CN112062529A - 一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土及其制备方法，所述磷石膏泡沫混凝土的组分为：磷石膏，水泥，纤维，缓凝剂，发泡剂，稳泡剂，催化剂，水；所述磷石膏在恒温130℃烘箱中烘干60min而成，将其作为主要胶凝材料代替大部分水泥制备泡沫混凝土。本发明制得的磷石膏泡沫混凝土具有良好的力学性能和保温性能，为实现建筑固废中废弃磷石膏的回收再利用提供新的途径，降低生产成本的同时也可以减轻资源和环境的压力，具有重要的经济和社会效应。

Description

一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
石膏基泡沫混凝土因其独特的理化性能受到了广泛的关注。首先它具有质量轻的特点，即当石膏基泡沫混凝土用作墙体材料时可以减轻建筑物自重，其次石膏基泡沫混凝土具有产品强度高、隔声以及保温效果好等特性，当其代替有机保温建材作为墙体保温系统时，能有效遏制有机保温材料易燃、引燃等原因造成的火灾。
工业副产品磷石膏主要以固体废弃物的形式堆放在化工厂周边，利用率低，不仅造成大量堆积，占用土地，更为重要的是污染周围的生态环境。如何有效处理和循环利用工业副产品磷石成为十分迫切的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土，该混凝土原料包括以下重量份的各组分：
磷石膏 198~540份；
水泥 0~360份；
纤维 0.4~3.5份；
缓凝剂 0.1~0.75份；
减水剂 0~3；
发泡剂 5~13.8份；
稳泡剂 5~7份；
催化剂 0~0.9份；
水 160~420份。
较佳的，所述的磷石膏平均粒径为84.2μm。
较佳的，所述的水泥是52.5级普通硅酸盐水泥。
较佳的，纤维为聚乙烯醇单丝纤维。
较佳的，缓凝剂为CQ-SHJ09石膏缓凝剂。
较佳的，减水剂为聚羧酸减水剂。
较佳的，发泡剂为双氧水，其浓度为30wt%，技术指标满足标准GB/T 6684-2002《化学试剂 30%过氧化氢》。
较佳的，稳泡剂为硬脂酸钙。
较佳的，催化剂为MnO2。
上述大掺量磷石膏的石膏泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：将纤维在水中分散后，与混合均匀的热处理的磷石膏、水泥、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，最后浇筑、静停发泡成型，切割并养护得到所述的磷石膏泡沫混凝土，其中，热处理的磷石膏是将磷石膏置于烘箱中130℃烘干60min后获得。
较佳的，将纤维在水中分散后，与混合均匀的热处理的磷石膏、水泥、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，得到料浆，使各组分材料分散均匀，有利于制备均质性较好的磷石膏泡沫混凝土，第一次搅拌时间为30s。
较佳的，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，使其在短时间内充分分散有利于均匀发泡，以此解决双氧水分散不均从而导致后期发泡不良的问题，第二次搅拌时间为10s。
较佳的，水为自来水，水温为40℃~48℃。
较佳的，等待10min静停发泡成型，放入温度20℃±2℃，相对湿度大于等于95%的标准养护室养护。
相比现有技术，本发明的有益效果是：
（1）本发明利用的磷石膏本身不具有胶凝性质，用热处理脱水的方式，将磷石膏在恒温130℃烘箱中烘干60min，从而使磷石膏具有胶凝性质，提高工业副产品磷石膏的利用率。将磷石膏等量取代水泥，作为主要胶凝材料制备石膏基泡沫混凝土，不仅可以发挥石膏基泡沫混凝土保温隔热性能及耐火性能还可以节约成本，为工业副产品磷石膏提供新的利用途径。
（2）本发明采用的发泡方式为化学发泡法，结果表明，所制备的磷石膏与发泡剂有较好的适用性，磷石膏的掺入对泡沫混凝土的发泡行为基本没有影响。
（3）采用该方法制备的石膏基泡沫混凝土，经试验可知，磷石膏掺量为80%时，泡沫混凝土28d抗压强度仍符合JC/T266-2011《泡沫混凝土》中A03抗压强度大于0.3MPa的要求。
（4）采用该方法制备的石膏基泡沫混凝土，具有较好的保温性能。
附图说明
图1 为本发明大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
本发明考虑到石膏基泡沫混凝土优良的性能，采用热处理脱水的方式，将磷石膏在恒温130℃烘箱中烘干60min，从而使磷石膏具有胶凝性质，使该热处理的磷石膏作为主要胶凝材料取代大部分水泥制备石膏基泡沫混凝土，以此满足再生环保的建筑材料理念。制得的磷石膏基泡沫混凝土具有良好的力学性能，并且保温性能优越。
对照例1
本对照例中磷石膏基泡沫混凝土的原材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏330，52.5级普通硅酸盐水泥0，聚乙烯醇纤维1.7，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.23，聚羧酸减水剂0，双氧水13，硬脂酸钙5，MnO2催化剂0.9，水280.5；
制备方法为：将纤维在水中分散后，与混合均匀的经过热处理（置于烘箱中130℃烘干60min后获得）磷石膏、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，时间为30s，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，时间为10s，最后浇筑、等待10min静停发泡成型，切割并放入温度20℃±2℃，相对湿度大于等于95%的标准养护室养护，得到所述的磷石膏基泡沫混凝土。
对照例2
本对照例中磷石膏基泡沫混凝土的原材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏330，52.5级普通硅酸盐水泥0，聚乙烯醇纤维1.7，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.23，聚羧酸减水剂0，双氧水13，硬脂酸钙5，MnO2催化剂0.9，水280.5；
制备方法为：将纤维在水中分散后，与混合均匀的未经过热处理的磷石膏、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，时间为30s，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，时间为10s，最后浇筑、等待10min静停发泡成型，切割并放入温度20℃±2℃，相对湿度大于等于95%的标准养护室养护，得到所述的磷石膏基泡沫混凝土。
实施例1
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的原材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏198，52.5级普通硅酸盐水泥132，聚乙烯醇纤维1.7，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.23，聚羧酸减水剂0，双氧水13，硬脂酸钙5，MnO2催化剂0.9，水280.5；
制备方法为：将纤维在水中分散后，与混合均匀的热处理的磷石膏（置于烘箱中130℃烘干60min后获得）、水泥、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，时间为30s，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，时间为10s，最后浇筑、等待10min静停发泡成型，切割并放入温度20℃±2℃，相对湿度大于等于95%的标准养护室养护，得到所述的磷石膏基泡沫混凝土。
实施例2
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏231，52.5级普通硅酸盐水泥99，聚乙烯醇纤维1.7，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.23，聚羧酸减水剂0，双氧水13，硬脂酸钙5，MnO2催化剂0.9，水280.5；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例3
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏264，52.5级普通硅酸盐水泥66，聚乙烯醇纤维1.7，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.23，聚羧酸减水剂0，双氧水13，硬脂酸钙5，MnO2催化剂0.9，水280.5；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例4
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏211.2，52.5级普通硅酸盐水泥140.8，聚乙烯醇纤维1.8，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.3，聚羧酸减水剂0.45，双氧水14，硬脂酸钙6，MnO2催化剂0.6，水246.4；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例5
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏246.4，52.5级普通硅酸盐水泥105.6，聚乙烯醇纤维1.8，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.3，聚羧酸减水剂0.45，双氧水14，硬脂酸钙6，MnO2催化剂0.6，水246.4；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例6
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏420，52.5级普通硅酸盐水泥280，聚乙烯醇纤维3，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.7，聚羧酸减水剂0.13，双氧水9.8，硬脂酸钙7，MnO2催化剂0，水420；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例7
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏480，52.5级普通硅酸盐水泥320，聚乙烯醇纤维3，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.7，聚羧酸减水剂0.3，双氧水9，硬脂酸钙7，MnO2催化剂0，水400；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。
实施例8
结合图1，本实施例中磷石膏基泡沫混凝土的材料组分及其配合比按照重量份如下所示：
磷石膏540，52.5级普通硅酸盐水泥360，聚乙烯醇纤维3.5，CQ-SHJ09石膏缓凝剂0.75，聚羧酸减水剂3，双氧水8.5，硬脂酸钙7，MnO2催化剂0，水378；
本实施例中具体制备步骤和实施例1相同。将上述实施例制备的泡沫混凝土按照标准《泡沫混凝土》的要求测试其相关性能。结果见表1。
表1 磷石膏基泡沫混凝土的各项性能参数
对照例1 对照例2 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
干表观密度kg/m<sup>3</sup> 298.5 301.5 289.4 302.6 295.8 405.2 395.5 715 822 925
抗压强度MPa 0.14 0.07 0.50 0.41 0.32 0.73 0.55 2.18 2.38 3.85
本发明制备的磷石膏基泡沫混凝土，符合JC/T266-2011《泡沫混凝土》A03、A04、A07、A08与A09等级泡沫混凝土抗压强度要求，并且保温性能优越。磷石膏的掺入节约了水泥的用量，实现了建筑固废工业副产品磷石膏的回收再利用，降低生产成本的同时也可以减轻资源和环境的压力，具有重要的经济和社会效应。

Claims (7)

1.一种大掺量磷石膏的石膏基泡沫混凝土，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
磷石膏 198~540份；
水泥 0~360份；
纤维 0.4~3.5份；
缓凝剂 0.1~0.75份；
减水剂 0~3份；
发泡剂 5~13.8份；
稳泡剂 5~7份；
催化剂 0~0.9份；
水 160~420份。
2.如权利要求1所述的石膏基泡沫混凝土，其特征在于，所述的磷石膏平均粒径为84.2μm；和/或，所述的水泥是52.5级普通硅酸盐水泥；和/或，纤维为聚乙烯醇单丝纤维；和/或，缓凝剂为CQ-SHJ09石膏缓凝剂；和/或，减水剂为聚羧酸减水剂；和/或，发泡剂为30wt%双氧水；和/或，稳泡剂为硬脂酸钙；和/或，催化剂为MnO2。
3.如权利要求1或2所述的石膏基泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将纤维在水中分散后，与混合均匀的热处理的磷石膏、水泥、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，最后浇筑、静停发泡成型，切割并养护得到所述的磷石膏泡沫混凝土，其中，热处理的磷石膏是将磷石膏置于烘箱中130℃烘干60min后获得。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将纤维在水中分散后，与混合均匀的热处理的磷石膏、水泥、缓凝剂、减水剂、稳泡剂和催化剂进行第一次搅拌，得到料浆，使各组分材料分散均匀，有利于制备均质性较好的磷石膏泡沫混凝土，第一次搅拌时间为30s。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，再将发泡剂加入上述料浆中进行第二次搅拌，使其在短时间内充分分散有利于均匀发泡，以此解决双氧水分散不均从而导致后期发泡不良的问题，第二次搅拌时间为10s。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，水为自来水，水温为40℃~48℃。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，等待10min静停发泡成型，放入温度20℃±2℃，相对湿度≥95%的标准养护室养护。
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