CN109354477A - 一种氟石膏基轻质抹灰砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟石膏基轻质抹灰砂浆。包括按重量百分比计的如下原料成分：氟石膏75‑85％；集料8‑15％；激发剂1‑10％；保水剂0.08‑0.4％；淀粉醚0.04‑0.1％。本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，具有抗折和抗压强度高、粘结强度高、体积稳定等特点，且以氟石膏作为基材，既环保利废又降低了抹灰砂浆的生产成本。基于所述氟石膏基轻质抹灰砂浆，本发明还提供一种氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法。

Description

一种氟石膏基轻质抹灰砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种氟石膏基轻质抹灰砂浆及其制备方法。
背景技术
氟石膏是硫酸酸解萤石生产氢氟酸过程中的副产物，属于Ⅱ型无水石膏，呈强酸性，年排放量超过300万吨。目前，国内大部分氟石膏被当作固体废弃物直接堆存，不仅占用土地资源，而且污染环境。在自然资源日益消耗的今天，利用废弃的氟石膏制取具有高附加值的产品是技术发展的趋势。
现有房屋围护大部分采用蒸压加气混凝土砌块、页岩砖、空心砖等轻质材料，其与楼板和梁柱等构件的材料不同。房屋在抹砂浆之后，受空气湿度和温度变化等因素的影响，房屋围护中楼板和梁柱等构件之间的砂浆会产生形变而导致表层砂浆出现开裂、脱落的现象。
目前市场上的粉刷砂浆主要采用水泥基砂浆，或者由半水石膏添加多种外加剂、集料等混合而成。前者的保水性和粘结强度较差，且与目前大量推广的轻质墙材收缩变形不一致，从而容易出现空鼓、开裂及表面起灰等质量问题，影响建筑物的寿命和正常使用；后者的问题是由于半水石膏的生产工艺的多样性，导致其性能不稳定，存在粉刷石膏开放时间短、成本高、强度低等缺陷，且半水石膏为气硬性胶凝材料，不耐水，在卫生间遇水强度降低，墙体容易出现脱落，一般不适合用于卫生间，存在一定的使用限制。
综上，现有粉刷抹灰砂浆所采用的半水基石膏砂浆强度低，耐水性差，使用范围窄；水泥基砂浆材料收缩大，粘结强度低，容易出现裂缝空鼓的现象。
鉴于此，有必要提供一种新的砂浆材料解决上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗折和抗压强度高、粘结强度高、体积稳定的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其以氟石膏作为基材，既环保利废又降低了建材的生产成本。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
进一步地，氟石膏基轻质抹灰砂浆包括按重量百分比计的如下原料成分：
进一步地，所述集料为玻化微珠、珍珠岩中的一种或两种。
进一步地，所述激发剂为硫酸钾、氢氧化钙、氧化钙、草酸钠中的两种或多种。
进一步地，所述保水剂为聚乙烯醇、羟甲基丙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
进一步地，所述氟石膏的CaSO4含量＞95％，含水量＜0.8％，残留酸含量＜0.8％。
进一步地，所述氟石膏的细度控制在200目标准筛筛余量＜4％。
进一步地，所述氟石膏轻质抹灰砂浆由原料和水按质量比1:0.4-0.5混合制备形成。
本发明还提供一种氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法。所述氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法包括如下步骤：
步骤S1：将氟石膏、集料、激发剂、保水剂、淀粉醚按比例混合均匀；
步骤S2：将步骤S1混合后的原料与水按质量比1:0.4-0.5进行混合，制备得到氟石膏基轻质抹灰砂浆。
进一步地，所述氟石膏采用雷蒙磨进行粉磨处理。
与现有技术相比，本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆及其制备方法，有益效果在于：
一、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，以氟石膏为基材，通过加入激发剂对氟石膏进行安全激发，不仅可以提升砂浆早期水化速率，并可缩短凝结时间，还可避免氟石膏利用中容易出现的反碱和表面泛黄等耐久性问题；基材中加入一定量的集料，可增加砂浆的体积稳定性，避免砂浆干缩的现象；保水剂的加入，可提高砂浆的保水性能和施工性能；淀粉醚的加入，可提高砂浆的抗下垂能力，从而改善砂浆材料的施工性能。本发明的提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，具有抗折和抗压强度高、体积稳定性好、粘结强度高、保水率高等优点，对应的性能均优于相应的国家抹灰砂浆标准。
二、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，以氟石膏作为抹灰砂浆的基材，将工业生产中的废弃物进行利用，既环保又降低了建筑材料的生产成本，实现了对氟石膏高效、高附加值的利用，具有较好的市场前景。
三、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，因具有抗折和抗压强度高、体积稳定性好、粘结强度高、保水率高等优点，应用在房屋砂浆抹面工艺中，不会出现空鼓、开裂及表面起灰等问题，解决了在房屋不同构件之间施工砂浆形变脱落的现象。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明提供一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
本发明中，氟石膏是硫酸酸解萤石粉制取氢氟酸时的副产物，经烘干、粉磨处理后得到。氟石膏的CaSO4含量＞95％，含水量＜0.8％，残留酸含量＜0.8％，细度控制在200目标准筛筛余量＜4％。
本发明中，氟石膏作为轻质抹灰砂浆的主要胶凝材料，与常规的建筑石膏相比，氟石膏水化速度慢，因此需要使用激发剂加速其水化速度。同时其具有需水量小的特点，抗压强度和软化系数较建筑石膏更优。本发明中，控制氟石膏含水量<0.8％，因为附着水含量过高会导致出现结料现象而影响研磨效率，另外附着水过多会导致氟石膏(抹灰砂浆)在存放时发生反应而产生结团现象；本发明中，控制氟石膏细度在200目标准筛筛余量＜4％，氟石膏颗粒尺寸小，比表面积则大，能够提升其水化反应的速率；但是过小的颗粒尺寸会增大其需水量，影响凝结时间，降低后期强度；本发明中，控制氟石膏残留酸含量低于0.8％，残留酸含量过高会影响激发剂的效果，并对抹灰砂浆的凝结时间和物理性能有影响。
本发明中，集料的主要作用是作为轻质抹灰砂浆的骨架，增加氟石膏基砂浆的体积稳定性，降低成本；优选地，集料为玻化微珠、珍珠岩中的一种或两种。
本发明中，激发剂的作用主要是提升轻质抹灰砂浆的早期水化速率和加快凝结。优选地，激发剂为复合激发剂，为硫酸钾、氢氧化钙、氧化钙、草酸钠中的两种或多种。复合激发剂的使用，对氟石膏进行安全激发，从而避免了氟石膏利用中出现的反碱和表面泛黄等耐久性问题。
本发明中，保水剂的作用主要是提升氟石膏基轻质抹灰砂浆的保水性能和施工性能。优选地，保水剂为聚乙烯醇、羟甲基丙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
本发明中，淀粉醚的作用主要是提高轻质抹灰砂浆自身的抗下垂能力，并改善材料的施工性能。
本发明还提供一种氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法。包括如下步骤：
步骤S1：将氟石膏、集料、激发剂、保水剂、淀粉醚按上述比例混合均匀；
制备时，首先将氟石膏进行粉磨处理；优选地，采用雷蒙磨进行粉磨处理，相比于传统球磨工艺来说，雷蒙磨粉磨工作能力大、效率高，能耗较低，设备结构简单，投资少，噪音小，扬尘少，有利于环境保护，易损部件均采用特殊钢材制成，耐磨性好；
该步骤中，优选地，采用双轴无重力搅拌机进行一次搅拌混合均匀
步骤S2：将步骤S1混合后的原料与水按质量比1:0.4-0.5进行混合，制备得到氟石膏基轻质抹灰砂浆。
原料与水混合工艺中，需要不断进行搅拌处理；因抹灰砂浆为轻质砂浆，优选地，采用手持式搅拌机搅拌即可。
实施例2
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为玻化微珠；激发剂由1.2wt％的氢氧化钙、1.45wt％的硫酸钾和5wt％的草酸钠组成；保水剂为羟甲基丙基纤维素。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.44混合。
实施例3
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为玻化微珠；激发剂由3wt％的氧化钙、1.65wt％的硫酸钾和5wt％的草酸钠组成；保水剂为羟甲基丙基纤维素。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.44混合。
实施例4
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为玻化微珠和珍珠岩，两者按质量比1:1混合；激发剂由4.48wt％的氧化钙、3wt％的硫酸钾和2.4wt％的氢氧化钙组成；保水剂为羧甲基纤维素。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.5混合。
实施例5
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为珍珠岩；激发剂由3wt％的硫酸钾和1.7wt％的氧化钙组成；保水剂为聚乙烯醇和羟甲基丙基纤维素组成，两者按质量比1:2混合。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.48混合。
实施例6
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为玻化微珠；激发剂为硫酸钾；保水剂为聚乙烯醇和羟甲基丙基纤维素组成，两者按质量比1:3混合。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.47混合。
实施例7
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料为玻化微珠；激发剂为1.54wt％的氧化钙、3.5wt％的硫酸钾和2.5wt％的草酸钠组成；保水剂为羟甲基丙基纤维素和羧甲基纤维素，两者按照任意比例混合。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.42混合。
实施例8
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
其中，氟石膏的特点参照实施例1；集料由玻化微珠和珍珠岩按照质量比2:1组成；激发剂为2.56wt％的氢氧化钙、4.5wt％的硫酸钾和2.5wt％的草酸钠组成；保水剂为聚乙烯醇、羟甲基丙基纤维素和羧甲基纤维素，三者按质量比1:1:1组成。
本实施例中，氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法参照实施例1，其中原料和水按质量比1:0.45混合。
为了进一步说明本发明提供的氟石膏轻质抹灰砂浆性能的优越性，以下提供对比实施例，以进行对比说明。
对比例1
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
本实施例中，除氟石膏和集料的含量与实施例3有区别外，其他参数与实施例3相同。对比例1通过减少氟石膏含量以说明氟石膏含量对本发明的轻质抹灰砂浆的影响。
对比例2
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
本实施例中，除氟石膏和激发剂的含量与实施例3有区别外，其他参数与实施例3相同。对比例2通过增加激发剂含量以说明激发剂含量对本发明的轻质抹灰砂浆的影响。
对比例3
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
本实施例中，除激发剂和保水剂的含量与实施例3有区别外，其他参数与实施例3相同。对比例3通过减少保水剂含量以说明保水剂对本发明的轻质抹灰砂浆的影响。
对比例4
一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，包括按重量百分比计的如下原料成分：
本实施例中，除激发剂和保水剂的含量与实施例3有区别外，其他参数与实施例3相同。对比例3通过增加保水剂含量以说明保水剂含量对本发明的轻质抹灰砂浆的影响。
实施例2-8、对比里1-4的氟石膏基轻质抹灰砂浆的性能测试如下：
表1：氟石膏基轻质抹灰砂浆性能测试结果
由表1的检测数据可以看出：
1、实施例2-8的轻质抹灰砂浆抗折强度、抗压强度、抗伸粘结强度、保水率等性能均优于国家抹灰砂浆标准值；当配方中氟石膏的含量为78-82％，且激发剂含量为8-10％时，对应的抹灰砂浆的各项性能指标较优，其值远远优于标准值；
2、由实施例3和对比例1的对比结果可以看出，改变本发明轻质抹灰砂浆中氟石膏和集料的混合比例，对于砂浆的性能具有较大的影响，氟石膏与集料之比减小，对应的抗折强度、抗压强度、抗伸粘结强度、保水率等性能均大幅下降；
3、由实施例3和对比例2的对比结果可以看出，增加激发剂含量，使其含量之大于10％，出现了快速凝结的现象，然而抗折强度、抗压强度、抗伸粘结强度等性能受到了影响，主要原因是激发剂增加，会提升砂浆早期水化速率和加快凝结时间，但是当激发剂超过一定量时，容易引起了砂浆的反碱和假凝现象，从而影响了砂浆的产品性质；
4、结合实施例3、对比例3和对比例4的结果可以看出，当保水剂含量过低时，砂浆凝结时间会变短，且砂浆抗折强度、抗压强度、抗伸粘结强度会增加，保水率性能降低；当保水剂含量过高时，砂浆中水分干的很慢，虽然其保水性能强，但抗折强度和抗压强度低，且由于其干燥过慢，粘度高，在砂浆施工中无法抹开，而不具有实际使用价值。
与现有技术相比，本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆及其制备方法，有益效果在于：
一、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，以氟石膏为基材，通过加入激发剂对氟石膏进行安全激发，不仅可以提升砂浆早期水化速率并缩短凝结时间，还可避免氟石膏利用中容易出现的反碱和表面泛黄等耐久性问题；基材中加入一定量的集料，可增加砂浆的体积稳定性，避免砂浆干缩的现象；保水剂的加入，可提高砂浆的保水性能和施工性能；淀粉醚的加入，可提高砂浆的抗下垂能力，从而改善砂浆材料的施工性能。本发明的提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，具有抗折和抗压强度高、体积稳定性好、粘结强度高、保水率高等优点，对应的性能均优于相应的国家抹灰砂浆标准。
二、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，以氟石膏作为抹灰砂浆的基材，将工业生产中的废弃物进行利用，既环保又降低了建筑材料的生产成本，实现了对氟石膏高效、高附加值的利用，具有较好的市场前景。
三、本发明提供的氟石膏基轻质抹灰砂浆，因具有抗折和抗压强度高、体积稳定性好、粘结强度高、保水率高等优点，应用在房屋砂浆抹面工艺中，不会出现空鼓、开裂及表面起灰等问题，解决了在房屋不同构件之间施工砂浆形变脱落的现象。
以上对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，包括按重量百分比计的如下原料成分：
2.根据权利要求1所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，包括按重量百分比计的如下原料成分：
3.根据权利要求1所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述集料为玻化微珠、珍珠岩中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述激发剂为硫酸钾、氢氧化钙、氧化钙、草酸钠中的两种或多种。
5.根据权利要求1所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述保水剂为聚乙烯醇、羟甲基丙基纤维素、羧甲基纤维素中一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述氟石膏的CaSO4含量＞95％，含水量＜0.8％，残留酸含量＜0.8％。
7.根据权利要求6所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述氟石膏的细度控制在200目标准筛筛余量＜4％。
8.根据权利要求1所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆，其特征在于，所述氟石膏轻质抹灰砂浆由原料和水按质量比1:0.4-0.5混合制备形成。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将氟石膏、集料、激发剂、保水剂、淀粉醚按比例混合均匀；
步骤S2：将步骤S1混合后的原料与水按质量比1:0.4-0.5进行混合，制备得到氟石膏基轻质抹灰砂浆。
10.根据权利要求9所述的氟石膏基轻质抹灰砂浆的制备方法，其特征在于，所述氟石膏采用雷蒙磨进行粉磨处理。
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