CN110436867B - 一种机喷底层抹灰石膏及其制备方法 - Google Patents

一种机喷底层抹灰石膏及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种机喷底层抹灰石膏及其制备方法，所述抹灰石膏包括100重量份磷石膏、1.5‑5重量份固化剂、2‑5重量份缓凝剂、10‑25重量份保水剂、70‑100重量份建筑砂、0.1‑0.5重量份预糊化淀粉和400‑600重量份水。所述方法包括：将磷石膏的pH调至中性或弱碱性，煅烧一段时间，陈化，粉磨，得到处理后的磷石膏；将处理后的磷石膏、固化剂、任选地促进剂、缓凝剂、保水剂、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉；在施工现场将所述抹灰石膏粉与水混合均匀，得到所述机喷底层抹灰石膏。本申请成功实现了磷石膏的资源化利用，并且制备的机喷底层抹灰石膏的各项性能均符合国家标准。

Description

一种机喷底层抹灰石膏及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于建筑材料领域，特别涉及但不限于一种机喷底层抹灰石膏及其制备方法。
背景技术
抹灰石膏是近年来发展迅速的新型找平材料，其主要是以石膏为主要胶凝材料，加入掺合料、外加剂等制成的抹灰材料，广泛应用于内墙及顶板的找平及装饰。在建筑工程中，抹灰石膏具有良好的和易性、流动性、保水性、保温隔热性能和适当的防火性能。采用抹灰石膏涂抹后的墙面致密平整，且能够调节室内湿度。因此，抹灰石膏是一种材料性能、施工性能和使用功能均良好的墙体抹灰找平材料，广泛应用于工业与民用建筑。
近年来，机喷底层抹灰石膏成为建筑内墙抹灰材料发展的新亮点。利用机喷底层抹灰石膏进行墙面底层的抹面工程，可有效节约工程总造价，加快工程施工进度，已成为大型建筑工地的迫切需求。机喷底层抹灰石膏代替石灰砂浆和水泥砂浆抹灰是建筑墙面装饰装修的一个发展趋势。
在制备抹灰石膏时，目前以天然石膏和脱硫石膏为石膏来源的较多，采用磷石膏的较少。磷石膏是湿法制取磷酸过程的工业副产品，每生产1吨磷酸约产生5吨的磷石膏，目前我国磷石膏累计堆存量已超3亿吨。特别地，自2018年起，国家将向排污企业征收25元/吨的固废环境保护税，因此磷石膏这种再生石膏资源的利用刻不容缓。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种利用磷石膏制备的机喷底层抹灰石膏及其制备方法，为利用磷石膏替代建筑石膏生产机喷抹灰石膏开辟了新途径，成功实现了磷石膏的资源化利用。
具体地，本申请提供了一种机喷底层抹灰石膏，所述抹灰石膏包括以下重量份的各组分：
Figure BDA0001650424900000021
在一些实施方式中，所述磷石膏可以为经过以下方法预处理得到的磷石膏：将磷石膏的pH调至中性或弱碱性，煅烧一段时间，陈化，粉磨。
在一些实施方式中，可以用生石灰粉将磷石膏的pH调至6.8-8。生石灰粉CaO与磷石膏中的可溶性P2O5、F-发生反应生成惰性物质，可消除可溶性磷和氟的危害。
在一些实施方式中，生石灰粉的使用量可以为所述磷石膏的重量的0.2-1.0％。
在一些实施方式中，所述煅烧的温度可以为150-200℃，时间可以为1.5-4小时。
在一些实施方式中，所述陈化的时间可以为24-72小时。
在一些实施方式中，所述粉磨可以为粉磨至磷石膏能够通过80目筛。
在一些实施方式中，所述固化剂可以选自氟硅酸盐类固化剂和胺类固化剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述氟硅酸盐类固化剂可以选自氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钙和氟硅酸钠中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述胺类固化剂可以选自4,4’-二氨基二苯基甲烷、三乙烯四胺、二乙烯三胺、N-羟甲基丙烯酰胺、聚丙稀苯胺、间苯二胺和四乙基溴化胺中的任意一种或更多种。
当所述固化剂为胺类固化剂时，所述抹灰石膏还包括促进剂。在一些实施方式中，所述促进剂可以选自水杨酸、甲醛、苯甲醛、甲醇、乙醇、正丙醇、叔丁醇、异丁醇和环己醇中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述胺类固化剂与所述促进剂的重量比可以为1:0.5-1。
在一些实施方式中，所述缓凝剂可以选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述蛋白质类缓凝剂可以选自骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述保水剂可以选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾和聚丙烯酸铵中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述保水剂可以为粘度等级为40000-200000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
在一些实施方式中，所述保水剂可以为粘度等级为60000-100000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
在一些实施方式中，所述建筑砂可以由细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂混合而成。
在一些实施方式中，细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂的重量比可以为(25-40):(45-60)。
在一些实施方式中，所述预糊化淀粉可以选自木薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉的预糊化淀粉中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述预糊化淀粉的粘度可以大于300mpa.s，细度可以大于80目。
本申请还提供了一种制备机喷底层抹灰石膏的方法，所述方法包括以下步骤：
将磷石膏的pH调至中性或弱碱性，煅烧一段时间，陈化，粉磨，得到处理后的磷石膏；
将处理后的磷石膏、固化剂、任选地促进剂、缓凝剂、保水剂、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉；
在施工现场将所述抹灰石膏粉与水混合均匀，得到所述机喷底层抹灰石膏。
在一些实施方式中，可以用生石灰粉将磷石膏的pH调至6.8-8。
在一些实施方式中，所述煅烧的温度可以为150-200℃，时间可以为1.5-4小时。
在一些实施方式中，所述陈化的时间可以为24-72小时。
在一些实施方式中，所述粉磨可以为粉磨至磷石膏能够通过80目筛。
在一些实施方式中，所述固化剂可以选自氟硅酸盐类固化剂和胺类固化剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述氟硅酸盐类固化剂可以选自氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钙和氟硅酸钠中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述胺类固化剂可以选自4,4’-二氨基二苯基甲烷、三乙烯四胺、二乙烯三胺、N-羟甲基丙烯酰胺、聚丙稀苯胺、间苯二胺和四乙基溴化胺中的任意一种或更多种。
当所述固化剂为胺类固化剂时，所述抹灰石膏还包括促进剂。在一些实施方式中，所述促进剂可以选自水杨酸、甲醛、苯甲醛、甲醇、乙醇、正丙醇、叔丁醇、异丁醇和环己醇中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述胺类固化剂与所述促进剂的重量比可以为1:0.5-1。
在一些实施方式中，所述缓凝剂可以选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述蛋白质类缓凝剂可以选自骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述保水剂可以选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾和聚丙烯酸铵中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述保水剂可以为粘度等级为40000-200000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
在一些实施方式中，所述保水剂可以为粘度等级为60000-100000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
在一些实施方式中，所述建筑砂可以由细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂混合而成。
在一些实施方式中，细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂的重量比可以为(25-40):(45-60)。
在一些实施方式中，所述预糊化淀粉可以选自木薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉的预糊化淀粉中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述预糊化淀粉的粘度可以大于300mpa.s，细度可以大于80目。
本申请采用磷石膏制备抹灰石膏，实现了固体废弃物——磷石膏的再利用。当采用的磷石膏中的有害杂质较多时，通过对磷石膏进行中和、煅烧以及陈化，除去磷石膏中的部分有害杂质，然后加入固化剂，固化剂作用于磷石膏后能有效阻止杂质离子对石膏颗粒间双电层结构的破坏和损伤，限制杂质离子的交换活动。固化剂产生的化学力能封闭杂质离子的扩散路径，使石膏颗粒凝聚力增强，在磷石膏遇水凝结硬化的过程中胶结固化，不再渗透扩散出磷石膏外，使得磷石膏能够达到建筑石膏的国家标准，能够代替传统的天然石膏与脱硫石膏去生产抹灰石膏。同时，制备的机喷底层抹灰石膏的各项力学性能均满足要求，解决了普通抹灰石膏无法机械化施工的难题；机械化抹灰代替人工抹灰，可以大大提高施工效率，缩短工期；施工工序简单。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例中所使用的原料均为普通市售产品。
实施例1
步骤1：用磷石膏重量的0.3％的生石灰粉调节磷石膏粉的pH值至6.8。
步骤2：将中和处理后的磷石膏粉在160℃的马沸炉中煅烧2小时，陈化48小时后粉磨5分钟，过80目筛，其中能通过200目筛的粉体的含量为32％。
步骤3：称量各组分，其中步骤2得到的磷石膏粉100重量份、氟硅酸镁1.5重量份、水450重量份、骨胶蛋白质缓凝剂2.3重量份、粘度为60000Pa.s的羟丙基甲基纤维素(HPMC)12重量份、80-120目的建筑砂27重量份、40-80目的建筑砂50重量份、预糊化淀粉0.15重量份。
步骤4：将步骤2得到的磷石膏粉、固化剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉。
步骤5：在施工现场将混合好的抹灰石膏粉与水混合，即可得到可以机械化施工的机喷底层抹灰石膏。
实施例2
步骤1：用磷石膏重量的0.5％的生石灰粉调节磷石膏粉的pH值至7.2。
步骤2：中和处理后的磷石膏粉在180℃的马沸炉中煅烧2小时，陈化48小时后粉磨5分钟，过80目筛，其中能通过200目筛的粉体含量为30％。
步骤3：称量各组分，其中步骤2得到的磷石膏粉100重量份、氟硅酸钠2.8重量份、水500重量份、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂4.6重量份、粘度为80000Pa.s的羟丙基甲基纤维素(HPMC)15重量份、80-120目建筑砂35重量份、40-80目建筑砂45重量份、预糊化淀粉0.35重量份。
步骤4：将步骤2得到的磷石膏粉、固化剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉。
步骤5：在施工现场将混合好的抹灰石膏粉与水混合，即可得到可以机械化施工的机喷底层抹灰石膏。
实施例3
步骤1：用磷石膏重量的0.8％的生石灰粉调节磷石膏粉的pH值至7.8。
步骤2：中和处理后的磷石膏粉在160℃的马沸炉中煅烧2小时，陈化48小时后粉磨5分钟，过80目筛，其中能通过200目筛的粉体的含量为33％。
步骤3：称量各组分，其中步骤2得到的磷石膏粉100重量份、氟硅酸钙3.5重量份、水550重量份、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂4.0重量份、粘度为100000Pa.s的羟丙基甲基纤维素(HPMC)10重量份、80-120目的建筑砂37重量份、40-80目的建筑砂60重量份、预糊化淀粉0.35重量份。
步骤4：将步骤2得到的磷石膏粉、固化剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉。
步骤5：在施工现场将混合好的抹灰石膏粉与水混合，即可得到可以机械化施工的机喷底层抹灰石膏。
实施例4
步骤1：用磷石膏重量的0.5％的生石灰粉调节磷石膏粉的pH值至7.8。
步骤2：中和处理后的磷石膏粉在190℃的马沸炉中煅烧2小时，陈化48小时后粉磨5分钟，过80目筛，其中能通过200目筛的粉体的含量为33％。
步骤3：称量各组分，其中步骤2得到的磷石膏粉100重量份、N-羟甲基丙烯酰胺1.6份、水杨酸1.0份、水550重量份、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂4.5重量份、粘度为100000Pa.s的羟丙基甲基纤维素(HPMC)20重量份、80-120目的建筑砂37重量份、40-80目的建筑砂60重量份、预糊化淀粉0.40重量份。
步骤4：将步骤2得到的磷石膏粉、固化剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉。
步骤5：在施工现场将混合好的抹灰石膏粉与水混合，即可得到可以机械化施工的机喷底层抹灰石膏。
实施例5
步骤1：用磷石膏重量的0.8％的生石灰粉调节磷石膏粉的pH值至7.5。
步骤2：中和处理后的磷石膏粉在200℃的马沸炉中煅烧2小时，陈化48小时后粉磨5分钟，过80目筛，其中能通过200目筛的粉体的含量为33％。
步骤3：称量各组分，其中步骤2得到的磷石膏粉100重量份、三乙烯四胺5份、乙醇3.8份、水550重量份、降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂4.0重量份、粘度为100000Pa.s的羟丙基甲基纤维素(HPMC)10重量份、80-120目的建筑砂37重量份、40-80目的建筑砂60重量份、预糊化淀粉0.45重量份。
步骤4：将步骤2得到的磷石膏粉、固化剂、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉。
步骤5：在施工现场将混合好的抹灰石膏粉与水混合，即可得到可以机械化施工的机喷底层抹灰石膏。
性能测试
依据中国国家标准GB/T28627-2012《抹灰石膏》检测以上实施例制备的机喷底层抹灰石膏的性感，检测结果见表1。
表1
Figure BDA0001650424900000081
Figure BDA0001650424900000091
可以看出，本申请实施例制备的机喷底层抹灰石膏的保水率高，说明几乎无泌水；浆体拉伸粘结强度较高，说明工作性能好，浆体有较大的粘聚性；初凝时间大于1小时，终凝时间小于8小时，抗折强度、抗压强度和拉伸粘结强度均满足相关标准要求。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种机喷底层抹灰石膏，所述抹灰石膏包括以下重量份的各组分：
磷石膏 100份
固化剂 1.5-5份
缓凝剂 2-5份
保水剂 10-25份
建筑砂 70-100份
预糊化淀粉 0.1-0.5份
水 400-600份；
其中，所述磷石膏为经过以下方法预处理得到的磷石膏：将磷石膏的pH调至中性或弱碱性，煅烧一段时间，陈化，粉磨；
所述固化剂选自氟硅酸盐类固化剂和胺类固化剂中的任意一种或更多种，并且当所述固化剂为胺类固化剂时，所述抹灰石膏还包括促进剂，
其中，所述氟硅酸盐类固化剂选自氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钙和氟硅酸钠中的任意一种或更多种；
所述胺类固化剂选自4,4’-二氨基二苯基甲烷、三乙烯四胺、二乙烯三胺、N-羟甲基丙烯酰胺、聚丙稀苯胺、间苯二胺和四乙基溴化胺中的任意一种或更多种；
所述促进剂选自水杨酸、甲醛、苯甲醛、甲醇、乙醇、正丙醇、叔丁醇、异丁醇和环己醇中的任意一种或更多种；
所述胺类固化剂与所述促进剂的重量比为1: 0.5-1。
2.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，
用生石灰粉将磷石膏的pH调至6.8-8；
所述煅烧的温度为150-200℃，时间为1.5-4小时；
所述陈化的时间为24-72小时；
所述粉磨为粉磨至磷石膏能够通过80目筛。
3.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的任意一种或更多种。
4.根据权利要求3所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述蛋白质类缓凝剂选自骨胶蛋白质缓凝剂和降解聚酰胺经钙盐化而成的蛋白质类石膏缓凝剂中的任意一种或更多种。
5.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述保水剂选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾和聚丙烯酸铵中的任意一种或更多种。
6.根据权利要求5所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述保水剂为粘度等级为40000-200000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
7.根据权利要求5所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述保水剂为粘度等级为60000-100000Pa.s的缓溶性羟丙基甲基纤维素。
8.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述建筑砂由细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂混合而成。
9.根据权利要求8所述的机喷底层抹灰石膏，其中，细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂的重量比为（25-40）:（45-60）。
10.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述预糊化淀粉选自木薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉的预糊化淀粉中的任意一种或更多种。
11.根据权利要求1所述的机喷底层抹灰石膏，其中，所述预糊化淀粉的粘度大于300mpa.s，细度大于80目。
12.一种制备机喷底层抹灰石膏的方法，所述方法包括以下步骤：
将磷石膏的pH调至中性或弱碱性，煅烧一段时间，陈化，粉磨，得到处理后的磷石膏；
将处理后的磷石膏、固化剂、任选地促进剂、缓凝剂、保水剂、建筑砂和预糊化淀粉混合均匀，得到抹灰石膏粉；
在施工现场将所述抹灰石膏粉与水混合均匀，得到所述机喷底层抹灰石膏；
其中，所述固化剂选自氟硅酸盐类固化剂和胺类固化剂中的任意一种或更多种，并且当所述固化剂为胺类固化剂时，所述抹灰石膏包括促进剂，
其中，所述处理后的磷石膏为100重量份、所述固化剂为1.5-5重量份、所述缓凝剂为2-5重量份、所述保水剂为10-25重量份、所述建筑砂为70-100重量份、所述预糊化淀粉为0.1-0.5重量份，所述水为400-600重量份；
所述胺类固化剂与所述促进剂的重量比为1: 0.5-1；
所述氟硅酸盐类固化剂选自氟硅酸镁、氟硅酸锌、氟硅酸钙和氟硅酸钠中的任意一种或更多种；
所述胺类固化剂选自4,4’-二氨基二苯基甲烷、三乙烯四胺、二乙烯三胺、N-羟甲基丙烯酰胺、聚丙稀苯胺、间苯二胺和四乙基溴化胺中的任意一种或更多种；
所述促进剂选自水杨酸、甲醛、苯甲醛、甲醇、乙醇、正丙醇、叔丁醇、异丁醇和环己醇中的任意一种或更多种。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，用生石灰粉将磷石膏的pH调至6.8-8，在150-200℃下煅烧1.5-4小时，陈化24-72小时，粉磨，过80目筛，在过80目筛后得到的磷石膏中，能通过200目筛的磷石膏的含量不低于30%。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、六偏磷酸钠、硼砂和蛋白质类缓凝剂中的任意一种或更多种。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述保水剂选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾和聚丙烯酸铵中的任意一种或更多种。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述建筑砂由细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂混合而成。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，细度为80-120目的建筑砂与细度为40-80目的建筑砂的重量比为（25-40）:（45-60）。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预糊化淀粉选自木薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉的预糊化淀粉中的任意一种或更多种。
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