CN111875329A - 以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备，抹灰砂浆包括以下重量份数的组分：磷石膏100份；矿渣粉55‑85份；硅酸盐水泥15‑35份；机制砂100‑150份；硅灰7‑12份；减缩剂4‑5份；膨胀剂2‑4份；减水剂1.3‑3.1份；纤维素醚0.03‑0.07份；消泡剂0.022‑0.05份。与现有技术相比，本发明具有良好强度性能和多变的装饰效果，同时隔热、轻质，可广泛应用于公共设施、景区及高层建筑等，在促进建筑节能、建筑装饰领域具有广阔的应用前景。

Description

以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备。
背景技术
我国磷肥工业发展迅猛，现每年产生副产磷石膏近5000万t，其中仅有20％左右的副产磷石膏被利用。由于现阶段将磷石膏代替天然石膏进行利用大多需要通过预处理，因而难以与脱硫石膏竞争，且我国主要以火力发电为主，脱硫石膏的产量巨大，更限制了磷石膏的利用前景。国内外近几十年对磷石膏的资源化再利用已进行了不同程度的研究，然而磷石膏由于含有害杂质使其性能劣化，进一步加大其被资源化利用的难度，所以如何将其有效利用于建材中成为亟待解决的难题。
中国专利201910890611.0公开了一种耐水性磷石膏抹灰砂浆，包括主骨料和副骨料以及掺料和调节材料相互混合而成，所述主骨料包括：磷石膏、沙子和水泥；所述副骨料包括：粉煤灰、矿渣粉、石英砂；所述掺料包括：聚丙烯短纤维、粘结剂、二氧化硅和石蜡乳液；所述调节材料包括：憎水剂和缓凝剂。但是，此专利的分散性与工作性较差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆及其制备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的技术方案之一提出了一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，包括以下重量份数的组分：
Figure BDA0002591125230000011
Figure BDA0002591125230000021
进一步的，各组分的重量份数配比为：
Figure BDA0002591125230000022
进一步的，所述磷石膏取自磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，原状磷石膏为含水10％～12％的粉状固体，在40℃的烘箱内烘干后备用，其主要矿物组成为CaSO4·2H2O。
进一步的，所述矿渣粉取自粒化高炉矿渣粉固体废料，平均粒径为45-85μm，氮吸附测定的比表面积为(325-525)m2/kg，质量系数K为1.9-2.1。
进一步的，所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5级硅酸盐水泥或52.5级硅酸盐水泥中的一种。
进一步的，所述硅灰的比表面积为18000m2/kg，其SiO2含量不低于90％。
进一步的，所述减缩剂为丙二醇聚醚，数均分子量为2500-3500。
进一步的，所述纤维素醚为羟甲基丙基纤维素醚，其粘度为15000mPa·s。
进一步的，所述膨胀剂为UEA干粉膨胀剂。
进一步的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
进一步的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步的，所述机制砂的细度模数为3.0-2.3。
进一步的，水胶比为0.50-0.58。
本发明中，磷石膏可加速矿渣粉中惰性SiO2玻璃体在碱性条件下的破碎，同时矿渣粉可在磷石膏与碱性条件下，激发出火山灰活性，提高抹灰砂浆的长期力学性能；硅酸盐水泥由于其内部的活性物质可以作为碱激发的原材料使用；硅灰为体系强度的提高做出了贡献；减缩剂与膨胀剂的配合使用主要为减少抹灰砂浆中的开裂；减水剂与消泡剂的配合使用主要为增强砂浆工作性，强化砂浆内部各组分的结合；纤维素醚作为保水增稠组分，在浆体中溶胀，并通过分子的吸附作用将硅灰和水化产物连接在一起，降低了颗粒沉降，不产生泌水现象。本发明中，所选用材料的添加量或具体规格参数均为实验室生产使用限制，若实操中原材料的的规格参数不在限定范围内，将会影响新拌浆体的流动性及可分散性，进而影响保温砂浆的物理性能。
本发明的技术方案之二提出了一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取各原料组分；
(2)将磷石膏、矿渣粉、硅酸盐水泥、硅灰进行搅拌混合，得到预拌和干料；
(3)将减缩剂、膨胀剂、减水剂、消泡剂、纤维素醚与水拌和，得到外加剂溶液；
(4)将预拌和干料与外加剂溶液拌和后，即得到抹灰砂浆。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(一)作为抹灰砂浆使用，强度、轻质，力学性能与耐久性均十分优异。
(二)具有良好的强度性能和多变的装饰效果，可广泛应用于公共设施、景区及高层建筑等领域。
(三)本发明中混合方式为分掺法，通过分掺法可实现容易互相反应的组分进行预反应，有利于全部材料的拌和与反应，凝结硬化效果更好。
附图说明
图1为本发明合成的砂浆试样的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施例中，所述磷石膏取自磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，原状磷石膏为含水10％～12％的粉状固体，在40℃的烘箱内烘干后备用，其主要矿物组成为CaSO4·2H2O；所述矿渣粉取自粒化高炉矿渣粉固体废料，平均粒径为45-85μm，氮吸附测定的比表面积为(325-525)m2/kg，质量系数K为1.9-2.1；所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5级硅酸盐水泥或52.5级硅酸盐水泥中的一种；所述硅灰的比表面积为18000m2/kg，其SiO2含量不低于90％；所述减缩剂为丙二醇聚醚，数均分子量为2500-3500；所述纤维素醚为羟甲基丙基纤维素醚，其粘度为15000mPa·s；所述膨胀剂为UEA干粉膨胀剂；所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；所述机制砂的细度模数为3.0-2.3。
其余如无特别说明的原料或处理技术，则表明均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
实施例1：
一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，按磷石膏100份，矿渣粉55份、硅酸盐水泥20份、硅灰7份、机制砂100份的质量比预拌和，得到预拌和干料；减缩剂4.8份、膨胀剂2.8份、减水剂2.0份、纤维素醚0.05份、消泡剂0.025份以及胶凝材料总干重量0.50倍的水的质量比称取后混合搅拌均匀，得到外加剂溶液，再将预拌和干料与外加剂溶液混合即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例2：
一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，按磷石膏100份，矿渣粉73份、硅酸盐水泥15份、硅灰10份、机制砂120份的质量比预拌和，得到预拌和干料；减缩剂4份、膨胀剂3.0份、减水剂2.5份、纤维素醚0.045份、消泡剂0.05份以及胶凝材料总干重量0.53倍的水的质量比称取后混合搅拌均匀，得到外加剂溶液，再将预拌和干料与外加剂溶液混合即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例3：
一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆按磷石膏100份，矿渣粉72份、硅酸盐水泥22份、硅灰10.5份、机制砂150份的质量比预拌和，得到预拌和干料；减缩剂5份、膨胀剂2.0份、减水剂1.3份、纤维素醚0.03份、消泡剂0.030份以及胶凝材料总干重量0.55倍的水的质量比称取后混合搅拌均匀，得到外加剂溶液，再将预拌和干料与外加剂溶液混合即得所需产品。性能测试结果见表1。
实施例4：
一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆按磷石膏100份，矿渣粉85份、硅酸盐水泥35份、硅灰12份、机制砂110份的质量比预拌和，得到预拌和干料；减缩剂4.5份、膨胀剂4.0份、减水剂3.1份、纤维素醚0.07份、消泡剂0.022份以及胶凝材料总干重量0.55倍的水的质量比称取后混合搅拌均匀，得到外加剂溶液，再将预拌和干料与外加剂溶液混合即得所需产品。性能测试结果见表1。
以上实施例1所得的砂浆试样参见图1所示，可见，所得砂浆试样具有较好的成型性能。
表1各实施例性能测试结果
Figure BDA0002591125230000051
由表1可知，随着硅灰掺量的增加，浆体的流动性上升，生产的抹灰砂浆的表面裂纹也逐渐减少；随着纤维素醚掺量的增加，砂浆强度略有下降，表面裂纹情况与明显改善。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
Figure FDA0002591125220000011
2.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，各组分的重量份数配比为：
Figure FDA0002591125220000012
3.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述矿渣粉取自固废，平均粒径为45-85μm，氮吸附测定的比表面积为(325-525)m2/kg，质量系数K为1.9-2.1。
4.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5级硅酸盐水泥或52.5级硅酸盐水泥中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述硅灰的比表面积为18000m2/kg，其SiO2含量不低于90％。
6.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述减缩剂为丙二醇聚醚，数均分子量为2500-3500。
7.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述纤维素醚为羟甲基丙基纤维素醚，其粘度为15000mPa·s。
8.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，所述膨胀剂为UEA干粉膨胀剂；
所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂；
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
所述机制砂的细度模数为3.0-2.3。
9.根据权利要求1所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆，其特征在于，水胶比为0.50-0.58。
10.如权利要求1-9任一所述的一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的抹灰砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取各原料组分；
(2)将磷石膏、矿渣粉、硅酸盐水泥、硅灰进行搅拌混合，得到预拌和干料；
(3)将减缩剂、膨胀剂、减水剂、消泡剂、纤维素醚与水拌和，得到外加剂溶液；
(4)将预拌和干料与外加剂溶液拌和后，即得到抹灰砂浆。
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