CN111410499A - 一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法,依次包括如下步骤:S1:磷石膏的改性;S2:混凝土的制备;S3:预制构件的制备。本发明采用石灰预处理可以消除可溶磷、氟对磷石膏实用性能的影响;采用化学纤维、添加剂、混凝土原料、改性磷石膏等制备出的混凝土预制构件性能优良,满足装配式建筑施工质量要求。

Description

一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域,具体涉及一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法。
背景技术
磷石膏是磷酸湿法生产过程中产生的副产品,每生产1t磷酸约产生4~5t磷石膏。我国磷石膏的综合利用率为40%左右,磷石膏产量大,综合利用成本较高,大量的磷石膏长期堆存,不仅占用土地,且存在较大的环境安全隐患。我国对磷石膏的利用多通过建材、化工、农业、井下填充四种途径,从产业化利用来看,主要集中在水泥、水泥熟料、墙板、砂浆、砌块、水泥添加剂、建筑石膏等方面。
磷石膏中含有的可溶性磷和共晶磷在水化时与钙离子反应生成的Ca3(PO4)2包裹住磷石膏,使其中的二水硫酸钙难以继续溶出及水化,使用磷石膏制备胶凝材料时会造成凝结时间过长、早强降低;含有的可溶性氟具有促凝作用,但量大时会导致制品结构疏松、早强降低;其中的部分杂质会增加溶解的需水量,同时会导致制品结构疏松、早强降低。基于此,利用磷石膏制备胶凝材料等时需对其进行改性处理,在使用时需对需水量等指标进行控制。
专利(CN 109851308 A)公开了一种磷石膏基水泥混凝土砂浆及其制备工艺。主要以磷石膏、熟料、水混合、球磨、陈化后得到改性磷石膏浆料,再加入碱性料、标准砂、减水剂、水混合均匀即可得到砂浆。磷石膏改性制备成的混凝土的强度、膨胀性能较未改性的均有一定提升,但整个改性过程所需的陈化时间较长,不利于工业化生产;且制成的材料早期强度不高。专利(CN 105777022 B)公开了一种磷石膏混凝土挤出隔板墙,采用的改性方法是采用复合激发剂进行传热激发催化处理,整个流程复杂耗时久,不利用大规模生产。基于此,本申请设计了一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术的缺点,提供一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种改性磷石膏基混凝土预制构件及其制备方法,其特征在于,其原料按重量份计包括:磷石膏80份~120份、生石灰2.5份~7.5份、水泥320份~400份、水 120~200 份、减水剂3~8 份、玻璃纤维 0.8~1.8 份、粉煤灰5~15 份、砂 355~725 份、石 870~1470 份。
上述的预制构件及其制备方法,包括以下步骤:
S1 磷石膏的改性:将磷石膏与预水化的生石灰搅拌均匀后自然风干,得到改性的磷石膏;
S2 混凝土的制备:将所需重量份的改性磷石膏、水泥、粉煤灰、玻璃纤维放入混料装置中,搅拌5~15min;依次加入砂、石、水、减水剂继续搅拌10~25min;
S3 预制构件的制备:将上述S2所得的混凝土砂浆倒入所需预制构件的模具中,养护、等待成型即可。
优选的,所述步骤S1中的磷石膏为40~50℃干燥至恒重的磷石膏,生石灰与磷石膏的质量比为3~6%。
优选的,所述粉煤灰的粒径为过80目方孔筛,筛余≤2%。
优选的,所述减水剂剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸系减水剂 中的一种或几种。
优选的,所述玻璃纤维长度为20~60mm。
优选的,所述步骤S2中所述搅拌转速为350~500r/min。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
1、本发明使用生石灰改性磷石膏,可快速消除其中的酸性,使磷石膏呈中性或弱碱性,同时磷石膏中阳离子的流露及各类反应使其所得制品的强度较优,同时可降低磷石膏堆放带来的环境健康等方面污染问题;
2、适量玻璃纤维短切丝的掺入,可有效改善混凝土的抗压强度、韧性、抗裂性及应变能力;
3、减水剂的使用可降低磷石膏使用带来的需水量大的问题,同时对水泥颗粒具有分散作用,改善混凝土拌合物的流动性及其工作性。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
S1 磷石膏的改性:称取4.5份的生石灰使用少量水先预水化,加入90份已烘干至恒重的磷石膏,搅拌均匀后自然风干过筛,得到改性的磷石膏;
S2 混凝土的制备:称取改性磷石膏90份、水泥350份、粉煤灰7份、玻璃纤维1.2份放入混料装置中,以450r/min转速搅拌10min;依次加入砂534份、石1046份、水125份、萘系减水剂4.5份,继续搅拌20min;
S3 预制构件的制备:将上述S2所得的混凝土砂浆倒入所需预制构件的模具中,养护、等待成型即可。
对比例1
除减少步骤S1外,其余步骤S2、S3与实施例1相同。
实施例2
S1 磷石膏的改性:称取6份的生石灰使用少量水先预水化,加入100份已烘干至恒重的磷石膏,搅拌均匀后自然风干过筛,得到改性的磷石膏;
S2 混凝土的制备:称取改性磷石膏100份、水泥375份、粉煤灰9.5份、玻璃纤维1.5份放入混料装置中,以450r/min转速搅拌12min;依次加入砂600份、石1130份、水145份、密胺系减水剂5.6份,继续搅拌20min;
S3 预制构件的制备:将上述S2所得的混凝土砂浆倒入所需预制构件的模具中,养护、等待成型即可。
对比例2
除省略步骤S2中的减水剂外,其余步骤与实施例2相同。
实施例3
S1 磷石膏的改性:称取7份的生石灰使用少量水先预水化,加入110份已烘干至恒重的磷石膏,搅拌均匀后自然风干过筛,得到改性的磷石膏;
S2 混凝土的制备:称取改性磷石膏110份、水泥400份、粉煤灰11.5份、玻璃纤维1.7份放入混料装置中,以450r/min转速搅拌15min;依次加入砂647份、石1250份、水175份、聚羧酸系减水剂7.2份,继续搅拌25min;
S3 预制构件的制备:将上述S2所得的混凝土砂浆倒入所需预制构件的模具中,养护、等待成型即可。
对比例3
除省略步骤S2中的玻璃纤维外,其余步骤与实施例3相同。
将上述实施例与对比例得到的混凝土按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》、JC/T603-2004《水泥胶砂干缩试验方法》进行性能检测,得到的结果如表1所示。
表1:
Figure 147869DEST_PATH_IMAGE002
由上表可知,改性后的磷石膏,以及减水剂、玻璃纤维的掺入,有助于改善磷石膏基混凝土的力学性能、膨胀系数,制成的成品可满足使用标准。
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围,本领域人员还可以对其进行局部改变,只要没有超出本专利的精神实质,都视为对本专利的等同替换,都在本专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改性磷石膏基混凝土预制构件,其特征在于,其原料按重量份计包括:磷石膏80份~120份、生石灰2.5份~7.5份、水泥320份~400份、水 120~200 份、减水剂3~8 份、玻璃纤维 0.8~1.8 份、粉煤灰5~15 份、砂 355~725 份、石 870~1470 份。
2.一种改性磷石膏基混凝土预制构件的制备方法,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
S1 磷石膏的改性:将磷石膏与预水化的生石灰搅拌均匀后自然风干,得到改性的磷石膏;
S2 混凝土的制备:将所需重量份的改性磷石膏、水泥、粉煤灰、玻璃纤维放入混料装置中,搅拌5~15min;依次加入砂、石、水、减水剂继续搅拌10~25min;
S3 预制构件的制备:将上述S2所得的混凝土砂浆倒入所需预制构件的模具中,养护、等待成型即可。
3.根据权利要求2所述预制构件的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中的磷石膏为40~50℃干燥至恒重的磷石膏,生石灰与磷石膏的质量比为3~6%。
4.根据权利要求2所述预制构件的制备方法,其特征在于:所述粉煤灰的粒径为过80目方孔筛,筛余≤2%。
5.根据权利要求2所述预制构件的制备方法,其特征在于:所述减水剂剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸系减水剂 中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述预制构件的制备方法,其特征在于:所述玻璃纤维长度为20~60mm。
7.根据权利要求2所述预制构件的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中所述搅拌转速为350~500r/min。
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