CN110835254A - 一种低成本高强型耐水脱硫石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本高强型耐水脱硫石膏板及其制备方法，其中，该石膏板由主料、辅料和适量的水制成，主料由脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥组成，脱硫石膏占65‑80wt％；辅料由膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂、纤维、减水剂、分散剂和保水剂组成。本发明的有益之处在于：(1)将铝酸盐水泥和白色硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥一起掺配后，石膏板在浸水之后不会出现溃散，增加了石膏板的耐水性，改善了目前石膏板耐水性差的问题；(2)加入了膨胀珍珠岩和纤维，降低了石膏板的密度，提高了石膏板的强度和抗裂性，同时也降低了成本；(3)加入了减水剂，改善了石膏板后期的粘稠现象，提高了石膏板的强度。

Description

一种低成本高强型耐水脱硫石膏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种脱硫石膏板及其制备方法，具体涉及一种低成本高强型耐水脱硫石膏板及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

石膏板是一种以石膏为主要材料制作而成的板材，具有生产能耗低、轻质、防火性能优异、装饰功能好、可施工性好、居住功能舒适等优点，在建筑行业有着广泛的应用。

但是，现有的石膏板存在耐水性差的问题，并且其强度还有待提高，耐水性和强度直接限制了它的应用领域和发展前景。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低成本高强型耐水脱硫石膏板及其制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，由主料、辅料和适量的水制成，以质量百分比计，其中：

主料由脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥组成，脱硫石膏占65％-80％，余量为铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；

辅料由膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂、纤维、减水剂、分散剂和保水剂组成，膨胀珍珠岩的用量是主料的1.4％-2.3％，石膏缓凝剂的用量是主料的0.05％-0.12％，纤维的用量是主料的1.0％-1.6％，减水剂的用量是主料的0.6％-1.2％，分散剂的用量是主料的0.2％-0.65％，保水剂的用量是主料的0.1％-0.25％。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述脱硫石膏是由热电厂的工业残渣在电阻炉中，以室温为初始温度，以11℃/min的速度升温至350℃，煅烧3h，经过自然降温筛制而成的。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的用量比例为10:7:3，水灰比为0.6。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述石膏缓凝剂为柠檬酸。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述纤维为玻璃纤维。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述分散剂为建筑速溶胶粉。

前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，前述保水剂为羟丙基甲基纤维素。

制备前述的低成本高强型耐水脱硫石膏板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：按照配方称取各原料；

Step2：将铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥倒入到搅拌锅A中，低速搅拌60s，然后加入脱硫石膏，低速搅拌60s，再加入膨胀珍珠岩，低速搅拌30s，之后加入石膏缓凝剂，低速搅拌30s，最后加入保水剂，低速搅拌30s；

Step3：将水和减水剂倒入到搅拌锅B中，低速搅拌30s，之后加入纤维，低速搅拌30s，最后加入分散剂，低速搅拌30s；

Step4：Step2与Step3同时结束，将搅拌锅B中的物料倒入到搅拌锅A中，先低速搅拌60s，再高速搅拌30s，搅拌结束后将搅拌锅A中的物料倒入到模具中，振捣成型，最后自然养护。

本发明的有益之处在于：

(1)铝酸盐水泥的初凝时间比石膏的初凝时间短，白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的初凝时间比石膏的初凝时间长，将铝酸盐水泥和白色硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥一起掺配后会出现闪凝现象，从而可以和石膏的凝结速度相匹配，不至于出现石膏已经产生初凝而水泥才凝结硬化并在石膏中产生体积膨胀导致石膏开裂破坏的情况，并且石膏板在浸水之后不会出现溃散的情况，所以增加了石膏板的耐水性，改善了目前石膏板耐水性差的问题；

(2)由于使用了固体废弃物——脱硫石膏，并加入了膨胀珍珠岩和纤维，所以降低了石膏板的密度，提高了石膏板的强度和抗裂性，同时也降低了石膏板的成本；

(3)由于加入了减水剂，所以改善了石膏板后期的粘稠现象，提高了石膏板的强度；

(4)由于加入了分散剂，所以使纤维在水中分布得更均匀，进而使纤维更好的分散到石膏浆体中，提高了石膏板的强度；

(5)由于脱硫石膏来源于热电厂的工业残渣，不仅进一步降低了石膏板的成本，而且还减少了土地资源的浪费。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1

以质量百分比计，称取主料：脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，其中，脱硫石膏占80％，铝酸盐水泥占10％、白色硅酸盐水泥占7％、普通硅酸盐水泥占3％，总计100％。

以质量百分比计，称取辅料：膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂(柠檬酸)、纤维(玻璃纤维)、减水剂(聚羧酸高效减水剂)、分散剂(建筑速溶胶粉)和保水剂(羟丙基甲基纤维素)，其中，膨胀珍珠岩的用量是主料的2.3％，柠檬酸的用量是主料的0.08％，玻璃纤维的用量是主料的1.6％，聚羧酸高效减水剂的用量是主料的1.2％，建筑速溶胶粉的用量是主料的0.65％，羟丙基甲基纤维素的用量是主料的0.25％。

以质量百分比计，称取适量的实验室用水，实验室用水的用量是主料的60％。

脱硫石膏：来源于新疆石河子天富热电厂的工业残渣，将工业残渣放入电阻炉中，以室温为初始温度，以11℃/min的速率升温至350℃，煅烧3h，自然降温后筛制而成。煤炭火力发电产生的脱硫石膏，性能大致与天然石膏一致，用脱硫石膏替换天然石膏，不仅不会影响石膏板的性能，还会减少脱硫石膏的排放堆积场地面积，同时还会降低脱硫石膏对环境造成的污染，真正实现了变废为宝。

铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥：自身强度较高，属水硬性胶凝材料，与其他材料混合时，能与其他材料较好的相融，并进一步提高自身强度。

膨胀珍珠岩：天然酸性玻璃质火山熔岩，非金属矿产，具有良好的保温、环保性能，重量小，且对建筑物具有全胶塑包裹保护作用，可大大地延长建筑物的使用寿命。

玻璃纤维：无机纤维，拉伸强度高，弹性系数高，吸收冲击能量大，且价格便宜。

将铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥倒入到搅拌锅A中，低速搅拌60s，然后加入脱硫石膏，低速搅拌60s，再加入膨胀珍珠岩，低速搅拌30s，之后加入柠檬酸，低速搅拌30s，最后加入羟丙基甲基纤维素，低速搅拌30s。

将水和聚羧酸高效减水剂倒入到搅拌锅B中，低速搅拌30s，之后加入玻璃纤维，低速搅拌30s，最后加入建筑速溶胶粉，低速搅拌30s。

搅拌锅A与搅拌锅B需同时搅拌结束，将搅拌锅B中的物料倒入到搅拌锅A中，先低速搅拌60s，再高速搅拌30s，搅拌结束后将搅拌锅A中的物料倒入到40mm×40mm×160mm的模具中，随后振捣成型，最后在实验室条件下自然养护7d。

我们根据GB/T17669.3—1999《建筑石膏力学性能测定》对制得的石膏板进行了力学性能的测试，所测得的结果如表1所示。

表1石膏板的力学性能技术参数

项目	表观密度	抗折强度	抗压强度	软化系数
					参数	1.12g/cm<sup>3</sup>	7.00MPa	12.37MPa	0.85

实施例2

以质量百分比计，称取主料：脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，其中，脱硫石膏占70％，铝酸盐水泥占15％、白色硅酸盐水泥占10.5％、普通硅酸盐水泥占4.5％。

以质量百分比计，称取辅料：膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂(柠檬酸)、纤维(玻璃纤维)、减水剂(聚羧酸高效减水剂)、分散剂(建筑速溶胶粉)和保水剂(羟丙基甲基纤维素)，其中，膨胀珍珠岩的用量是主料的1.7％，柠檬酸的用量是主料的0.08％，玻璃纤维的用量是主料的1.2％，聚羧酸高效减水剂的用量是主料的0.8％，建筑速溶胶粉的用量是主料的0.35％，羟丙基甲基纤维素的用量是主料的0.15％。

以质量百分比计，称取适量的实验室用水，实验室用水的用量是主料的60％。

按照与实施例1相同的方法进行石膏板的制作，同样在实验室条件下自然养护7d。

按照与实施例1相同的方法对制得的石膏板进行力学性能的测试，所测得的结果如表2所示。

表2石膏板的力学性能技术参数

项目	表观密度	抗折强度	抗压强度	软化系数
					参数	1.19g/cm<sup>3</sup>	5.65MPa	14.75MPa	0.87

实施例3

以质量百分比计，称取主料：脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，其中，脱硫石膏占65％，铝酸盐水泥+白色硅酸盐水泥+普通硅酸盐水泥35％。

以质量百分比计，称取辅料：膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂(柠檬酸)、纤维(玻璃纤维)、减水剂(聚羧酸高效减水剂)、分散剂(建筑速溶胶粉)和保水剂(羟丙基甲基纤维素)，其中，膨胀珍珠岩的用量是主料的1.4％，柠檬酸的用量是主料的0.08％，玻璃纤维的用量是主料的1.0％，聚羧酸高效减水剂的用量是主料的0.6％，建筑速溶胶粉的用量是主料的0.2％，羟丙基甲基纤维素的用量是主料的0.1％。

以质量百分比计，称取适量的实验室用水，实验室用水的用量是主料的60％。

按照与实施例1相同的方法进行石膏板的制作，同样在实验室条件下自然养护7d。

按照与实施例1相同的方法对制得的石膏板进行力学性能的测试，所测得的结果如表3所示。

表3石膏板的力学性能技术参数

项目	表观密度	抗折强度	抗压强度	软化系数
					参数	1.22g/cm<sup>3</sup>	4.86MPa	15.11MPa	0.93

由表1、表2和表3给出的参数可知，与现有的石膏板相比，采用本发明提供的配方和方法制备得到的石膏板抗压强度、抗折强度都有大幅度的上升，表观密度有显著的降低。

另外，在本发明提供的配方中，由于采用了工业废渣——脱硫石膏作为原料，所以不仅降低了石膏板的成本，而且保护了环境，节约了土地资源。

综上，采用本发明提供的配方和方法制备得到的石膏板是一种低成本、高强型耐水脱硫石膏板，功能更完善，应用更广泛，有更好的发展前景。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，由主料、辅料和适量的水制成，以质量百分比计，其中：

主料由脱硫石膏、铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥组成，脱硫石膏占65％-80％，余量为铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；

辅料由膨胀珍珠岩、石膏缓凝剂、纤维、减水剂、分散剂和保水剂组成，膨胀珍珠岩的用量是主料的1.4％-2.3％，石膏缓凝剂的用量是主料的0.05％-0.12％，纤维的用量是主料的1.0％-1.6％，减水剂的用量是主料的0.6％-1.2％，分散剂的用量是主料的0.2％-0.65％，保水剂的用量是主料的0.1％-0.25％。

2.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述脱硫石膏是由热电厂的工业残渣在电阻炉中，以室温为初始温度，以11℃/min的速度升温至350℃，煅烧3h，经过自然降温筛制而成的。

3.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的用量比例为10:7:3。

4.根据权利要求3所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，水灰比为0.6。

5.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述石膏缓凝剂为柠檬酸。

6.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维。

7.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

8.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述分散剂为建筑速溶胶粉。

9.根据权利要求1所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板，其特征在于，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素。

10.制备权利要求1至9任意一项所述的低成本高强型耐水脱硫石膏板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：按照配方称取各原料；

Step2：将铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥倒入到搅拌锅A中，低速搅拌60s，然后加入脱硫石膏，低速搅拌60s，再加入膨胀珍珠岩，低速搅拌30s，之后加入石膏缓凝剂，低速搅拌30s，最后加入保水剂，低速搅拌30s；

Step3：将水和减水剂倒入到搅拌锅B中，低速搅拌30s，之后加入纤维，低速搅拌30s，最后加入分散剂，低速搅拌30s；

Step4：Step2与Step3同时结束，将搅拌锅B中的物料倒入到搅拌锅A中，先低速搅拌60s，再高速搅拌30s，搅拌结束后将搅拌锅A中的物料倒入到模具中，振捣成型，最后自然养护。