CN111004007B

CN111004007B - 一种轻质粉刷石膏干料及其制备方法

Info

Publication number: CN111004007B
Application number: CN202010014607.0A
Authority: CN
Inventors: 苏健; 黄小健
Original assignee: Suzhou Qineng New Building Materials Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Qineng New Building Materials Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2040-01-07
Also published as: CN111004007A

Abstract

本发明公开了一种轻质粉刷石膏干料及其制备方法。轻质粉刷石膏粉体包括，其原料组分按重量百分数计为：脱硫石膏粉50‑80%，活性激发剂5‑20%，增强骨料8‑35%，轻质集料5‑20%，保水剂0.2‑0.5%，增粘剂0.2‑1.5%，稳定剂0.03‑0.1%和缓凝剂0.01‑0.2%，催化加0.005‑0.02%；保水剂的黏度40000‑200000mPa•s，保水剂为羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚的混合物；其制备方法为：称取各组分，并将脱硫石膏粉、活性激发剂、保水剂、增粘剂、稳定剂和缓凝剂倒入至搅拌机内混合搅拌，然后将增强骨料、轻质基料倒入搅拌架内，最后加水，最终得到轻质粉刷石膏。本发明轻质粉刷石膏具有较好的保水率、进一步延长了粉刷石膏可操作时间以及粘结强度提高的优点。

Description

一种轻质粉刷石膏干料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种轻质粉刷石膏干料及其制备方法。

背景技术

根据我国电煤的含硫量，我国目前每年排放近亿吨湿法脱硫的副产品—脱硫石膏；另外，我国年产磷肥1100万吨，每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏400万吨，并且磷石膏多年的积蓄已达数亿吨，目前，我国的天然石膏年开采量约5000多万吨（其中3500万吨用于水泥缓凝剂，其它则转化为半水石膏或低面石膏板等），这样即使化学石膏能全部替代天然石膏，仍可能有几千万吨的化学石膏不能被利用，由此可见，如果不对化学石膏的处理技术加以创新，开拓新的用途，进行全面的综合利用，必定会造成二次污染和资源浪费，脱硫石膏等化学石膏的综合利用已迫在眉睫。

粉刷石膏是一种新型绿色环保型抹灰材料，不仅解决了传统水泥砂浆粘结性差、易空鼓开裂、操作时落地灰较多等问题，而且具有防火、保温隔热、吸声等优点。利用脱硫半水石膏制备粉刷石膏，其本身具有较高的强度，可代替现在紧缺的天然建筑石膏为内墙砂浆。

目前，公开号为CN1840498A发明专利申请公开说明书公开了一种脱硫石膏粉刷石膏,它含有脱硫建筑石膏90-99.8重量%、水硬性胶结材料0-9.8重量%、缓凝剂0.1-0.5重量%和保水剂0.1-0.3重量%，以该脱硫石膏粉刷材料的重量为基准，并阐述了普通脱硫石膏基粉刷石膏的制备工艺，该粉刷石膏不具有显著的保温功效；公布号为CN101880149A发明专利公开了一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，由脱硫建筑石膏、普硅水泥、灰钙粉和可再分散胶粉按比例组成复合胶结料，玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基空心微珠按比例组成轻基料，熔点温度22℃的十八烷蜡为相变储能材料，保水剂、聚丙烯纤维、木质纤维、缓凝剂、减水剂、引气剂、憎水剂和复合激发剂组成外加剂，将复合胶结材料、轻基料、相变储能材料和外加剂经混合制备工艺配制而成，阐述了利用相变储能材料十八烷蜡和定向相变材料制备保温砂浆，虽然其制品具有保温、隔热、微调湿的性能，但其相变材料制备复杂，材料制备成本比较高。同时，上述两个对比文件的共同的缺陷是粘结强度不是很高，可操作时间不高的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供，其具有粉刷石膏形成具有可操作时间延长以及粘结强度提高的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种轻质粉刷石膏干料，其原料组分按重量百分数计为：

脱硫石膏粉 50-80%

活性激发剂 5—20%

增强骨料 8-35%

轻质基料 5—20%

保水剂 0.2-0.5%

增粘剂 0.2-1.5%

稳定剂 0.03-0.1%

缓凝剂 0.01-0.2%

催化剂基料 0.005-0.02%

其中，所述的脱硫石膏粉按如下方式得出：将脱硫石膏在200-230℃煅烧后得到煅烧石膏粉，煅烧石膏粉进行三天陈化，然后经过环磨机磨粉并过200目筛余，得到脱硫石膏粉；

所述活性激发剂为水泥、石灰或硅微粉；

所述增强骨料采用均为30-100目的烘干河沙、沸石砂、浮石砂或沉珠择一选择；

所述轻质基料为玻化微珠、膨胀珍珠岩或漂珠；

所述保水剂为的黏度为40000-200000mPa•s，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚的混合物；

所述催化剂为重络酸钾。

通过采用上述技术方案，脱硫石膏粉、活性激发剂和增强骨料使得粉刷石膏具有较高的抗压强度及粘结强度，且具有较低的吸水率，从而增强粉刷石膏之间的粘结强度。缓凝剂调节脱硫石膏的凝结时间，将脱硫石膏的初凝时间调节到≥60min、终凝时间达到2-3h时，满足施工要求。轻质基料有较低导热系数的前提下，进一步降低粉刷石膏的吸收率、提高整体抗压强度以及提高粉刷石膏的保温效果，同时轻质基料均选用无机类材料，从而赋予粉刷石膏具有优异的阻燃性能，并满足防火标准要求。羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚具有较好保水性、增强石膏表面的光滑度以及赋予粉刷石膏表面具有较好的弹性，起到了增稠保水的效果；重络酸钾具有催化作用，加快脱硫石膏粉的水化速度，使得粉刷石膏表面的水分挥发，即可降低初凝时间，从而加快粉刷石膏的凝固；通过大量试验确定，上述组合以及百分比范围使得本发明粉刷石膏具有上述可操作时间加长以及较高的粘结强度。

进一步地，所述羟丙基甲基纤维素醚与羟乙基甲基纤维素醚配制比例为羟丙基甲基纤维素醚：羟乙基甲基纤维素醚=1:1。

通过采用上述技术方案，羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚均具有较好的保水性和增强石膏表面的光滑度，具有较好的缓解能力，延长施工人员的可操作时间，改善工作效率。同时羟乙基甲基纤维素醚的加入还有助于粉刷石膏在凝固期形成较高的机械强度，进一步提高粉刷石膏的粘结强度和表面强度，以及可以避免空气的进入粉刷石膏的表面，提高粉刷石膏表面的光滑度。

进一步地，所述稳定剂为改性膨润土，所述改性膨润土按如下方式得出：将膨润土加入至其1.8倍的质量浓度为30%的氯化钠和氯化钙混合水溶液中，搅拌、静置，过滤水分，自然陈化。

通过采用上述技术方案，膨润土浸渍盐溶液中进行改性，经过改性后的膨润土吸附能力比原膨润土进一步提高，使得改性膨润土内表面积增大，这种较大的比表面积使得改性膨润土具有较强的吸附性；将改性膨润土加入脱硫石膏粉中加水拌和后，改性膨润土由于较强的吸附能力，从而增强浆体粘稠性、可塑性。当浆体中的水分含量低于改性膨润土层之间水的含量时，改性膨润土可释放水分，调节水分平衡，保证浆体水化的正常进行，即可保证浆体水分的平衡，进一步提高粉刷石膏的保水率。

进一步地，所述氯化钠与氯化钙配制比例为氯化钠：氯化钙=2:1。

通过采用上述技术方案，将无机钠、钙金属阳离子引入膨润土的层间结构之中，经过自然风干，使无机金属阳离子脱水成为柱状金属氧化物，从而实现层间距变大、比表面积变大、孔隙率增加，最后实现吸附性增强。改性膨润土的层间距与比表面积增加,促进了膨润土与水中离子发生吸附反应,，从而增强粉刷石膏的粘稠性和粘结强度。

进一步地，所述缓凝剂为蛋白类缓凝剂，其中，pH为10-11。

通过采用上述技术方案，加入蛋白类缓凝剂，有效延长石膏的初凝时间，使得粉刷石膏具有一定的可操作时间，保证工人有效施工时间，同时也有效的改善了轻质粉刷石膏水化时内部呈碱性环境，碱性的蛋白类缓凝剂与石膏水化的碱性环境相适应，从而使得轻质粉刷石膏稳定存在。

进一步地，所述轻质基料为膨胀珍珠岩。

通过采用上述技术方案，膨胀珍珠岩具有较低导热系数的，因此赋予粉刷石膏表面具有较好的保温、隔热和隔音效果。膨胀珍珠岩有较低导热系数的前提下，进一步降低粉刷石膏的吸水率、提高整体抗压强度。

进一步地，所述增粘剂为可再分散性乳胶粉。

通过采用上述技术方案，可再分散性乳胶粉在固化过程中形成聚合物膜，其分子链形成的空间立体网状结构，从而增加粉刷石膏内聚力，增加粘结力，增强砂浆的粘稠度，提高粉刷石膏强度，同时使得粉刷石膏具有良好的分散稳定性，不易分层。

本发明的第二个目的在于提供一种轻质粉刷石膏的制备方法，其具有制备过程简单，具有良好的可操作时间，粘结力强，施工时，可直接批刮在室内墙体的外表面，施工简单便捷。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种轻质粉刷石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按所述重量配比称取各组分；

（2）将脱硫石膏粉、保水剂、增粘剂、稳定剂和缓凝剂五种材料依次倒入至搅拌机内混合搅拌，得到混合物A；

（3）最后将增强骨料、轻质基料倒入混合物A中，混合搅拌三分钟，得到轻质粉刷石膏干料；

（4）最后加入水，所述水与轻质粉刷石膏的重量比为水：轻质粉刷石膏=1:2；

上述各步骤都是在常温和常压下进行的。

通过采用上述技术方案，制备过程简单，具有良好的可操作时间，粘结力强，施工时，可直接批刮在室内墙体的外表面，施工简单便捷。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明制得的轻质粉刷石膏干料，具有可操作时间延长以及粘结强度提高。

第二、本发明中轻质粉刷石膏的制备方法，制备过程简单，具有良好的可操作时间，粘结力强，施工时，可直接批刮在室内墙体的外表面，施工简单便捷。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

原料来源：见下表1

表1轻质粉刷石膏各组分来源

原料来源	原料来源地	型号
			脱硫石膏	苏州中电脱硫石膏供应有限公司
石灰	曲阜市宇新环保建材有限公司
			河沙	河北灵寿天昊矿产品加工厂
膨胀珍珠岩	信阳市众盈保温建材有限公司
			羟丙基甲基纤维素醚	赫克力士天普化工有限公司	D400
羟乙基甲基纤维素醚	天津市立元化工有限公司
			可再分散性乳胶粉	阿克苏诺贝尔(上海)有限公司	80W
膨润土	甘肃金昌红廉泉膨润土有限公司
			氯化钙	寿光市邦泽化工有限公司
氯化钠	济南大晖化工科技有限公司
			蛋白类石膏缓凝剂	苏州市兴邦化学建材有限公司	SG-12
重络酸钾	天津市安吉瑞化工有限公司	7778-50-9

改性膨润土的制备过程：在常温和常压下，首先取一定量的膨润土加入至约其1.8倍的质量浓度为30％的氯化钠和氯化钙混合水溶液中，搅拌、静置，过滤水分，自然陈化三个月，从而得到改性膨润土。

脱硫石膏粉的制备过程：取一定量的脱硫石膏放置于220℃的煅烧炉内高温煅烧得到煅烧石膏粉，煅烧石膏粉进行三天陈化，后经环磨机磨粉，过200目筛余，得到脱硫石膏粉。

以下为实施例1-3和对比例1-3涉及的粉刷石膏，各组分重量如下表2所述：

表2粉刷石膏的各项组分配比

实施例1

按照表2中重量配比称取各组分，将脱硫石膏粉、石灰、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、可再分散性乳胶粉、改性膨润土、蛋白类石膏缓凝剂和重络酸钾八种材料一次倒入至搅拌机内顺时针混合搅拌三分钟，然后将烘干的河沙、膨胀珍珠岩倒入搅拌机内，逆时针搅拌三分钟，最终得到轻质粉刷石膏干料；最后加水20000份搅拌均匀即可得到粉刷石膏。测量粉刷石膏的可操作性时间、初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结强度在表3中列出了测试结果。

实施例2

按以上表2中指定的各组分含量重复实施例1的方法，并在表3中列出了测试结果。

实施例3

对比例1

按照表2中重量配比称取各组分，将脱硫石膏粉、石灰、羟丙基甲基纤维素醚、可再分散性乳胶粉、改性膨润土、蛋白类石膏缓凝剂和重络酸钾七种材料一次倒入至搅拌机内顺时针混合搅拌三分钟，然后将烘干的河沙、膨胀珍珠岩倒入搅拌机内，逆时针搅拌三分钟，最终得到轻质粉刷石膏干料；最后加水20000份搅拌均匀即可得到粉刷石膏。测量粉刷石膏的可操作性时间、初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结强度在表3中列出了测试结果。

对比例2

按照表2中重量配比称取各组分，将脱硫石膏粉、石灰、羟丙基甲基纤维素醚、可再分散性乳胶粉、改性膨润土和蛋白类石膏缓凝剂六种材料一次倒入至搅拌机内顺时针混合搅拌三分钟，然后将烘干的河沙、膨胀珍珠岩倒入搅拌机内，逆时针搅拌三分钟，最终得到轻质粉刷石膏干料；最后加水20000份搅拌均匀即可得到粉刷石膏。测量粉刷石膏的可操作性时间、初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结强度在表3中列出了测试结果。

对比例3

按照表2中重量配比称取各组分，将脱硫石膏粉、石灰、可再分散性乳胶粉、膨润土和蛋白类石膏缓凝剂五种材料一次倒入至搅拌机内顺时针混合搅拌三分钟，然后将烘干的河沙、膨胀珍珠岩倒入搅拌机内，逆时针搅拌三分钟，最终得到轻质粉刷石膏干料；最后加水20000份搅拌均匀即可得到粉刷石膏。测量粉刷石膏的可操作性时间、初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结强度在表3中列出了测试结果。

对比例4

以申请公开号为CN1840498A、名称为“脱硫石膏粉刷材料”的实施例2、分别为对比例4，其测试样品的结果列于表3中。

对比例5

以申请公开号为CN1840498A、名称为“脱硫石膏粉刷材料”的实施例3为对比例5，其测试样品的结果列于表3中。

对比例6

以申请公布号为CN101880149A、名称为“一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆”的实施例为对比例6，其测试样品的结果列于表3中。

性能检测试验

实验检测：根据建材行业标准JC/T517-2004《粉刷石膏》的技术指标要求和测试方法对实施例1-3和对比例1-6所制得的粉刷石膏进行各项性能测试：包括测定初凝结时间、终凝结时间、保水率、抗折强度、抗压强度和剪切粘结强度。

建筑石膏凝结时间测定；参照GB/T17669.4-1999《建筑石膏凝结时间测试方法》。

保水率的测定：参照JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法和标准》。

抗折强度测定方法按照GB/T17669.3-1999《建筑石膏力学性能的测定》测定粉刷石膏的抗折强度。

抗压强度的测试方法按照GB/T17669.3-1999《建筑石膏力学性能的测定》测定粉刷石膏的抗压强度。

拉伸粘结强度测试方法按照JGJ/T70-2009规定的方法进行测定。

粉刷石膏实施例以及对比例的测试结果如下表所示。

表3粉刷石膏的各项测试结果

上述表3中各实施例和对比例粉刷石膏的可操作性时间、初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结强度的测试数据说明，无论单一性能上，还是综合性能上，本发明的粉刷石膏组合物都明显优于对比例的粉刷石膏组合物。其中实施例相对于对比例不仅加大延长了施工时间的可操作时间，其初凝时间也相对降低，从而提高了整体粉刷石膏的可实施性和凝固时间；同时实施例中的保水率、抗折强度、抗压强度以及粘结强度也相对对比例整体提高，从而使得制备的粉刷石膏具有可操作时间延长以及粘结强度提高的优点。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，其原料组分按重量百分数计为：

脱硫石膏粉 50-80% 活性激发剂 5—20% 增强骨料 8-35% 轻质基料 5—20% 保水剂 0.2-0.5% 增粘剂 0.2-1.5% 稳定剂 0.03-0.1% 缓凝剂 0.01-0.2% 催化剂 0.005-0.02%

其中，所述的脱硫石膏粉按如下方式得出：将脱硫石膏在200-230℃煅烧后得到煅烧石膏粉，煅烧石膏粉进行三天陈化，然后经过环磨机磨粉，过200目筛余，得到脱硫石膏粉；

所述活性激发剂为水泥、石灰或硅微粉；

所述轻质基料为玻化微珠、膨胀珍珠岩或漂珠；

所述保水剂的黏度为40000-200000mPa·s，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚的混合物；

所述催化剂为重铬酸钾。

2.根据权利要求1所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素醚与羟乙基甲基纤维素醚配制比例为羟丙基甲基纤维素醚：羟乙基甲基纤维素醚=1:1。

3.根据权利要求1所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述稳定剂为改性膨润土，所述改性膨润土按如下方式得出：将膨润土加入至其1.8倍的质量浓度为30%的氯化钠和氯化钙混合水溶液中，搅拌、静置，过滤水分，自然陈化。

4.根据权利要求3所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述氯化钠与氯化钙配制比例为氯化钠：氯化钙=2:1。

5.根据权利要求1所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述缓凝剂为蛋白类缓凝剂，其中，pH为10-11。

6.根据权利要求1所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述轻质基料为70-90目的膨胀珍珠岩。

7.根据权利要求1所述的一种轻质粉刷石膏干料，其特征在于，所述增粘剂为可再分散性乳胶粉。

8.一种制备权利要求1所述的轻质粉刷石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按所述重量配比称取各组分；

（2）将脱硫石膏粉、活性激发剂、保水剂、增粘剂、稳定剂、缓凝剂和重铬酸钾六种材料依次倒入至搅拌机内混合搅拌，得到混合物A；

（3）将增强骨料、轻质基料倒入混合物A中，混合搅拌三分钟，得到轻质粉刷石膏干料；

（4）最后加入水，所述水与轻质粉刷石膏干料重量比为水：轻质粉刷石膏干料=1:2；

上述各步骤都是在常温和常压下进行的。