CN110451912A - 一种轻质保温防水型抹灰磷石膏材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其组分及重量份含量包括：改性磷石膏、脱硫粉煤灰、硫铝酸盐水泥、缓凝剂、高效减水剂、增稠剂、发泡剂、稳泡剂、玻化微珠。该方法制备工艺简单，固体废弃物利用率高，成本低，所制备的磷石膏抹灰材料具有轻质保温、防水的特点，有效解决了高湿环境下掉粉、脱落与开裂现象，并且使磷石膏得到了资源化有效利用。

Description

一种轻质保温防水型抹灰磷石膏材料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质保温防水型抹灰磷石膏材料。
背景技术
磷石膏是一种生产磷肥等磷酸基产品所产生的工业固体废弃物，其主要的化学成分为二水硫酸钙。但鉴于磷石膏中还含有大量其他有害的杂质，对其的再利用存在较大难度和较高的成本。目前，磷石膏主要通过堆存的方法处理，占用了大量土地，增加了投资和运维成本，同时带来了严重的安全和生态环境污染等问题。由于其主要化学成分是二水硫酸钙，因此理论上可以在建筑材料中作为石膏的替代品，但目前磷石膏的实际使用率仍然较低。
随着建筑节能要求的不断提高，保温墙体材料的发展突飞猛进，但是对于具有轻质保温隔热的配套砂浆的研究较少，工程中仍然采用导热系数较高的砂浆对自保温墙体块材进行砌筑和抹灰，这大大降低了墙体自保温系统的热工性能。
磷石膏中含有较多的二水石膏，其能在空气中硬化，只适应与干燥环境中，而不宜用于潮湿环境和水中，这大大缩小了磷石膏抹灰砂浆的使用范围。
利用磷石膏制备的抹灰砂浆，能有效解决传统水泥砂浆和石灰砂浆，能耗高，保水性差，粘结力差，易出现开裂、起鼓、脱落等问题。不仅如此，利用磷石膏还能替代紧缺的天然建筑石膏，降低生产成本，变废为宝，有效实现磷石膏资源化利用。
中国专利201310430078.2提供了一种磷石膏基面层粉刷石膏材料及其制备方法，该专利主要介绍了改性磷石膏与水泥复合粉刷石膏砂浆的制备工艺，虽然其制品具有防水特性，但保温效果差，容重较大达不到轻质的效果。中国专利201210529506.2介绍了一种耐水型磷石膏抹灰砂浆干粉料，该专利利用磷石膏制备的半水石膏和Ⅱ型无水石膏为原材料制备耐水磷石膏抹灰，但在制备半水石膏和Ⅱ型无水石膏过程中需多次不同温度煅烧，工艺复杂效率较低。磷石膏抹灰砂浆存在热工性能差，性能不稳定，制备成本高等技术问题。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中所存在的问题，提供一种轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，工艺简单方便，具有轻质保温和防水的特点，有效解决了高湿环境下掉粉、脱落与开裂现象，并且使磷石膏得到了资源化有效利用。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其组分及重量份含量包括：改性磷石膏40-60份、粉煤灰28-38份、水泥12-22份、缓凝剂0.2-0.4份、高效减水剂0.004-0.008份、增稠剂0.02份、聚丙烯纤维0.001-0.003份、防水剂0.2-0.6份、玻化微珠20-60份，将上述原料均匀混合再高速机械搅拌制浆得到。
按上述方案：所述原料按水灰比1:0.35-0.45的比例，高速搅拌(285r/min)时间为2-3分钟。
按上述方案：所述粉煤灰为循环流化床脱硫粉煤灰；所述缓凝剂为柠檬酸钠；所述高效减水剂为固含量为百分之98的聚羧酸高效减水剂；所述增稠剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚中的一种或两种按任意配比的混合；所述聚丙烯纤维直径57μm，长度15mm。
按上述方案：所述改性磷石膏为磷石膏与助磨剂按质量比100:0.7-1.0混合经磨机研磨后所得粉末，然后将细粉过200目的筛子，再在140-180℃煅烧2-3小时后得到β-半水石膏；所述助磨剂为三乙醇胺，三异丙醇胺乙二醇的一种或几种。
按上述方案：所述水泥为硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和硬石膏三种熟料按照85:5:10的质量比例混合而成，初凝时间为86min，终凝时间为145min。
按上述方案：所述的防水剂为改性有机硅防水剂，由有机高分子乳液与反应性有机硅乳液共聚而成；所述的防水剂湿润角为100°-130°。
按上述方案：所述的有机高分子乳液为丙烯酸酯、醋丙乳液或苯丙乳液，所述的反应性有机硅乳液为反应性硅橡胶或活性硅油。
按上述方案：所述的玻化微珠为Ⅱ型膨胀玻化微珠，堆积密度90-110kg/m3，筒压强度359kPa，导热系数0.044-0.048W/(m·K)，粒度0.5-1.5mm，体积吸水率20-40％，体积漂浮率92％。
本发明还提供上述轻质保温防水型抹灰磷石膏材料的制备方法，具体为：包括将上述组分分置于搅拌机中高速搅拌2-3分钟，得到混合料为所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料。
本发明所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料初凝时间为68-70mins，终凝时间为81-85mins，抗压强度4.1-6.5MPa，可操作时间38-51min，导热系数0.0613-0.0837W/(m·K)，吸水率17.6-20.8，软化系数0.75-0.88。
优选的是，所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，按照水料比为1:0.35-0.45的比例混合，按照建筑石膏标准搅拌，得到抹灰磷石膏浆体，直接进行使用，无需成型、操作简单。本发明所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料可广泛应用于建筑行业，并能有效解决废弃磷石膏堆积产生的问题，具有重要的应用价值。
本发明的有益效果是：使用简易方法制备轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，降低了抹灰石膏的生产成本，而且实现了废弃石膏的资源化。采用水泥、粉煤灰、防水剂、纤维等组分对磷石膏进行改性，所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料性能符合标准GB/T28627-2012抹灰石膏标准。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种具有良好性能的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料。本发明所述粉煤灰为循环流化床脱硫粉煤灰；所述缓凝剂为柠檬酸钠；所述高效减水剂为固含量为百分之98的聚羧酸高效减水剂；所述增稠剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚中的一种或两种按任意配比的混合；所述聚丙烯纤维直径57μm，长度15mm；所述水泥为硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和硬石膏三种熟料按照85:5:10的质量比例混合而成，初凝时间为86min，终凝时间为145min；
本发明所用的改性磷石膏为磷石膏与助磨剂异丙醇胺按质量比100:0.7-1.0混合经磨机研磨后所得粉末，然后将细粉过200目的筛子，再在140-180℃煅烧2-3小时后得到β-半水石膏。
本发明实施例所用的改性防水剂为改性有机硅防水剂，由有机高分子乳液(如丙烯酸酯、醋丙乳液、苯丙乳液等)与反应性有机硅乳液(反应性硅橡胶或活性硅油)共聚而成；其为无色透明液体，湿润角为100°-130°。
本发明实施例所用的玻化微珠为Ⅱ型膨胀玻化微珠，堆积密度90-110kg/m3，筒压强度359kPa，导热系数0.044-0.048W/(m·K)，粒度0.5-1.5mm，体积吸水率20-40％，体积漂浮率92％。
实施例1
称取改性磷石膏600g(60份)、粉煤灰280g(28份)、水泥120g(12份)、缓凝剂0.2g(0.2份)、高效减水剂0.004g(0.004份)、增稠剂0.02g(0.02份)、聚丙烯纤维0.001g(0.001份)、防水剂0.2g(0.2份)、玻化微珠20g(20份)。
取上述原料，经均匀混合得到轻质保温防水型抹灰磷石膏粉，按水料比0.4加水进行高速机械搅拌2min制浆、成型。本发明所得的轻质保温防水型抹灰磷石膏的基本性能为抗压强度2.98MPa，初凝时间68min，终凝时间81min，可操作时间38min，吸水率20.8，软化系数0.75，导热系数0.0837W/(m·K)。
实施例2
称取改性磷石膏500g(50份)、粉煤灰330g(33份)、水泥170g(17份)、缓凝剂0.3g(0.3份)、高效减水剂0.006g(0.006份)、增稠剂0.02g(0.02份)、聚丙烯纤维0.002g(0.002份)、防水剂0.4g(0.4份)、玻化微珠40g(40份)。
取上述原料，经均匀混合得到轻质保温防水型抹灰磷石膏粉，按水料比0.4加水进行高速机械搅拌2min制浆、成型。本发明所得的轻质保温防水型抹灰磷石膏的基本性能为抗压强度1.32MPa，初凝时间69min，终凝时间85min，可操作时间45min，吸水率19.3，软化系数0.81，导热系数0.0693W/(m·K)。
实施例3
称取改性磷石膏400g(40份)、粉煤灰380g(38份)、水泥220g(22份)、缓凝剂0.4g(0.2份)、高效减水剂0.008g(0.008份)、增稠剂0.02g(0.02份)、聚丙烯纤维0.003g(0.003份)、防水剂0.6g(0.6份)、玻化微珠60g(60份)。
取上述原料，经均匀混合得到轻质保温防水型抹灰磷石膏粉，按水料比0.4加水进行高速机械搅拌2min制浆、成型。本发明所得的轻质保温防水型抹灰磷石膏的基本性能为抗压强度0.87MPa，初凝时间70min，终凝时间84min，可操作时间51min，吸水率17.6，软化系数0.88，导热系数0.0613W/(m·K)。
由以上对本发明实施例的详细描述，可以了解本发明所制备的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料各项性能都能优于GB/T 28627-2012抹灰石膏标准，初凝时间达68-70mins，终凝时间达81-85mins，抗压强度达4.1-6.5MPa，可操作时间达38-51min，导热系数达0.0613-0.0837W/(m·K)，吸水率达17.6-20.8，软化系数达0.75-0.88。具有广阔的市场前景，适用于工业生产。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其组分及重量份含量包括：改性磷石膏40-60份、粉煤灰28-38份、水泥12-22份、缓凝剂0.2-0.4份、高效减水剂0.004-0.008份、增稠剂0.02份、聚丙烯纤维0.001-0.003份、防水剂0.2-0.6份、玻化微珠20-60份，将上述原料均匀混合再高速机械搅拌制浆得到。
2.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述原料按水灰比1:0.35-0.45的比例，高速搅拌时间为2-3分钟。
3.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述粉煤灰为循环流化床脱硫粉煤灰；所述缓凝剂为柠檬酸钠；所述高效减水剂为固含量为百分之98的聚羧酸高效减水剂；所述增稠剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚中的一种或两种按任意配比的混合；所述聚丙烯纤维直径57μm，长度15mm。
4.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述改性磷石膏为磷石膏与助磨剂按质量比100:0.7-1.0混合经磨机研磨后所得粉末，然后将细粉过200目的筛子，再在140-180℃煅烧2-3小时后得到β-半水石膏；所述助磨剂为三乙醇胺，三异丙醇胺乙二醇的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥和硬石膏三种熟料按照85:5:10的质量比例混合而成，初凝时间为86min，终凝时间为145min。
6.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述的防水剂为改性有机硅防水剂，由有机高分子乳液与反应性有机硅乳液共聚而成；所述的防水剂湿润角为100°-130°。
7.根据权利要求6所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述的有机高分子乳液为丙烯酸酯、醋丙乳液或苯丙乳液，所述的反应性有机硅乳液为反应性硅橡胶或活性硅油。
8.根据权利要求1所述的轻质保温防水型抹灰磷石膏材料，其特征在于：所述的玻化微珠为Ⅱ型膨胀玻化微珠，堆积密度90-110kg/m3，筒压强度359kPa，导热系数0.044-0.048W/(m·K)，粒度0.5-1.5mm，体积吸水率20-40％，体积漂浮率92％。
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