CN111187050B - 一种石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种石膏板，包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占5‑30重量份，CaO占0.02‑0.3重量份，粘结剂占0.6‑1.0重量份，发泡剂占0.06‑0.2重量份。本申请还提供一种制备所述石膏板的方法，所述方法包括：将柠檬酸石膏烘干，使游离水含量降至15％以下，得到柠檬酸石膏粉；将脱硫石膏、所述柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀，并球磨，获得粉料；将获得的所述粉料煅烧，陈化，得到建筑石膏粉；在水中加入发泡剂和粘结剂，搅拌均匀，再加入所述建筑石膏粉，搅拌均匀，得到，料浆；将所述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材，并烘干，得到所述石膏板。本申请通过利用工业副产石膏制备出符合国标(GB/T 9775)的石膏板。

Description

一种石膏板及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料领域，尤其涉及一种利用工业副产石膏制备的石膏板及其制备方法。
背景技术
工业副产石膏是指工业生产排出的以硫酸钙为主要成分的副产品的总称，又称为化学石膏或合成石膏。脱硫石膏、柠檬酸石膏均属于这类工业固体废弃物。柠檬酸石膏是食品化工业采用石灰法制取柠檬酸时的一种工业废渣，游离水含量一般在30％-40％，呈酸性。目前利用率低，既占用土地，又浪费资源，且堆积会造成环境污染。脱硫石膏和柠檬酸石膏经过适当处理，完全可以替代天然石膏，制造纸面石膏板，这是高效消纳工业副产石膏的有效途径。
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柠檬酸石膏制备的石膏板，通过对柠檬酸石膏进行烘干，除去游离水，再与脱硫石膏、CaO混合，球磨，煅烧，陈化，获得建筑石膏粉；将所述建筑石膏粉与水和发泡剂混合，获得料浆；将所述料浆制成石膏板。通过烘干来降低柠檬酸石膏中的游离水，并用CaO中和柠檬酸石膏的酸性，获得与现有石膏板性能接近的石膏板，实现了柠檬酸石膏的有效利用。
具体地，本申请提供了一种石膏板，所述石膏板包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占5-30重量份，CaO占0.02-0.3重量份，粘结剂占0.6-1.0重量份，发泡剂占0.06-0.2重量份。
在本申请中，所述石膏板由以脱硫石膏100重量份计，柠檬酸石膏5-30重量份，CaO0.02-0.3重量份，粘结剂0.6-1.0重量份，发泡剂0.06-0.2重量份组成。
本申请还提供了一种石膏板，所述石膏板包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占20-25重量份，CaO占0.1-0.2重量份，粘结剂占0.8-1.0重量份，发泡剂占0.1-0.2重量份。
在本申请中，所述石膏板由以脱硫石膏100重量份计，柠檬酸石膏占20-25重量份，CaO 0.1-0.2重量份，粘结剂0.8-1.0重量份，发泡剂0.1-0.2重量份组成。
本申请还提供了一种石膏板，所述石膏板包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占5重量份，CaO占0.02重量份，粘结剂占0.6重量份，发泡剂占0.06重量份。
在本申请中，所述石膏板由以脱硫石膏100重量份计，柠檬酸石膏5重量份，CaO0.02重量份，粘结剂0.6重量份，发泡剂0.06重量份组成。
本申请还提供一种利用柠檬酸石膏制备石膏板的方法，所述方法包括：
(1)将柠檬酸石膏烘干，使游离水含量降至15％以下，得到柠檬酸石膏粉；
(2)将脱硫石膏、所述柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀，并球磨，获得粉料；
(3)将步骤(2)中获得的所述粉料煅烧，陈化，得到建筑石膏粉；
(4)在水中加入发泡剂和粘结剂，搅拌均匀，再加入步骤(3)中获得的所述建筑石膏粉，搅拌均匀，得到，料浆；
(5)将步骤(4)中获得的所述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材，并烘干，得到所述石膏板。
由于工业上生产出来的柠檬酸石膏游离水含量一般在30％-40％，并且呈酸性，无法直接用于制备石膏板。本申请首先将柠檬酸石膏的游离水含量降至15％以下，与脱硫石膏一致，这比将柠檬酸石膏中的游离水一步全部脱去节省了能耗。按照GB/T 5484《石膏化学分析方法》中的附着水含量测试方法测定柠檬酸石膏中的游离水含量。再将柠檬酸石膏和脱硫石膏混合后一起进行剩余游离水和结晶水的干燥煅烧，解决了由于柠檬酸游离水含量太大而难以下料的问题。
在本申请中，可以通过添加CaO来中和柠檬酸石膏的酸性，从而减少设备腐蚀。
在本申请中，所述发泡剂可以为烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、聚乙二醇醚、皂角松香酸中的任一种或更多种。
在本申请中，所述粘结剂可以为改性淀粉，例如市售的石膏板用改性玉米淀粉。
在本申请中，在步骤(1)中，所述柠檬酸石膏可以在105℃-120℃下烘干。
在本申请中，在步骤(1)中，所述烘干时间可以为10min-20min。
在本申请中，所述柠檬酸石膏可以在105℃-120℃下烘干10min-20min。
在本申请中，在步骤(2)中，所述球磨可以进行3min-5min。
在本申请中，在步骤(3)中，可以将所述粉料在160℃-200℃下煅烧。
在本申请中，在步骤(3)中，所述陈化进行15min-40min。
本申请通过利用工业副产石膏制备出符合国标(GB/T 9775)的石膏板。在实验过程中，发现如果柠檬酸石膏添加量过大，对板材强度和粘接性能会造成负面影响。通过实验发现以脱硫石膏100重量份计，当柠檬酸石膏的用量在5-30重量份的范围内时，获得符合国标(GB/T 9775)的石膏板。
在本申请的另一个方面中，在本申请的石膏板中，可以用磷石膏替代柠檬酸石膏。
在本申请的其他实施方案中，可以用磷石膏替代柠檬酸石膏，通过本申请的制备方法来制备石膏板。
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、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请的石膏板的制备工艺流程图。本申请提供一种利用柠檬酸石膏制备石膏板的方法，所述方法包括：
(1)将柠檬酸石膏烘干，使游离水含量降至15％以下，得到柠檬酸石膏粉；
(2)将脱硫石膏、所述柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀，并球磨，获得粉料；
(3)将步骤(2)中获得的所述粉料煅烧，陈化，得到建筑石膏粉；
(4)在水中加入发泡剂和粘结剂，搅拌均匀，再加入步骤(3)中获得的所述建筑石膏粉，搅拌均匀，得到，料浆；
(5)将步骤(4)中获得的所述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材，并烘干，得到所述石膏板。
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，下文中将结合附图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。
实施例1
原料：脱硫石膏100重量份；柠檬酸石膏5重量份；CaO 0.02重量份；改性淀粉0.6重量份；发泡剂十二烷基硫酸钠0.06重量份，水71.4重量份。
柠檬酸石膏在105℃下烘干20min，使游离水含量降至10％，得到柠檬酸石膏粉；将脱硫石膏、柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀后球磨3min；将上述粉料180℃下煅烧得到建筑石膏粉；将上述建筑石膏粉陈化15min；在水中加入发泡剂和改性淀粉，搅拌均匀，再加入陈化后的建筑石膏粉搅拌，得到均匀的料浆；将上述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材；将上述板材烘干得到纸面石膏板。
实施例2
原料：脱硫石膏100重量份；柠檬酸石膏15重量份；CaO 0.16重量份；改性淀粉0.8重量份；发泡剂十二烷基硫酸钠0.1重量份，水78重量份。
纸面石膏板制备方法同实施例1。
实施例3
原料：脱硫石膏100重量份；柠檬酸石膏30重量份；CaO 0.3重量份；改性淀粉1.0重量份；发泡剂十二烷基硫酸钠0.2重量份，水88重量份。
纸面石膏板制备方法同实施例1。
对比例
与实施例3相比，柠檬酸石膏的添加量增加为40重量份，水95重量份，其余原料添加量不变。
纸面石膏板制备方法同实施例1。
性能测试：
根据国家标准GB/T 9775测试实施例1-3和对比例1中制备出的石膏板的断裂荷载；根据国家标准GB/T 17669.4测试实施例1-3和对比例1中石膏粉的初凝时间和终凝时间，结果列在表1中。在纸面石膏板粘接性企业标准中：“I类”纸芯全部粘牢，掀起纸后不露石膏芯；“II类”纸绝大部分粘牢，有少部分露芯；“III类”纸芯部分分离，约有50％粘牢；“IV类”纸芯大部分不粘，芯上有少量纸屑；“V类”纸芯全部脱离。国标中石膏板纵向断裂荷载平均值应不小于400N、横向断裂荷载平均值应不小于160N的规定，是针对9.5mm厚的板，实施例和对比例中板材厚度均为9.5mm。
表1实施例1-3和对比例1中制备出的石膏板的性能
Figure BDA0001865884660000061
从性能测试结果可以看出，当柠檬酸石膏添加量达到40％时，在粘接剂添加量不变的情况下，强度性能低于国标要求(GB/T 9775)；以脱硫石膏100重量份计，当柠檬酸石膏为5-30重量份的范围内时满足国标(GB/T 9775)中的强度要求，粘结性能达到I类，石膏的初终凝时间逐渐延长，符合纸面石膏板成型工艺的要求。
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 (9)

1.一种石膏板，包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占5-30重量份，CaO占0.02-0.3重量份，粘结剂占0.6-1.0重量份，发泡剂占0.06-0.2重量份；
所述石膏板通过如下制备方法获得，其中，所述制备方法包括：
(1)将柠檬酸石膏烘干，使游离水含量降至15％以下，得到柠檬酸石膏粉；
(2)将脱硫石膏、所述柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀，并球磨，获得粉料；
(3)将步骤(2)中获得的所述粉料煅烧，陈化，得到建筑石膏粉；
(4)在水中加入发泡剂和粘结剂，搅拌均匀，再加入步骤(3)中获得的所述建筑石膏粉，搅拌均匀，得到，料浆；
(5)将步骤(4)中获得的所述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材，并烘干，得到所述石膏板。
2.根据权利要求1所述的石膏板，所述石膏板包括：以脱硫石膏占100重量份计，柠檬酸石膏占20-25重量份，CaO占0.1-0.2重量份，粘结剂占0.8-1.0重量份，发泡剂占0.1-0.2重量份。
3.根据权利要求1或2所述的石膏板，其中，所述粘结剂为改性淀粉。
4.权利要求1至3中任一项所述的石膏板的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将柠檬酸石膏烘干，使游离水含量降至15％以下，得到柠檬酸石膏粉；
(2)将脱硫石膏、所述柠檬酸石膏粉、CaO混合均匀，并球磨，获得粉料；
(3)将步骤(2)中获得的所述粉料煅烧，陈化，得到建筑石膏粉；
(4)在水中加入发泡剂和粘结剂，搅拌均匀，再加入步骤(3)中获得的所述建筑石膏粉，搅拌均匀，得到，料浆；
(5)将步骤(4)中获得的所述料浆平铺至上下纸之间，压制成型为板材，并烘干，得到所述石膏板。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述柠檬酸石膏在105℃-120℃下烘干。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述烘干时间为10min-20min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述球磨进行3min-5min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，将所述粉料在160℃-200℃下煅烧。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述陈化进行15min-40min。
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