CN111559896A - 一种发泡磷石膏砌块及其制备方法 - Google Patents

一种发泡磷石膏砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种发泡磷石膏砌块及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述发泡磷石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：（1）用生石灰预处理磷石膏，并在反应釜内加入固液比为1:5的反应料浆；（2）加入转晶剂顺丁烯二酸，在达到预设条件下分离去除生成的沉淀，并晾干；（3）将步骤（2）中处理后的材料放入回转窑中煅烧，煅烧一段时间后进行陈化；（4）将磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，并按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌。本发明通过在煅烧后的磷石膏中加入粉煤灰，水泥等组成磷石膏复合胶凝材料，利用发泡的方式来制备发泡磷石膏材料，优化材料的制备工艺和性能。

Description

一种发泡磷石膏砌块及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种发泡磷石膏砌块及其制备方法。
背景技术
随着建筑行业在全球的兴起，产生了许许多多对建筑材料的研究。与此同时，工业固体废弃物也大量增加。随着工业固体废物堆积量越来越大，而建筑不可再生资源越用越少，工业固体废弃物应用于建筑材料的需求也在增加。
在日常生产、生活中工业固体废弃物主要来源有：煤炭工业生产的煤矸石；冶金工业产生的高炉渣、钢渣和赤泥等；燃料电厂和城市集中供热系统产生的粉煤灰、炉渣；化学工业及其他工业产生的化学石膏、电石渣、碱渣等；开采金属矿石产生的废石和尾矿等。
资源日益短缺，能源紧张。我国煤炭、石油、天然气等非可再生资源贮量有限，且作为主要能源，大部分已开采；土地沙漠化日趋严重，人均土地资源越来越少。
不断增长的建筑材料需求。我国工业化、城镇化进程不断加快，大规模的基础建设需要大量的建筑材料，尤其是墙体材料，每年需求约亿块标准砖。而现有技术中，
工业固废弃物应用于建筑材料的有利条件工业固体材料广泛应用于建筑材料领域，它自身具有的特点：一是种类很多，产量很大，分布很广，常年均衡排放，可作为稳定的可利用资源加以利用；二是其物相组成较为稳定，化学成分与建筑材料原料相近，具有潜在的活性，适合作建筑材料的原料。总之，经过科学鉴定，大部分工业固体废弃物具备生产建筑材料的潜能，作为建筑材料的原材料可以节约成本，创造更高经济效益，变废为宝，实现有限资源的循环利用。
目前，现有技术中，人们用于工业固体废弃物制造的砖体砌块耐水性能差，早期强度低，且制备工艺较为复杂，成本偏高。
发明内容
为了解决解决石膏耐水性差，早期强度不高和混凝土砌块能耗高、成本高，并且污染环境严重等问题，本发明利用了化学石膏替换不可再生资源，利用好磷石膏本身重量轻，防火，保温，生产成本低等特点，有效解决加气混凝土砌块能耗高，成本高，污染环境等问题。
本发明提供了一种发泡磷石膏砌块，所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液混合而成。
进一步的，所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液的配比为：40%～60%：5%～15%：20%～30%：10%～15%：0.1%：1%～1.6%：1.2%～2.4%：0.4%～0.6%：2%～6%。
一种发泡磷石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）用生石灰预处理磷石膏，在反应釜内加入质量比为1:5的磷石膏和水，再加入生石灰制成反应料浆用生石灰预处理磷石膏，并在反应釜内加入固液比为1:5的反应料浆；
（2）加入转晶剂顺丁烯二酸，在达到预设条件下分离去除生成的沉淀，并晾干；
（3）将步骤（2）中处理后的材料放入回转窑中煅烧，煅烧一段时间后进行陈化；
（4）以步骤（3）中处理后的磷石膏与普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌将磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，并按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌；
（5）将十二烷基磺酸钠与水按比例混合并制成溶液，再将混合后的溶液加入到步骤（4）制成的混合物中，再按照水料比为2:1的比例加入水，混合搅拌形成均匀浆料；
（6）将（5）形成的均匀浆料放入模具中，采用边浇筑边振动的方式使得气泡均匀，浇筑完成后在自然环境中放置一段时间后进行拆模和养护，制成发泡磷石膏砌块。
进一步的，所述步骤（2）中预设条件为预设温度为180摄氏度，预设煅烧时间为2小时，预设的pH值为4。
进一步的，所述步骤（3）中的煅烧时间为8小时，煅烧温度为160摄氏度，且陈化的时间为6天。
进一步的，所述步骤（4）中的搅拌时间为30分钟。
进一步的，所述步骤（5）中十二烷基磺酸钠与水的混合比例为2:1。
进一步的，所述步骤（6）中的防止时间为24小时。
进一步的，所述煅烧后的石膏为β-半水石膏，主要性能指标满足行业标准。
进一步的，根据权利要求1或3任一所述的高效粉煤活化剂的制备方法，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5。
有益效果：本发明通过在煅烧后的磷石膏中加入粉煤灰，水泥等组成磷石膏复合胶凝材料，利用发泡的方式来制备发泡磷石膏材料，优化材料的制备工艺和性能，加入粉煤灰和外加剂能够有效的解决石膏耐水性差，早期强度不高等问题，又通过纤维来改善材料的耐水性和防裂性，利用发泡磷石膏砌块制成轻质墙体砌块，用于非承重或填充墙的建筑结构中不需要高温蒸压和养护，在自然条件下便可养护成型，制备工艺简单，使得成本大大降低，具有经济效益价值，且利用固废磷石膏制备砌块，复合绿色，环保的理念，有效地减轻不可再生资源的浪费。
具体实施方式
本发明提供了一种发泡磷石膏砌块，所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液混合而成。
进一步的，所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液的配比为：40%～60%：5%～15%：20%～30%：10%～15%：0.1%：1%～1.6%：1.2%～2.4%：0.4%～0.6%：2%～6%。
一种发泡磷石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）用生石灰预处理磷石膏，在反应釜内加入质量比为1:5的磷石膏和水，再加入生石灰制成反应料浆，用生石灰预处理磷石膏，并在反应釜内加入固液比为1:5的反应料浆，具体为，在预处理的磷石膏中加入生石灰，能够中和磷石膏中残余的酸，固定磷石膏内的F和P，第二次加入生石灰能够提供砌块碱性的环境，促进磷石膏的水化反应，能与粉煤灰反应生成钙矾石和水化成硅酸钙，提高了砌块的强度，且水泥水化能够生成少量的钙矾石在材料内部起到连接晶体和填充的作用，内部会形成致密的网格结构，从而提高材料的强度和耐水性能；
（2）加入转晶剂顺丁烯二酸，转晶剂顺丁烯二酸能有效抑制晶体轴向生长，将晶体形貌由纤维状改为短柱状，提高砌块的抗压性能，在达到预设条件下分离去除生成的沉淀，并晾干；
（3）将步骤（2）中处理后的材料放入回转窑中煅烧，煅烧一段时间后进行陈化；
（4）以步骤（3）中处理后的磷石膏与普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌将磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，并按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌，添加粉煤灰能够使得磷石膏内的成分与粉煤灰中的氧化铝化合，形成水化硫铝酸钙，能够减少后期收缩，增加体积稳定性，且能够延缓砌块凝结时间，使得砌块有充足的发泡时间，第二次加入生石灰能够提供砌块碱性的环境，促进磷石膏的水化反应，能与粉煤灰反应生成钙矾石和水化成硅酸钙，提高了砌块的强度，且水泥水化能够生成少量的钙矾石在材料内部起到连接晶体和填充的作用，内部会形成致密的网格结构，从而提高材料的强度和耐水性能，聚丙烯纤维在搅拌时能够将气泡均匀的分散在料浆中，且其可以提高砌块的抗折强度，防止应力集中，使砌块产生裂纹，提高材料的力学性能，高效减水剂的加入能够改善材料的流动性，降低材料的孔隙率，提高材料的强度和干密度，降低砌块的吸水率，硬脂酸乳液与水生成稳定的硬脂酸钙包裹在二水石膏晶体表面上，不仅减慢了材料的水化过程，还使得材料的内部气孔表现为憎水性，提高了材料的耐水性能；
（5）将十二烷基磺酸钠与水按比例混合并制成溶液，十二烷基磺酸钠为发泡剂，遇水通过高速搅拌能够产生大量均匀稳定的气泡，具有良好的发泡效果，再将混合后的溶液加入到步骤（4）制成的混合物中，再按照水料比为2:1的比例加入水，混合搅拌形成均匀浆料；
（6）将（5）形成的均匀浆料放入模具中，采用边浇筑边振动的方式使得气泡均匀，由于发泡石膏材料中存在许多气泡，因此在浇筑时不能一次完成浇筑，应该边浇筑边轻微振捣，保证气泡能均匀分散，浇筑完成后在自然环境中放置一段时间后进行拆模和养护，制成发泡磷石膏砌块。
进一步的，所述步骤（2）中预设条件为预设温度为180摄氏度，预设煅烧时间为2小时，预设的pH值为4。
进一步的，所述步骤（3）中的煅烧时间为8小时，煅烧温度为160摄氏度，且陈化的时间为6天。
进一步的，所述步骤（4）中的搅拌时间为30分钟。
进一步的，所述步骤（5）中十二烷基磺酸钠与水的混合比例为2:1。
进一步的，所述步骤（6）中的防止时间为24小时。
进一步的，所述煅烧后的石膏为β-半水石膏，主要性能指标满足行业标准。
进一步的，根据权利要求1或3任一所述的高效粉煤活化剂的制备方法，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5。
以下为具体实施例。
实施例一：
一种发泡磷石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）用6% 的生石灰预处理磷石膏，并在反应釜内加入固液比为1:5的反应料浆；
（2）加入0.1%转晶剂顺丁烯二酸，在达到温度为180摄氏度、煅烧时间为2小时并且pH值为4的预设条件下分离去除生成的沉淀，并晾干；
（3）将步骤（2）中处理后的材料放入回转窑中煅烧，并在温度为160摄氏度的温度下8小时后进行陈化，陈化时间为6天；
（4）将50%的磷石膏、11%的普通硅酸盐水泥、20%的粉煤灰和4%生石灰左为主要原料，并按比例加入1%的聚丙烯纤维、0.5%的高效减水剂和5.4%的硬脂酸乳液，进行搅拌，搅拌时间为30min；
（5）将2%的十二烷基磺酸钠与水按2:1的比例混合并制成溶液，再将混合后的溶液加入到步骤（4）制成的混合物中，再按照水料比为2:1的比例加入水，混合搅拌形成均匀浆料；
（6）将（5）形成的均匀浆料放入模具中，采用边浇筑边振动的方式使得气泡均匀，浇筑完成后在自然环境中放置24h后进行拆模和养护，制成发泡磷石膏砌块。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种发泡磷石膏砌块，其特征在于：所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液混合而成。
2.根据权利要求1所述的发泡磷石膏砌块，其特征在于，所述发泡磷石膏砌块由磷石膏、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、生石灰、转晶剂顺丁烯二酸、聚丙烯纤维、十二烷基磺酸钠、高效减水剂和硬脂酸乳液的配比为：40％～60％：5％～15％：20％～30％：10％～15％：0.1％：1％～1.6％：1.2％～2.4％：0.4％～0.6％：2％～6％。
3.如权利要求2所述的一种发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用生石灰预处理磷石膏，在反应釜内加入质量比为1:5的磷石膏和水，再加入生石灰制成反应料浆；
(2)加入转晶剂顺丁烯二酸，在达到预设条件下分离去除生成的沉淀，并晾干；
(3)将步骤(2)中处理后的材料放入回转窑中煅烧，煅烧一段时间后进行陈化；
(4)以步骤(3)中处理后的磷石膏与普通硅酸盐水泥、粉煤灰和生石灰左为主要原料，按比例加入聚丙烯纤维、高效减水剂和硬脂酸乳液，进行搅拌；
(5)将十二烷基磺酸钠与水按比例混合并制成溶液，再将混合后的溶液加入到步骤(4)制成的混合物中，再按照水料比为2:1的比例加入水，混合搅拌形成均匀浆料；
(6)将(5)形成的均匀浆料放入模具中，采用边浇筑边振动的方式使得气泡均匀，浇筑完成后在自然环境中放置一段时间后进行拆模和养护，制成发泡磷石膏砌块。
4.根据权利要求3所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中预设条件为预设温度为180摄氏度，预设煅烧时间为2小时，预设的pH值为4。
5.根据权利要求3所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的煅烧时间为8小时，煅烧温度为160摄氏度，且陈化的时间为6天。
6.根据权利要求3所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的搅拌时间为30分钟。
7.根据权利要求3所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中十二烷基磺酸钠与水的混合比例为2:1。
8.根据权利要求3所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中的防止时间为24小时。
9.根据权利要求5所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述煅烧后的石膏为β-半水石膏，主要性能指标满足行业标准。
10.根据权利要求1或3任一所述的发泡磷石膏砌块的制备方法，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5。
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