CN111285654A - 一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法 - Google Patents

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CN111285654A CN202010077753.8A CN202010077753A CN111285654A CN 111285654 A CN111285654 A CN 111285654A CN 202010077753 A CN202010077753 A CN 202010077753A CN 111285654 A CN111285654 A CN 111285654A
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Abstract

本发明提供了一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,按照重量组分,包括脱硫建筑石膏65‑75份、水泥15‑20份、粉煤灰10‑15份、熟石灰为粉煤灰重量的10%‑15%、减水剂0.2‑0.5份、水55‑60份。本发明积极响应国家节能利废政策,可以消化大量的原状脱硫石膏,有效解决了脱硫建筑石膏的资源化应用问题,节能利废,有益环保;有效提高石膏制品的力学性能和耐水性能,为开发新型建筑材料提供了一种优质的绿色胶凝材料,本发明利用工业副产物脱硫建筑石膏作为基材,与水泥基材相比可以大幅度降低生产成本,经济价值潜力较大。

Description

一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法
技术领域
本发明涉及新型建材技术领域,更具体地说,尤其涉及一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法。
背景技术
脱硫建筑石膏是火电厂采取烟气脱硫技术后的副产品,经煅烧陈化后可作为胶凝材料使用,体积稳定性好,是国际上推崇发展的绿色胶凝材料之一。但是脱硫建筑石膏凝结硬化速度非常快,初凝时间只有短短几分钟,一般不能满足制品生产工艺的需要;同时脱硫建筑石膏的力学性能和耐水性能都较水泥有所不及,且石膏制品吸水后强度下降较大,这些问题都严重影响了脱硫建筑石膏的资源化应用。
水泥是一种典型的水硬性胶凝材料,其强度高、耐水性能好,但是水泥浆体硬化后体积有一定的收缩,导致水泥制品易出现开裂现象,并且水泥在生产过程中排放的粉尘、废气、废水、废渣等,对环境带来很大的污染,生产成本高。
要开拓脱硫建筑石膏作为胶凝材料在建材行业中的应用范围,就必须对脱硫建筑石膏进行优化处理,提高其可操作性能、力学性能和耐水性能。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷和问题,本发明提供一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,所要解决的技术问题:在以脱硫建筑石膏为主要原材料的基础上,提高石膏制品的力学性能和耐水性能,为开发新型建筑材料提供一种力学强度高、耐水性能好的绿色胶凝材料。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料,按照重量组分,包括脱硫建筑石膏65-75份、水泥15-20份、粉煤灰10-15份、熟石灰为粉煤灰重量的10%-15%、减水剂0.2-0.5份、水55-60份;
其制备方法,包括如下步骤:
Q1、预水化处理,在温度为20±2℃环境下,将组分量的水泥与水混合,在搅拌机搅拌均匀,搅拌机转速为2500转/分钟,时间2—3个小时,形成悬浮液;
Q2、在悬浮液中加入组分量的脱硫建筑石膏、粉煤灰、熟石灰、减水剂,混合均匀,得到成型制品;
Q3、制品养护:将成型制品放置在温度为50±2℃、湿度为95%以上的养护箱内,进行湿热养护6小时,然后自然养护至7天。
上述技术方案中,所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂之一,优选聚羧酸减水剂。
上述技术方案中,所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
本发明积极响应国家节能利废政策,可以消化大量的原状脱硫石膏,有效解决了脱硫建筑石膏的资源化应用问题,节能利废,有益环保;有效提高了石膏制品的力学性能和耐水性能,为开发新型建筑材料(如墙体保温材料、隔音材料、装饰材料等)提供了一种优质的绿色胶凝材料,本发明利用工业副产物脱硫建筑石膏作为基材,与水泥基材相比可以大幅度降低生产成本,经济价值潜力较大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为不同水膏比对纯脱硫建筑石膏制样力学性能的影响示意图。
图2为萘系减水剂对纯脱硫建筑石膏制样力学性能的影响示意图。
图3为聚羧酸减水剂对纯脱硫建筑石膏制样力学性能的影响示意图。
图4为32.5矿渣硅酸盐水泥对石膏基复合胶凝材料力学性能的影响示意图。
图5为32.5矿渣硅酸盐水泥对石膏基复合胶凝材料耐水性能的影响示意图。
图6为不同强度等级的水泥对石膏基复合胶凝材料力学性能的影响示意图。
图7为不同强度等级的水泥对石膏基复合胶凝材料耐水性能的影响示意图。
图8为水泥预水化对石膏基复合胶凝材料力学性能的影响示意图。
图9为水泥预水化对石膏基复合胶凝材料耐水性能的影响示意图。
图10为不同养护方式对石膏基复合胶凝材料力学性能的影响示意图。
图11为不同养护方式对石膏基复合胶凝材料耐水性能的影响示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
作为实施例所示的一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料,按照重量组分,脱硫建筑石膏75份,42.5普通硅酸盐水泥15份,粉煤灰10份,熟石灰1份,即熟石灰为粉煤灰掺量的10%,聚羧酸减水剂0.3份、水55份。
制备工艺:水泥与水混合,在温度为20±2℃环境下,在搅拌机中搅拌均匀,搅拌机转速为2500转/分钟,时间为2小时,形成悬浮液;在悬浮液中加入组分量的脱硫建筑石膏、粉煤灰、熟石灰、减水剂,混合均匀,得到成型制品。
制品养护:将成型制品放置在温度为50±2℃、湿度为95%以上的养护箱内,进行湿热养护6小时,然后自然养护至7天。
按照上述方法制得成型制品三组,其中,成型制品一组40mm×40mm×160mm的试件,根据《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671—1999的相关规定,测定石膏制样7d的抗压、抗折强度。另成型制品两组100mm×100mm×100mm的试件,根据《石膏砌块》JC/T698-2010的相关规定,测定石膏制样的软化系数。
结论:石膏基复合胶凝材料试件7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别为18.8MPa、5.6MPa、0.81,与纯石膏胶凝材料试件相比,分别提高了186.1%、87.3%、72.3%,满足《石膏砌块》JC/T 698-2010、《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169-2016的相关指标要求。
下面通过实验过程说明对于原材料组分选择以及最终的结论效果:
1、脱硫建筑石膏
本实验所用脱硫建筑石膏由重庆沐川石膏建材有限公司提供,呈淡黄色,加水拌合后具有胶凝特性。
主要化学成分如表1所示,主要物理性能指标如表2所示:
表1脱硫建筑石膏主要化学成分
成分 SO<sub>3</sub> CaO SiO<sub>2</sub> MgO Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 烧失量 结晶水
含量/% 41.5 32.9 1.24 1.84 0.15 0.56 15.78 18.12
表2脱硫建筑石膏主要物理性能指标
Figure BDA0002379030660000051
Figure BDA0002379030660000061
2、减水剂
本实验选用上海臣启化工科技有限公司生产的萘系减水剂和西卡(中国)有限公司生产的聚羧酸减水剂。其中萘系减水剂为粉剂,呈黄褐色,含固量(5%水溶液)≥92%,PH值7-9,硫酸钠含量16%-19%。聚羧酸减水剂为粉剂,呈白色,无甲醛,PH值7±0.5,总氯离子含量≤0.1%,氧化钠≤5.0%,堆积密度为0.6g/cm3
3、水泥
本实验所用水泥由重庆小南海水泥厂提供,分别为32.5矿渣硅酸盐水泥和42.5普通硅酸盐水泥。
其主要物理性能指标如表3所示:
表3水泥主要物理性能指标
Figure BDA0002379030660000062
4、粉煤灰
本实验所用粉煤灰由重庆市开源粉煤灰发展有限公司提供,II级,其中粒径小于45μm的颗粒约占91%。
其化学组成如表4所示:
表4粉煤灰的化学组成
成分 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO SO<sub>3</sub> Na<sub>2</sub>O K<sub>2</sub>O Loss
含量/% 53.12 18.56 9.30 7.84 5.74 2.15 0.78 2.15 0.36
5、熟石灰
本实验所用熟石灰由深圳市长隆科技有限公司提供,熟石灰又名Ca(OH)2,白色粉末状,Ca(OH)2含量达到90%-95%,呈高碱性,细度为200-550目。
6、实验方法
(1)石膏标稠用水量及凝结时间的测定方法
按照《建筑石膏净浆物理性能的测定》GB/T 17669.4—1999的相关规定,测定脱硫建筑石膏的标准稠度用水量和凝结时间。
(2)石膏制样抗压、抗折强度的测定方法
每一实验配比制作一组40mm×40mm×160mm的试件,常温带模养护1h后脱模,之后按实验设计方案进行养护,根据《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671—1999的相关规定,测定石膏制样7d的抗压、抗折强度。
(3)软化系数的测定方法
参照《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》JG/T 169—2016的相关规定,每一实验配比制作两组100mm×100mm×100mm的试件,按实验设计方案进行养护,7d后将两组试件放入烘箱内(50℃)烘至恒重,将其中一组3块放入20±2℃的水中浸泡,72h后取出,表面用湿毛巾抹干。然后同另一组未泡水的试件一起在压力机上做抗压强度实验,分别计算两组试件在饱和含水状态下和绝干状态下的抗压强度平均值,再将两者相除,即得到该试件的软化系数。
(4)结果与讨论
1.减水剂对纯脱硫建筑石膏制样相关性能的影响
减水剂对拌合物有分散作用,在保证拌合物流动性不变的情况下,减少单位用水量,从而提高拌合物的强度,因此,实验研究通过采取在纯脱硫建筑石膏(简称“纯石膏”)中掺入减水剂的方式来提高其力学性能。
2.水膏比的确定
根据图1所示,为确定掺入减水剂的纯石膏拌合物的最佳水膏比,实验在标准稠度用水量为0.6的基础上研究了水膏比为0.5和0.55时纯石膏制样的力学性能,图1显示了不同水膏比对纯石膏制样力学性能的影响,可以看出,随着水膏比的增大,纯石膏制样的抗压、抗折强度都随之略有下降;在实验过程中观察到,当水膏比为0.50时,石膏浆体较稠,可基本拌和均匀,但凝结硬化非常快,需要快速入模成型;当水膏比增至0.55时,石膏浆体稠度比较合适,实验室制样时间比较充足;当水膏比进一步增至0.60时,石膏浆体稠度适宜,实验室成型时间也很充足。
综合考虑纯石膏制样的强度及石膏浆体实验室的可操作性,实验确定在水膏比为0.55的基础上研究掺入减水剂对纯石膏各项性能的影响。
3.不同减水剂对纯石膏制样7d力学性能的影响。
根据图2所示,采用萘系减水剂做实验,(以石膏质量的百分数计)当萘系减水剂掺量为0.5%时,纯石膏制样的抗压和抗折强度较基准样有很大的提高,其中抗压强度增加了21.2%,抗折强度增加了16.7%,但是此配比下制备的纯石膏浆体较稠,流动性损失很快,需要快速入模成型,并且硬化成型的纯石膏试件内部出现较多的孔隙,这主要是因为浆体流动性太差,无法密实成型,当萘系减水剂的掺量增至1.0%时,与基准样相比,纯石膏浆体的流动性得到了较好的改善,凝结硬化时间增加,能够满足实验室成型的要求,同时抗压强度、抗折强度分别增加了16.7%、10.0%。随着萘系减水剂掺量的进一步增加,强度呈下降趋势,当掺量为1.5%时,纯石膏制样的力学性能与基准样几乎相同,究其原因,萘系减水剂在改善浆体流动性的同时,引入了较多的气泡,浆体的泌水现象越发严重,导致纯石膏制样的孔隙率增大,从而降低其力学性能,可见萘系减水剂掺量为1.0%时对纯石膏制样各项性能的综合改善效果最好。
根据图3所示,采用聚羧酸减水剂做实验,(以石膏质量的百分数计)随着聚羧酸减水剂掺量的增加,纯石膏制样的强度出现先增加后降低的趋势,当掺量为0.3%时,纯石膏制样的抗压强度较基准样增加了43.9%,抗折强度增加了23.3%,明显优于萘系减水剂的改善效果。
基于以上分析可得,后续实验将选用聚羧酸减水剂,掺量为胶凝材料质量的0.3%。
4.水泥对复合胶凝材料制样相关性能的影响
脱硫建筑石膏为钙质原料,其制品强度较低,耐水性能较差,可以采取在石膏中掺加硅质原料来提高石膏制样的力学性能和耐水性能,水泥就是一种典型的水硬性硅质材料,其力学性能和耐水性能都很好,通过在脱硫建筑石膏中掺入水泥,水泥水化产物能够填充石膏晶体搭接形成的孔隙,从而提高石膏制品的力学性能和耐水性能。
实验选取强度等级为32.5的矿渣硅酸盐水泥和强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥,在水胶比为0.55、聚羧酸减水剂掺量为0.3%的基础上来制备脱硫建筑石膏基复合胶凝材料(简称“石膏基复合胶凝材料”),分别研究掺入水泥对石膏制样各项性能的影响,同时考虑到水泥的成本和水泥水化具有微膨胀性,其在掺量大的情况下可能会损坏石膏制样,因此把水泥掺量控制在20%以下。(以石膏与水泥质量和的百分数计)
根据图4所示,随着32.5矿渣硅酸盐水泥取代脱硫建筑石膏比例的增大,复合胶凝材料制样的力学强度呈现上升的趋势,且在水泥取代量为15%时,强度的增加达到了最高值,此时制样的抗压强度较纯石膏制样增加了33.3%,抗折强度增加了15.2%。根据图5所示采用32.5矿渣硅酸盐水泥取代部分脱硫建筑石膏,复合胶凝材料制样的耐水性能得到了显著的改善,当水泥取代量为15%时,软化系数较纯石膏制样增加了28.0%。因此,确定32.5矿渣硅酸盐水泥取代脱硫建筑石膏的最佳质量比为15%。
根据图6、图7所示,虽然采用32.5矿渣硅酸盐水泥取代一部分脱硫建筑石膏能改善制样的耐水性能,但是此时软化系数也只有0.64,依然不能满足石膏制品的耐水要求,为进一步提高复合胶凝材料制样的力学性能和耐水性能,实验采用42.5普通硅酸盐水泥来取代15%的脱硫建筑石膏,采用42.5普通硅酸盐水泥取代15%的脱硫建筑石膏制备得到的复合胶凝材料,其力学性能和耐水性能均优于纯石膏制样和采用32.5矿渣硅酸盐水泥制备得到的复合胶凝材料制样。其中,42.5普通硅酸盐水泥与石膏复合胶凝材料制样的抗压强度、抗折强度、软化系数,较纯石膏制样分别提高了87.5%、27.3%、34.0%,较32.5矿渣硅酸盐水泥与石膏复合胶凝材料制样分别提高了40.6%、10.5%、4.7%。可见,在脱硫建筑石膏中掺入42.5普通硅酸盐水泥对复合胶凝材料的力学性能和耐水性能有极大的提高,因此后续实验确定选用42.5普通硅酸盐水泥取代15%脱硫建筑石膏来制备复合胶凝材料,即脱硫建筑石膏与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为1:0.18。
5.预水化法对复合胶凝材料制样相关性能的影响
由脱硫建筑石膏、水泥组成的复合胶凝材料,在水化过程中,脱硫建筑石膏水化速度偏快,在短短数分钟就会凝结硬化,基体中的水分急速减少,而此时水泥的水化程度还非常低,生成的水化产物很少,导致水泥在复合胶凝材料中主要起到的仅仅是填充作用,而对强度的贡献很少,为充分发挥水泥的增强作用,实验研究采用预水化技术,即让水泥先与水拌和,进行预水化,再将脱硫建筑石膏加入预水化的水泥浆中进行拌和。该方法可以保障水泥有较长的水化时间,生成较多的水化产物,有利于复合胶凝材料力学性能和耐水性能的提高。
采用前述实验参数,确定参与预水化实验的设计配比为:质量占比75%的脱硫建筑石膏、15%的42.5普通硅酸盐水泥、10%的粉煤灰、1%的熟石灰、0.3%的聚羧酸减水剂、0.55的水胶比,为确保42.5普通硅酸盐水泥在初凝前完成预水化,实验分别研究水泥预水化1h、2h、3h后得到的石膏基复合胶凝材料制样的力学性能和耐水性能。
根据图8、图9所示,水泥预水化的实验室温度为20±2℃、搅拌机转速为2500转/分钟,42.5普通硅酸盐水泥经过不同时间的预水化之后制备得到的石膏基复合胶凝材料制样的力学性能和耐水性能。可以看出,随着水泥预水化时间的增加,石膏基复合胶凝材料制样的力学性能和耐水性能都有所增加,但增加的比例有略微降低的趋势。当预水化时间为3h时,复合制样的7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别达到了17.9MPa、5.1MPa、0.75,与基准样相比,分别增加了32.6%、21.4%、11.9%。原因是:1、预水化法的本质是水化反应,水泥中的矿物熟料与水反应后,生成大量的水化产物,这些水化产物具有胶凝性质,对提高制样的力学性能十分有利;2、水泥在预水化时,此时石膏尚未掺入,因此预水化是在高水灰比的条件下进行的,形成的颗粒基本处于胶粒尺寸范围,后期将石膏加入到此悬浮液中,这些胶粒能够更好地析出,促进水化的进行;3、水泥浆体在长时间的搅拌下,分散得更均匀,水泥浆体与脱硫建筑石膏复合得到的胶凝材料制样能够形成更为稳定的网状结构,提高了密实度,从而有利于强度的增加;四是当预水化时间为3h时,发现水泥浆体的流动性略有下降,后期加入脱硫建筑石膏,浆体非常黏稠,很难入模成型,这是因为选用的42.5普通硅酸盐水泥的初凝时间为189分钟,此时已接近初凝,同时预水化时间越长,水泥浆与空气接触的就越多,碳化现象就越明显,这对制样的抗压、抗折强度是不利的。
综合考虑以上因素,预水化2h制备得到的水泥浆流动性好,利于后期脱硫建筑石膏的拌和,同时复合胶凝材料制样与基准样相比,其7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别增加了25.2%、19.0%、10.5%。
6.成型制品养护方式对复合胶凝材料制样相关性能的影响
石膏是一种气硬性胶凝材料,只能在空气中硬化,也只能在空气中保持和发展强度;而水泥是一种水硬性胶凝材料,其强度的增长需要一定的温度和湿度,两种胶凝材料对养护条件的要求是截然相反的,为了找到一个有利于两种材料强度发展的养护方式,实验在质量占比75%的脱硫建筑石膏、15%的42.5普通硅酸盐水泥、10%的粉煤灰、1%的熟石灰、0.3%的聚羧酸减水剂、0.55的水胶比、水泥预水化2h的前提下,分别研究自然养护、湿热养护和间歇洒水养护三种方式对复合胶凝材料制样的7d力学性能和耐水性能的影响。
其中湿热养护的温度为50±2℃,湿度为95%以上,养护时间设计为两种,分别是前6h湿热养护、后自然养护(简称“湿热养护6h”);另一种是前12h湿热养护、后自然养护(简称“湿热养护12h”)。需要注意的是,湿热养护完成后,试件务必在养护箱中冷却至室温后再取出。间歇洒水养护采取每隔48h洒水一次,分别安排在第一天,第三天,第五天,洒水至试件6个表面湿润为宜。
根据图10、图11所示,采取先湿热养护6h、后进行自然养护的方式对复合制样的力学性能和耐水性能的提高是最有利的,其7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别为18.8MPa、5.6MPa、0.81,与自然养护比较,分别提高了11.2%、12.0%、9.5%。原因是湿热养护为制样提供了一个恒温恒湿的环境,非常有利于水泥的水化,而且将养护温度控制在50℃左右,这样不会因为温度太高而不利于水泥水化,也不会因为温度太低而不利于石膏强度的发展和保持;对于湿热养护6h对制样力学性能和耐水性能的改善优于湿热养护12h,原因可能是在复合胶凝材料中,水泥的比例只有15%,而石膏占据了绝大部分,制样如果长期进行湿热养护并不利于石膏这种气硬性胶凝材料强度的保持,因此对复合胶凝材料制样进行适度的湿热养护,才能确保既可以在一定程度上有利于水泥的水化,又不至于削弱石膏基体本身的强度。
7.结论
(1)适当掺入萘系减水剂或聚羧酸减水剂对脱硫建筑石膏的强度都有一定的提高,其中萘系减水剂的最佳掺量为1%,聚羧酸减水剂的最佳掺量为0.3%。但两者在改善强度的同时,在石膏浆体中引入了大量的气泡,加重了石膏浆体的泌水现象。
(2)采用水泥取代一部分脱硫建筑石膏制备复合胶凝材料,可以获得较高的力学性能和耐水性能,采用32.5矿渣硅酸盐水泥取代15%脱硫建筑石膏制备得到的复合胶凝材料,制样的抗压强度、抗折强度、软化系数较纯脱硫建筑石膏制样分别增加了33.3%、15.2%、28.0%;采用42.5普通硅酸盐水泥取代15%脱硫建筑石膏制备得到的复合胶凝材料,制样的抗压强度、抗折强度、软化系数较纯脱硫建筑石膏制样分别增加了87.5%、27.3%、34.0%,较32.5矿渣硅酸盐水泥与石膏复合胶凝材料制样分别增加了40.6%、10.5%、4.7%。
(3)采用预水化法可以促进水泥的水化速度,提高其在复合胶凝材料中的强度贡献,当42.5普通硅酸盐水泥预水化2h时,制备得到的水泥浆流动性好,利于后期脱硫建筑石膏的拌和,同时得到的复合胶凝材料制样与无预水化复合胶凝材料制样相比,其7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别增加了25.2%、19.0%、10.5%。
(4)成型制品养护采取先湿热养护6h(温度为50±2℃,湿度为95%以上)、后进行自然养护的方式对复合胶凝材料制样的力学性能和耐水性能的提高是非常有利的,所得制样7d抗压强度、抗折强度、软化系数分别为18.8MPa、5.6MPa、0.81,与自然养护相比,分别提高了11.2%、12.0%、9.5%。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,其特征在于:按照重量组分,包括脱硫建筑石膏65-75份、水泥15-20份、粉煤灰10-15份、熟石灰为粉煤灰重量的10%-15%、减水剂0.2-0.5份、水55-60份;
其制备方法,包括如下步骤:
Q1、预水化处理,在温度为20±2℃环境下,将组分量的水泥与水混合,在搅拌机搅拌均匀,搅拌机转速为2500转/分钟,时间2—3个小时,形成悬浮液;
Q2、在悬浮液中加入组分量的脱硫建筑石膏、粉煤灰、熟石灰、减水剂,混合均匀,得到成型制品;
Q3、制品养护:将成型制品放置在温度为50±2℃、湿度为95%以上的养护箱内,进行湿热养护6小时,然后自然养护至7天。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,其特征在于:所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂之一。
3.根据权利要求2所述的一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求3所述的一种脱硫建筑石膏基复合胶凝材料的制备方法,其特征在于:所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113004055A (zh) * 2021-05-06 2021-06-22 太原龙投富思特新材料科技有限公司 一种绿色高热阻的自保温砌块及其制备方法
CN113943140A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂 一种耐水脱硫建筑石膏制品的制备方法
CN115448666A (zh) * 2022-09-26 2022-12-09 东南大学 一种高性能β型工业副产建筑石膏复合材料及其制备方法
CN116063017A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 国家能源投资集团有限责任公司 用于生产复合凝胶材料的组合物、复合凝胶材料及其制备方法和应用
CN116063016A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 国家能源投资集团有限责任公司 复合凝胶材料组合物、复合凝胶材料及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001089260A (ja) * 1999-09-27 2001-04-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Alcの製造方法
CN101328028A (zh) * 2008-07-18 2008-12-24 深圳大学 一种复合水硬性胶凝材料
CN102653462A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 艾永平 一种胶凝材料粉煤灰-水泥及生产方法
CN103553533A (zh) * 2013-10-30 2014-02-05 天津城建大学 一种用脱硫石膏制备加气砌块的方法
KR101366003B1 (ko) * 2013-04-26 2014-02-25 한일에코산업 주식회사 무시멘트 결합재를 사용한 콘크리트 블록
CN107311585A (zh) * 2017-05-19 2017-11-03 上海漕源新型建材有限公司 一种防霉脱硫石膏砂浆及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001089260A (ja) * 1999-09-27 2001-04-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Alcの製造方法
CN101328028A (zh) * 2008-07-18 2008-12-24 深圳大学 一种复合水硬性胶凝材料
CN102653462A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 艾永平 一种胶凝材料粉煤灰-水泥及生产方法
KR101366003B1 (ko) * 2013-04-26 2014-02-25 한일에코산업 주식회사 무시멘트 결합재를 사용한 콘크리트 블록
CN103553533A (zh) * 2013-10-30 2014-02-05 天津城建大学 一种用脱硫石膏制备加气砌块的方法
CN107311585A (zh) * 2017-05-19 2017-11-03 上海漕源新型建材有限公司 一种防霉脱硫石膏砂浆及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
江嘉运等: "石膏基复合胶凝材料的物理力学性能研究", 《硅酸盐通报》 *
鲍圆圆: "预水化法对水泥砂浆抗压强度影响研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113004055A (zh) * 2021-05-06 2021-06-22 太原龙投富思特新材料科技有限公司 一种绿色高热阻的自保温砌块及其制备方法
CN113004055B (zh) * 2021-05-06 2023-03-10 太原龙投富思特新材料科技有限公司 一种绿色高热阻的自保温砌块及其制备方法
CN113943140A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂 一种耐水脱硫建筑石膏制品的制备方法
CN116063017A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 国家能源投资集团有限责任公司 用于生产复合凝胶材料的组合物、复合凝胶材料及其制备方法和应用
CN116063016A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 国家能源投资集团有限责任公司 复合凝胶材料组合物、复合凝胶材料及其制备方法和应用
CN115448666A (zh) * 2022-09-26 2022-12-09 东南大学 一种高性能β型工业副产建筑石膏复合材料及其制备方法

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