20-40％、电石渣10-30％、粉煤灰7-20％、渣灰5-15％、骨料15-35％、减水剂1-5％；
所述蒸压α-型石膏砖的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取刚出生产车间的新鲜磷石膏，将新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，恒温恒压蒸养，蒸养压力为0.8-1.1MPa，蒸养温度为110-130℃，蒸养时间为12-18小时；
S2、按照原料重量百分比称取步骤S1预处理的磷石膏，以及原料电石渣、粉煤灰、骨料和减水剂；
S3、将磷石膏、电石渣、骨料和减水剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-10分钟；所述搅拌过程中控制水份为14％-16％；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解2-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制成型，经过1.0-1.1MPa饱和蒸汽、110-150℃蒸养、恒压4-9小时制得成品。
2.根据权利要求1所述蒸压α-型石膏砖，其特征在于，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏22-35％、电石渣15-25％、粉煤灰10-18％、渣灰7-13％、骨料20-32％、减水剂1-4％。
3.根据权利要求1或2所述蒸压α-型石膏砖，其特征在于，所述蒸压α-型石膏砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏30％、电石渣20％、粉煤灰13％、渣灰10％、骨料25％、减水剂2％。
4.根据权利要求1所述蒸压α-型石膏砖，其特征在于：步骤S1所述新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，蒸养温度为115-125℃。
5.根据权利要求1所述蒸压α-型石膏砖，其特征在于：步骤S1所述新鲜磷石膏置于低压蒸汽中进行蒸养预处理，蒸养时间为14-16小时。
6.根据权利要求1所述蒸压α-型石膏砖，其特征在于：步骤S4所述物料送入全自动液压砖机压制，恒压5-7小时制得成品。
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CN101684675A (zh) * 2009-08-19 2010-03-31 四川宏达股份有限公司 一种蒸压磷石膏砖及其制造方法

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