CN109020453A - 一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品及其方法 - Google Patents

一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品及其制备方法，按质量百分比计，所述建材制品由60％～90％建筑石膏和10％～40％熟石灰组成；所述建材制品的水料比为0.1～0.3。建筑石膏为β型半水石膏；熟石灰为消石灰粉。本发明是把制品放在通入二氧化碳的养护釜中进行养护。养护釜中碳化效率高，得到的制品不仅强度高：2h抗压强度≥20MP、24h强度≥30MPa，而且耐水性能好，其耐水系数高达1.0左右。本发明采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品的强度高，可做室外承重墙材料使用，克服了现有技术中使用建筑石膏所制备出的建筑制品只能用在室内的非承重构件的缺陷。

Description

一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品及其方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体是涉及一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品及其方法。
背景技术
建筑石膏属于气硬性胶凝材料，其应用范围有限，但具有生产耗能低、凝结硬化快、较好的防火吸湿性能等特点，主要用于制作非承重构件，如用于建筑砌块、石膏板、水泥建材等材料中。
随着社会经济的不断发展，对建筑材料碳化增高强度的要求也越来越重要，对建筑石膏的需求也越来越多，性能要求也越来越高。建筑石膏的应用也逐步由单一用途向复合用途过渡，由非承重向承重构件过渡，用途愈来愈广，产量也愈来愈高。然而建筑石膏和熟石灰混合后采用普通碳化方法耗时耗能、成本较高等特点，不利于短期工程使用。并且建筑石膏的强度不高，不宜用于室外工程(不易作承重墙)，使用时容易出现受潮、易开裂，从而导致建筑石膏材料无法达到理想效果。
因此，急需对现有建筑石膏和熟石灰的性能进行改进与完善，开发新型碳化技术生产高性能的建筑石膏势在必行，为建筑石膏更好更广泛的应用提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中不足；提出一种对建筑石膏熟石灰的高效碳酸化技术。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品，按质量百分比计，所述建材制品由60％～90％建筑石膏和10％～40％熟石灰组成；所述建材制品的水料比为0.1～0.3。
如上所述的建材制品，优选，所述建筑石膏为β型半水石膏；优选地，所述熟石灰为消石灰粉。
如上所述的建材制品，优选，按质量百分比计，建材制品由65％～75％建筑石膏和25％～35％熟石灰组成；建材制品的水料比为0.15～0.25。
一种如上所述的建材制品的制备方法，优选，所述制备方法包括如下步骤：
1)将建筑石膏和熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌1分钟混合均匀，得混合干料；
2)按照水料比的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆倒入直径为30mm的模具中，采用台式电动压片机压制成型，压制成型的压力为1～5MPa，得到规格为Φ30×30mm的制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，碳酸化养护时间为2～24h，得建材制品。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤2)中，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为2～4分钟。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤2)中，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为3分钟。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤3)中，压制成型工艺处理时，稳压1～2分钟。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤4)中，碳酸化养护时，通入二氧化碳的养护釜压力为0.2～0.3MPa。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤4)中，碳酸化养护时，养护釜中二氧化碳浓度为95％～100％。
如上所述的制备方法，优选，所述步骤4)中，碳酸化养护时，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本发明的主要原料为建筑材料类通用材料，成本低，易于获取，适合工业化生产。本发明技术方案所采用的原料单一、种类较少，不需要添加任何外加剂，生产成本很低，适合大规模生产制造。
2、本发明是把制品放在通入二氧化碳的养护釜中进行养护。养护釜中碳化效率高，得到的制品不仅强度高(2h抗压强度≥20MPa，24h强度≥30MPa)，而且耐水性能好，其耐水系数高达1.0左右。
3、本发明采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品的强度高，可做室外承重墙材料使用，克服了现有技术中使用建筑石膏所制备出的建筑制品只能用在室内的非承重构件的缺陷。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
本发明提供一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品，按质量百分比计，该建材制品由60％～90％(例如62％、64％、65％、66％、68％、70％、72％、74％、75％、76％、78％、80％、82％、84％、85％、86％、88％、89％、89.5％)建筑石膏和10％～40％(例如12％、14％、15％、16％、18％、20％、22％、24％、25％、26％、28％、30％、32％、34％、35％、36％、38％、39％、39.5％)熟石灰组成；建材制品的水料比为0.1～0.3(例如0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.245、0.25、0.255、0.26、0.265、0.27、0.275、0.28、0.285、0.29、0.295)。
进一步优选，所述熟石灰为消石灰粉，且其技术要求应符合行业标准《建筑消石灰粉》(JC/T 481～92)中的相关要求。
在本发明中所采用的建筑石膏为β型半水石膏，该建筑石膏的性能指标符合中华人民共和国国家标准《建筑石膏》GB/T 9776～2008中的要求。本发明中的水为洁净的自来水。
进一步优选，按质量百分比计，建材制品由65％～75％(例如65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％)建筑石膏和25％～35％(例如25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％)熟石灰组成；建材制品的水料比为0.15～0.25(例如0.16、0.165、0.17、0.175、0.18、0.185、0.19、0.195、0.20、0.205、0.21、0.215、0.22、0.225、0.23、0.235、0.24、0.245、0.25)。
此外，本发明还提供一种建材制品的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
1)将建筑石膏和熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟混合均匀，得混合干料；
2)按照水料比的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆倒入直径为30mm的模具中，采用台式电动压片机压制成型，压制成型的压力为1～5MPa(例如1.2MPa、1.4MPa、1.5MPa、1.6MPa、1.8MPa、2.0MPa、2.2MPa、2.4MPa、2.5MPa、2.6MPa、2.8MPa、3.0MPa、3.2MPa、3.4MPa、3.5MPa、3.6MPa、3.8MPa、4.0MPa、4.2MPa、4.4MPa、4.5MPa、4.6MPa、4.8MPa、5.0MPa)，得到规格为Φ30×30mm的制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，碳酸化养护时间为2～24h(例如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h)，得建材制品。
进一步优选，步骤2)中，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为2～4分钟(例如2.2分钟、2.4分钟、2.5分钟、2.6分钟、2.8分钟、3.0分钟、3.2分钟、3.4分钟、3.5分钟、3.6分钟、3.8分钟、3.9分钟)。优选地，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为3分钟。
进一步优选，所述步骤3)中，压制成型工艺处理时，稳压1～2分钟(例如1.1分钟、1.2分钟、1.3分钟、1.4分钟、1.5分钟、1.6分钟、1.7分钟、1.8分钟、1.9分钟、1.95分钟)。
进一步优选，所述步骤4)中，碳酸化养护时，通入二氧化碳的养护釜压力为0.2～0.3MPa(例如0.21MPa、0.22MPa、0.23MPa、0.24MPa、0.25MPa、0.26MPa、0.27MPa、0.28MPa、0.29MPa、0.30MPa)。
碳酸化养护时，养护釜中二氧化碳浓度为95％～100％(例如95.5％、96％、96.5％、97％、97.5％、98％、98.5％、99％、99.5％、99.6％、99.9％、99.92％、99.95％、99.99％)。
总而言之，本发明属于新型建筑材料技术领域，公开了一种采用建筑石膏和熟石灰，通过碳酸化养护技术，制备新型建筑材料制品的方法。将建筑石膏(β～CaSO4·1/2H2O)和熟石灰按一定的比例搅拌均匀，按照0.1～0.3的水料比与水拌和，搅拌3±0.5分钟。将搅拌均匀的料，采用压制成型，静压强度1～5MPa，稳压1～2分钟。脱模后将成型好的制品放在通入二氧化碳的养护釜中养护，二氧化碳压力为0.2～0.3MPa；碳酸化养护2～24h，得到的制品不仅强度高，高达30MPa，而且耐水性能好，其耐水系数可高达1.0，可做室外承重墙材料使用。
实施例1：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.1的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
实施例2：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
实施例3：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.3的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
实施例4：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将60％建筑石膏和40％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，碳酸化养护得建材制品。
实施例5：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将80％建筑石膏和20％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，碳酸化养护得建材制品。
实施例6：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将90％建筑石膏和10％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，碳酸化养护得建材制品。
实施例7：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为4MPa，稳压1.5分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.2MPa，养护釜中二氧化碳浓度为95％，碳酸化养护得建材制品。
实施例8：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为5MPa，稳压2分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，碳酸化养护得建材制品。
实施例9：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取、混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为2MPa，稳压2分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.25MPa，养护釜中二氧化碳浓度为100％，碳酸化养护得建材制品。
实施例10：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将90％建筑石膏和10％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.1的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
对比例1：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将50％建筑石膏和50％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
对比例2：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将100％建筑石膏和0％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
对比例3：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将50％建筑石膏和50％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.1的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压2分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.2MPa，养护釜中二氧化碳浓度为96％，养护得建材制品。
对比例4：
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将100％建筑石膏和0％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.1的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
对比例5
本实施例中建材制品的制备方法包括如下步骤：
1)将70％建筑石膏和30％熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌一分钟，混合并搅拌均匀，得混合干料；
2)按照水料比0.2的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均3±0.5分钟，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆采用压制成型工艺处理，压制成型的压力为3MPa，稳压1分钟，得压制成型制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的碳化箱中进行碳酸化养护，通入二氧化碳的碳化箱压力为0.1MPa，碳化箱中二氧化碳浓度为99％，养护得建材制品。
上述各个实施例中所制备的建材制品的各项性能列于下表1。
表1各实施例性能指标检验结果
综上所述，本发明的具体实施例具有如下有益技术效果：
1、本发明的主要原料为建筑材料类通用材料，成本低，易于获取，适合工业化生产。
2、本发明是把制品放在通入二氧化碳的养护釜中进行养护。养护釜中碳化效率高，得到的制品不仅强度高，2h抗压强度≥20MPa，24h强度≥30MPa，而且耐水性能好，其耐水系数高达1.0左右。
3、本发明采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品的强度高，可做室外承重墙材料使用。
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，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用建筑石膏和熟石灰制备的建材制品，其特征在于，按质量百分比计，所述建材制品由60％～90％建筑石膏和10％～40％熟石灰组成；所述建材制品的水料比为0.1～0.3。
2.如权利要求1所述的建材制品，其特征在于，所述建筑石膏为β型半水石膏；
优选地，所述熟石灰为消石灰粉。
3.如权利要求1所述的建材制品，其特征在于，按质量百分比计，建材制品由65％～75％建筑石膏和25％～35％熟石灰组成；建材制品的水料比为0.15～0.25。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的建材制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)将建筑石膏和熟石灰按比例称取，倒入胶砂搅拌机中，慢速搅拌1分钟混合均匀，得混合干料；
2)按照水料比的设定比例称取水，并将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌均匀，得混合料浆；
3)将步骤2)中的混合料浆倒入直径为30mm的模具中，采用台式电动压片机压制成型，压制成型的压力为1～5MPa，得到规格为Φ30×30mm的制品；
4)将步骤3)中压制成型制品放置在通入二氧化碳的养护釜中进行碳酸化养护，碳酸化养护时间为2～24h，得建材制品。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为2～4分钟。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将称取的水掺入到步骤1)中的混合干料中，拌和搅拌时间为3分钟。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，压制成型工艺处理时，稳压1～2分钟。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，碳酸化养护时，通入二氧化碳的养护釜压力为0.2～0.3MPa。
9.如权利要求4或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，碳酸化养护时，养护釜中二氧化碳浓度为95％～100％。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，碳酸化养护时，通入二氧化碳的养护釜压力为0.3MPa，养护釜中二氧化碳浓度为99％。
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