CN108793920A - 一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品 - Google Patents

一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，由以下组分组成：磷石膏粉，碱性剂，骨料，缓凝剂，增稠剂和保水剂。本发明具有轻质高强、与基层粘结牢固、不开裂不空鼓无气味、适宜冬季室内抹灰施工、吸湿和排湿功能、防火不燃等优点，是室内抹灰的优异材料，具有良好的应用前景。

Description

一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
背景技术
随着我国经济高速发展，磷石膏等副产品排放量随着高浓度磷复肥和磷酸工业的快速发展而急剧增加，造成了目前我国磷石膏大量堆积。但是磷石膏的利用率低下，不得不占用大量土地将磷石膏堆放，磷石膏含有大量有害杂质严重污染环境和地下水，所以急需要为磷石膏的大规模资源化利用找一条出路。
磷石膏是湿法生产磷酸时产生的一种固体废渣，主要成分是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，另外也含有少量未完全分解的磷矿、氟化合物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。其外观为黄白色、灰黄色、浅灰白色或黑灰色细粉状固体，化学成分比较复杂，其主要成分质量分数通常在85％以上，与天然石膏和脱硫石膏性质相似。
近年来，随着石膏产品的迅速发展，抹灰石膏制品以其施工性能优异、粘结性好等特点，适用于工业与民用建筑的室内墙面及顶棚抹灰，有效解决了抹灰工程中空鼓、开裂、脱落等质量通病，成为水泥砂浆和混合砂浆的理想替代产品。因此，在国外应用十分普遍的轻质抹灰石膏在国内也日益得到认可和推广使用，且呈蓬勃发展之势。目前行业内轻质抹灰石膏的胶凝材料都是天然石膏和脱硫石膏。因为这两种石膏纯度高，作为原料用来生产建筑石膏的工艺简单，制备成抹灰石膏制品也不存在难题。但磷石膏不同，建筑磷石膏因为杂质多、性能不稳定等特点，严重地影响了其在建筑领域的使用与推广。
现有技术是将磷石膏和水泥、粉煤灰、生石灰等组成复合胶凝体系，再应用在轻质抹灰石膏中，在大量工程应用中不能发挥轻质抹灰石膏制品的优点。所以，将磷石膏如何有效地大规模应用到轻质抹灰石膏中，是一个需要解决地问题。
专利CN102976703A《耐水型磷石膏抹灰砂浆干粉料》中虽然公布了一种以纯磷石膏为胶凝材料的抹灰砂浆，但是其中磷石膏所占的比例很低，超细砂所占比例很高，模仿借鉴了水泥体系砂浆的配方特点。但实际存在着问题：①磷石膏比例过低，由于石膏的机械性能要远差于水泥，所以这点磷石膏不足以包裹住所有超细砂颗粒，导致制品局部强度高，整体强度不足人意；②磷石膏包裹性差导致施工过程中操作面难以找平，施工和易性较差，特别比天然石膏或者脱硫石膏作为胶凝材料的砂浆体系的施工和易性差了很多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，不仅丰富抹灰石膏胶凝材料的取材来源，又能解决磷石膏地资源化利用，可谓一举两得。
本发明提供了一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，按质量份数，由以下组分组成：磷石膏粉800-900份，碱性剂8-10份，骨料100-200份，缓凝剂0.5-1份，增稠剂4-10份，保水剂2-3份。
所述磷石膏粉中β-半水石膏的质量比例大于90％。
所述碱性剂为氢氧化钙、氢氧化钠或者生石灰。
所述骨料为50-80目的玻化微珠，50-80目的炉渣，70-90目的机制砂中的一种或者多种混合。
所述缓凝剂主要成分是二亚乙基三胺五乙酸钠盐。
所述增稠剂为聚乙烯醇或者木质纤维。
所述保水剂为布氏粘度4-10万MPa·s的甲基纤维素醚。
所述磷石膏基轻质抹灰石膏制品使用时加入0.5～1倍的水进行搅拌，即可。
将经过准确称量的以上成分经过一级强制搅拌后，再通过二级无重力搅拌混合即可获得磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
当磷石膏基轻质抹灰石膏制品加入适量水后，磷石膏砂浆的强度开始发展。第一阶段相当于在石膏砂浆浆体中形成凝聚结构。该阶段磷石膏砂浆浆体中的石膏微粒在骨料中吸取水分子发生反应，通过水膜以范德华力相互作用，具有低的强度和触变性。第二阶段是结晶结构网的形成和发展，水化物晶核大量生成、长大以及晶体间互相接触和连生，在磷石膏浆体中形成结晶结构网。
抹灰石膏砂浆在水化开始时，磷石膏中的H3PO4会对水化和外加剂作用的发挥造成有害影响，加入的碱性剂这时开始发挥作用，与浆体中的游离H+中和反应，并将整个浆体调节到pH值为8至9的环境，这也是其他外加剂发挥作用的最佳工作环境。中和反应放出的热量还能促进石膏微粒水化的进行。碱性剂与酸性物质反应后的产物在复杂的浆体环境中能形成特殊“水硬性”胶凝材料，增加抹灰石膏硬化后的致密度，提高整体强度和石膏的耐溶蚀性能。
经过碱性剂对浆体酸碱性的调节后，缓凝剂得以发挥最佳的作用，对半水石膏颗粒的表面其吸附作用，降低生成结晶胚芽的速度，降低半水石膏的溶解度，减缓结晶化过程，从而延长石膏凝结时间。
整个过程中，保水剂能保证水分不被蒸发，有利于石膏的充分水化。在施工过程中还能保证水分不被基层墙面吸收，以保证磷石膏砂浆的施工操作能够顺利进行。增稠剂利用其明显交联效应的三维网状结构特点，在剪切力作用下吸附的液体会释放到浆体中，纤维结构发生变化并沿运动方向排列，导致黏度下降、和易性提高。剪切力停止后，增稠剂又能吸收液体回到原有黏度。这样的作用可以提高施工速度，减少浆体流挂，降低损耗。
有益效果
(1)本发明采用纯磷石膏作为胶凝材料，通过外加剂种类的选取来调节磷石膏在轻质抹灰石膏制品中的表现，使磷石膏基轻质抹灰石膏的性能和施工和易性达到天然石膏基和脱硫石膏基抹灰石膏制品的水平。
(2)本发明具有轻质高强、与基层粘结牢固、不开裂不空鼓无气味、适宜冬季室内抹灰施工、吸湿和排湿功能、防火不燃等优点，是室内抹灰的优异材料，具有良好的应用前景。
(3)本发明采用高质量比例的纯磷石膏作为胶凝材料，能够解决磷石膏废弃物的资源化利用问题，对磷肥产业的可持续发展做出重要贡献。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
磷石膏粉850份，50目玻化微珠150份，氢氧化钙8份，缓凝剂0.5份，保水剂2份，木质纤维4份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.7倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率80％，导热系数0.095W/m·K，初凝时间70min，终凝时间2.5h，7d抗折强度1.28MPa，7d抗压强度3.80MPa，7d拉伸粘结强度0.41MPa。
实施例2
磷石膏粉850份，80目玻化微珠50份，80目煤渣100份，氢氧化钙10份，缓凝剂1份，保水剂3份，聚乙烯醇10份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量1倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率94％，初凝时间90min，终凝时间3h，7d抗折强度1.20MPa，7d抗压强度3.66MPa，7d拉伸粘结强度0.43MPa。
实施例3
磷石膏粉800份，50目玻化微珠150份，50目煤渣50份，生石灰8份，缓凝剂0.8份，保水剂3份，木质纤维4份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.8倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率86％，导热系数0.093W/m·K，初凝时间90min，终凝时间3.2h，7d抗折强度1.10MPa，7d抗压强度3.50MPa，7d拉伸粘结强度0.39MPa。
实施例4
磷石膏粉900份，70目机制砂100份，氢氧化钙10份，缓凝剂0.5份，保水剂3份，聚乙烯醇8份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.6倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率93％，初凝时间100min，终凝时间4h，7d抗折强度2.96MPa，7d抗压强度6.30MPa，7d拉伸粘结强度0.53MPa。
实施例5
磷石膏粉900份，90目机制砂100份，氢氧化钙10份，缓凝剂0.5份，保水剂3份，木质纤维4份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.6倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率92％，初凝时间85min，终凝时间3h，7d抗折强度3.00MPa，7d抗压强度6.02MPa，7d拉伸粘结强度0.71MPa。
实施例6
磷石膏粉880份，50目玻化微珠40份，70目机制砂80份，生石灰8份，缓凝剂0.5份，保水剂3份，聚乙烯醇5份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.66倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率85％，初凝时间70min，终凝时间2.5h，7d抗折强度2.50MPa，7d抗压强度5.70MPa，7d拉伸粘结强度0.72MPa。
实施例7
磷石膏粉900份，70目玻化微珠100份，氢氧化钙8份，缓凝剂0.5份，保水剂3份，木质纤维4份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.67倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率75％，初凝时间70min，终凝时间2.5h，7d抗折强度1.66MPa，7d抗压强度4.21MPa，7d拉伸粘结强度0.46MPa。
实施例8
磷石膏粉800份，60目煤渣200份，氢氧化钙10份，缓凝剂0.7份，保水剂3份，聚乙烯醇7份。制备时，外加剂与粉料通过一级强制搅拌后与大颗粒固料进行二级无重力搅拌混合。使用时，加入固体料重量0.70倍的水进行搅拌，得到磷石膏基轻质抹灰石膏制品。
本实施例的性能测试按照标准《抹灰石膏》GB/T 28627-2012规定的进行，得到的测试结果是：保水率92％，初凝时间75min，终凝时间3.5h，7d抗折强度3.01MPa，7d抗压强度6.32MPa，7d拉伸粘结强度0.63MPa。

Claims (8)

1.一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：按质量份数，由以下组分组成：磷石膏粉800-900份，碱性剂8-10份，骨料100-200份，缓凝剂0.5-1份，增稠剂4-10份，保水剂2-3份。
2.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述磷石膏粉中β-半水石膏的质量比例大于90％。
3.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述碱性剂为氢氧化钙、氢氧化钠或者生石灰。
4.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述骨料为50-80目的玻化微珠，50-80目的炉渣，70-90目的机制砂中的一种或者多种混合。
5.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述缓凝剂主要成分是二亚乙基三胺五乙酸钠盐。
6.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述增稠剂为聚乙烯醇或者木质纤维。
7.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述保水剂为布氏粘度4-8万MPa·s的甲基纤维素醚。
8.根据权利要求1所述的一种磷石膏基轻质抹灰石膏制品，其特征在于：所述磷石膏基轻质抹灰石膏制品使用时加入0.5～1倍的水进行搅拌，即可。
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