CN112250405A - 一种氟石膏基抹灰材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氟石膏基抹灰材料及其制备方法和应用，所述氟石膏基抹灰材料包括氟石膏、掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂；所述制备方法包括将氟石膏进行粉碎处理，获得氟石膏颗粒；再将氟石膏颗粒与掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂混合，即得到氟石膏基抹灰材料。所述氟石膏基抹灰材料具备凝结时间短、强度高、堆积密度小、体积稳定性好、粘接强度高以及保水性优良等特点，且其制备方法简单，在制备建筑材料领域中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种氟石膏基抹灰材料及其制备方法和应用。
背景技术
氟石膏是硫酸酸解萤石生产氢氟酸过程中的副产物，主要成分为Ⅱ型无水硫酸钙，呈强酸性，目前，大部分氟石膏被当作固体废弃物直接废弃，不仅占用土地资源，而且污染环境。为解决此问题，现有技术中常采用废弃的氟石膏制备具有高附加值的抹灰材料，既可以使废弃资源得到充分利用，又可以保护环境。
目前，制备氟石膏基抹灰材料的主要方法为：对氟石膏进行煅烧及研磨，加入添加剂如激发剂、增稠剂或集料等，混合均匀，即获得氟石膏基抹灰材料。
CN107473685A公开了一种氟石膏基内墙抹灰材料及其生产工艺，所述抹灰材料包括：改性氟石膏8000～10000份、集料0～15000份、保水增稠剂20～100份和可再分散乳胶粉50～250份，其中，改性氟石膏是以废弃氟石膏为原料，首先进行低温煅烧处理，然后与激发剂、调凝剂和膨胀抑制剂一起进行粉磨处理，进而得到改性氟石膏。所述抹灰材料具备强度高、体积稳定、不易开裂、低温速凝和不泛碱的优点，但其凝结时间较长，且制备过程需要煅烧，提高了制备工艺难度。
CN109354477A公开了一种氟石膏基轻质抹灰砂浆，所述抹灰砂浆按重量百分比包括：氟石膏75～85％、集料8～15％、激发剂1～10％、保水剂0.08～0.4％以及淀粉醚0.04～0.1％，具有抗折和抗压强度高、粘结强度高以及稳定等特点，但其凝结时间较长，且对氟石膏细度要求较高。
综上所述，提供一种凝结时间短、强度高且制备工艺简单的氟石膏基抹灰材料，对于建筑材料领域具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足与实际需求，本发明提供一种氟石膏基抹灰材料及其制备方法和应用，所述氟石膏基抹灰材料具备凝结时间短、强度高、堆积密度小、体积稳定性好、粘接强度高以及保水性优良等特点，所述制备方法简单，适合应用于大规模生产。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料包括氟石膏、掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂。
本发明的氟石膏基抹灰材料中，氟石膏是一种氢氟酸含量不稳定的Ⅱ型无水硫酸钙，掺合料能够调节水化速率，促进凝结和提高氟石膏基抹灰材料早期强度；集料作为氟石膏基抹灰材料的骨架，能够降低氟石膏基抹灰材料的堆积密度，增加砂浆体积稳定性；膨胀抑制剂能够保持氟石膏基抹灰材料的体积稳定性，减小其无效膨胀，避免无效膨胀而产生的开裂问题；激发剂能够提高氟石膏基抹灰材料的水化速率，同时缩短凝结时间；保水增稠剂能够提升氟石膏基抹灰材料的保水性能和流挂性能；酸碱调节剂能够调节氟石膏基抹灰材料的酸碱性，增强凝结效果。氟石膏、掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂相互配合，发挥协同作用，使得氟石膏基抹灰材料具备凝结时间短、强度高、堆积密度小、体积稳定性好、粘接强度高以及保水性优良等特点。
优选地，所述氟石膏与掺合料的重量份比为(2～4):1，包括但不限于2.2:1、2.4:1、2.6:1、3.0:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1或3.8:1。
本发明中，掺合料能够调节水化速率、提高氟石膏基抹灰材料的早期强度以及促进凝结，从而弥补激发剂效果不足的缺陷，但其过量会导致氟石膏基抹灰材料水化速率过快，浆料在凝结过程中收缩不均匀，产生起皮开裂现象，因此，本发明研究掺合料对水化速率的影响，并控制掺合料与氟石膏的重量份比为1:(2～4)，既能调节水化速率、提高氟石膏基抹灰材料的早期强度以及促进凝结，又能避免产生起皮开裂现象。
优选地，所述氟石膏的pH为1～4，包括但不限于1.5、2、2.5、3或3.5。
优选地，所述氟石膏在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为5500～8000份，包括但不限于5800份、6000份、6200份、6300份、6600份、7000份、7500份、7700份、7800份或7900份。
优选地，所述掺合料在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为2000～3000份，包括但不限于2100份、2200份、2300份、2500份、2700份、2800份或2900份。
优选地，所述集料在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为500～1000份，包括但不限于550份、560份、580份、600份、650份、700份、750份、800份、850份、900份或950份。
优选地，所述膨胀抑制剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为300～500份，包括但不限于320份、340份、360份、400份、420份、440份或480份。
优选地，所述激发剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为40～500份，包括但不限于90份、140份、190份、240份、300份、360份、400份、420份、440份、460份或480份。
本发明中，激发剂能够提高氟石膏基抹灰材料的水化速率，同时缩短凝结时间，但若激发剂加入量过大，受潮会出现盐碱析出现象，本发明将激发剂的重量份控制在40～500份，既能提高水化速率和缩短凝结时间，又能避免盐碱析出现象的发生。
优选地，所述保水增稠剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为10～30份，包括但不限于12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份。
优选地，所述酸碱调节剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为50～260份，包括但不限于70份、90份、110份、150份、200份、220份或240份。
本发明中，酸碱调节剂能够调节氟石膏抹灰材料的酸碱性，氟石膏的酸性很强，会导致氟石膏基抹灰材料的酸性亦很强，强酸性能影响水化速率，且导致凝结时间过长。本发明使用酸碱调节剂弱化氟石膏基抹灰材料的酸性，但当pH过高时，亦会导致凝结时间变长，因此，本发明采用合理重量份的酸碱调节剂将氟石膏基抹灰材料的pH控制在9～10，缩短了凝结时间。
优选地，所述氟石膏基抹灰材料按重量份包括氟石膏5500～8000份、掺合料2000～3000份、集料500～1000份、膨胀抑制剂300～500份、激发剂40～500份、保水增稠剂10～30份和酸碱调节剂50～260份。
优选地，所述氟石膏的细度为150目～400目，包括但不限于170目、190目、210目、300目、340目、360目或380目。
优选地，所述掺合料包括α型半水石膏和/或β型半水石膏。
优选地，所述集料包括空心玻化微珠和/或珍珠岩。
优选地，所述集料的粒径为100μm～300μm，包括但不限于120μm、140μm、160μm、200μm、240μm、260μm或280μm。
优选地，所述膨胀抑制剂包括硅灰、粉煤灰、矿粉或硅酸盐水泥中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：硅灰和粉煤灰的组合、矿粉和硅酸盐水泥的组合或粉煤灰和矿粉的组合。
优选地，所述激发剂包括煅烧明矾石、二水硫酸钙、硫酸钾、硫铝酸钾、硫酸铝或硫铝酸盐水泥中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和硫酸钾的组合、硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥、二水硫酸钙和硫酸钾的组合、硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和二水硫酸钙的组合或煅烧明矾石、硫铝酸盐水泥、硫酸钾和二水硫酸钙的组合。
优选地，所述保水增稠剂包括羟丙基甲基纤维素醚、淀粉醚或硅酸镁铝中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：淀粉醚和硅酸镁铝的组合、羟丙基甲基纤维素醚和硅酸镁铝的组合或羟丙基甲基纤维素醚和淀粉醚的组合。
优选地，所述酸碱调节剂包括氧化钙、氢氧化钙或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：氧化钙和氢氧化钙的组合、氧化钙或氢氧化钾的组合或氢氧化钙和氢氧化钾的组合。
优选地，所述氟石膏基抹灰材料的pH为9～10，包括但不限于9.1、9.2、9.4、9.6或9.8。
本发明中，氟石膏基抹灰材料的pH能够影响其凝结效果，本发明研究氟石膏基抹灰材料的pH和其凝结效果的关系，控制氟石膏基抹灰材料的pH为9～10，使得激发剂在此条件下发挥最优的激发效果，能够提高氟石膏基抹灰材料的凝结效果；此外，不同来源氟石膏的pH存在差异，因此，酸碱调节剂的加入量应以能够调节氟石膏基抹灰材料的pH至9～10为准。
在一个实施例中，当氟石膏原料的pH为1～4、重量份为5500～8000份时，酸碱调节剂的重量份为50～260份，从而调节氟石膏基抹灰材料的pH为9～10。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的氟石膏基抹灰材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏进行粉碎处理，获得氟石膏颗粒；
(2)将氟石膏颗粒与掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂混合，即得到氟石膏基抹灰材料。
优选地，步骤(1)所述粉碎为通过滚筒式球磨机进行粉碎。
本发明中，氟石膏是氟石膏基抹灰材料的主要原料，其含有一定量的游离水，会出现成团结块现象，须通过滚筒式球磨机进行粉碎，增大氟石膏的比表面积，提升材料活性。
优选地，所述氟石膏颗粒的细度为150目～400目，包括但不限于170目、190目、210目、300目、30目、360目或380目。
优选地，步骤(2)所述混合为采用混料搅拌设备进行混合。
优选地，所述混料搅拌设备为V型混料机。
优选地，所述混合的时间为10～20min，包括但不限于12min、14min、16min或18min。
作为优选的技术方案，所述氟石膏基抹灰材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目～400目的氟石膏颗粒；
(2)将氟石膏颗粒、掺合料、集料、保水增稠剂、膨胀抑制剂、激发剂和酸碱调节剂加入V型混料机，混料10～20min，即得到氟石膏基抹灰材料。
第三方面，本发明提供第一方面所述的氟石膏基抹灰材料在制备建筑材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的氟石膏基抹灰材料中，氟石膏、掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂各原料发挥协同作用，使得氟石膏基抹灰材料具备凝结时间短、强度高、堆积密度小、体积稳定性好、粘接强度高以及保水性优良等特点；
(2)本发明的氟石膏基抹灰材料中，各原料合理配比，根据氟石膏原料的pH值和重量份，添加合理重量份的酸碱调节剂，使得氟石膏基抹灰材料的pH值达到9～10，有利于促进激发剂产生最优的激发效果，从而提高氟石膏基抹灰材料的水化速率，缩短凝结时间，使得最短初凝时间和终凝时间分别降低为1.4h和2.1h，最高抗折强度和抗压强度分别升高为1.81MPa和3.56MPa；
(3)本发明的氟石膏基抹灰材料的制备方法简单，无需煅烧等操作，适合应用于大规模商业化生产，同时，以氟石膏为主要原料，实现了固体废物的资源化利用，避免了废弃氟石膏对环境的污染，在制备建筑材料领域、废物资源化利用领域以及环保领域中具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏5600份、β型半水石膏2500份、空心玻化微珠(100μm)900份、粉煤灰300份、硫酸钾150份、淀粉醚25份和氧化钙200份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、空心玻化微珠、粉煤灰、硫酸钾、淀粉醚和氧化钙加入V型混料机，混料10min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为1.5，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.6。
实施例2
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏6300份、β型半水石膏2000份、空心玻化微珠(100μm)700份、硅灰350份、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和二水硫酸钙按质量比5:5:1混合而成)150份、淀粉醚25份和氧化钙125份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、空心玻化微珠、硅灰、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和二水硫酸钙按质量比5:5:1混合而成)、淀粉醚和氧化钙加入V型混料机，混料10min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为4，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.3。
实施例3
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏6100份、β型半水石膏2200份、空心玻化微珠(300μm)700份、硅酸盐水泥350份、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥、二水硫酸钙和硫酸钾按质量比25:25:5:3混合而成)150份、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)25份和氧化钙150份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为400目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、空心玻化微珠、硅酸盐水泥、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥、二水硫酸钙和硫酸钾按质量比25:25:5:3混合而成)、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)和氧化钙加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为2，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.8。
实施例4
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏6000份、α型半水石膏2300份、空心玻化微珠(200μm)700份、硅酸盐水泥320份、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和硫酸钾按质量比10:10:1混合而成)150份、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)25份和氢氧化钙150份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、空心玻化微珠、硅酸盐水泥、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥和硫酸钾按质量比10:10:1混合而成)、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)和氢氧化钙加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为2，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.5。
实施例5
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏5900份、α型半水石膏2400份、空心玻化微珠(200μm)700份、硅酸盐水泥350份、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥、硫酸钾和二水硫酸钙按质量比8:8:2:1混合而成)150份、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)25份和氢氧化钙240份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、α型半水石膏、空心玻化微珠、硅酸盐水泥、激发剂(将硫铝酸钾、硫铝酸盐水泥、硫酸钾和二水硫酸钙按质量比8:8:2:1混合而成)、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)和氢氧化钙加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为1，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.3。
实施例6
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏8000份、β型半水石膏3000份、珍珠岩(300μm)1000份、矿粉500份、煅烧明矾石500份、羟丙基甲基纤维素醚30份和氧化钙260份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为400目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、珍珠岩、矿粉、煅烧明矾石、羟丙基甲基纤维素醚和氧化钙加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为1，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.4。
实施例7
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏5500份、α型半水石膏2000份、珍珠岩(100μm)500份、硅灰300份、硫酸钾40份、羟丙基甲基纤维素醚10份和氢氧化钾50份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、α型半水石膏、珍珠岩、硅灰、硫酸钾、羟丙基甲基纤维素醚和氢氧化钾加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为4，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为9.0。
实施例8
与实施例6相比，区别仅在于所述氟石膏的重量份为6000份，氟石膏和β型半水石膏的重量份比为2:1，其它与实施例6相同，制备的氟石膏基抹灰材料的pH为9.3。
实施例9
与实施例6相比，区别仅在于所述β型半水石膏的重量份为2000份，氟石膏和β型半水石膏的重量份比为4:1，其它与实施例6相同，制备的氟石膏基抹灰材料的pH为9.7。
实施例10
与实施例6相比，区别仅在于所述β型半水石膏的重量份为1500份，氟石膏和β型半水石膏的重量份比为5.3:1，其它与实施例6相同，制备的氟石膏基抹灰材料的pH为9.6。
实施例11
与实施例6相比，区别仅在于所述氟石膏的重量份为5000份，氟石膏和β型半水石膏的重量份比为1.6:1，其它与实施例6相同，制备的氟石膏基抹灰材料的pH为10.0。
实施例12
本实施例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计为氟石膏5900份、β型半水石膏2400份、空心玻化微珠(200μm)700份、粉煤灰350份、激发剂(将煅烧明矾石、硫铝酸盐水泥、硫酸钾和二水硫酸钙按质量比8:8:2:1混合而成)150份、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)25份和氧化钙60份。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒、β型半水石膏、空心玻化微珠、粉煤灰、激发剂(将煅烧明矾石、硫铝酸盐水泥、硫酸钾和二水硫酸钙按质量比8:8:2:1混合而成)、保水增稠剂(将淀粉醚和硅酸镁铝按质量比1:1混合而成)和氧化钙加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料；
其中，氟石膏原料的pH为1，各原料按比例混合后，氟石膏基抹灰材料的pH为2.6。
实施例13
与实施例12相比，区别仅在于氧化钙添加量为120份，氟石膏基抹灰材料的pH为4.2，其它与实施例12相同。
实施例14
与实施例12相比，区别仅在于氧化钙添加量为180份，氟石膏基抹灰材料的pH为6.7，其它与实施例12相同。
实施例15
与实施例12相比，区别仅在于氧化钙添加量为240份，氟石膏基抹灰材料的pH为9.5，其它与实施例12相同。
实施例16
与实施例12相比，区别仅在于氧化钙添加量为300份，氟石膏基抹灰材料的pH为12.0，其它与实施例12相同。
对比例1
与实施例6相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料中不添加β型半水石膏，其它与实施例6相同。
对比例2
为了研究酸碱性对氟石膏基抹灰材的料凝结时间的影响，本对比例提供一种氟石膏基抹灰材料，所述氟石膏基抹灰材料按重量份计包括5000份氟石膏和200份硫酸钾。
制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目的氟石膏颗粒；
(2)按比例将氟石膏颗粒和硫酸钾加入V型混料机，混料20min，即得到氟石膏基抹灰材料。
氟石膏基抹灰材料的pH为1.2。
对比例3
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括5份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为1.6，其它对比例2相同。
对比例4
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括10份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为2.1，其它与对比例2相同。
对比例5
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括15份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为3.4，其它对与比例2相同。
对比例6
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括20份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为6.6，其它与对比例2相同。
对比例7
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括25份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为9.8，其它与对比例2相同。
对比例8
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括30份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为11.7，其它与对比例2相同。
对比例9
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括35份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为12.6，其它与对比例2相同。
对比例10
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括40份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为13.1，其它与对比例2相同。
对比例11
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括45份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为13.2，其它与对比例2相同。
对比例12
与对比例2相比，区别仅在于所述氟石膏基抹灰材料按重量份计还包括50份氢氧化钾，氟石膏基抹灰材料的pH为13.5，其它与对比例2相同。
试验例1
为了研究酸碱性对氟石膏基抹灰材料凝结时间的影响，本试验例测试对比例2-12所制备的氟石膏基抹灰材料的凝结时间。
分别将对比例2-12所制备的氟石膏基抹灰材料和水按质量比1:1进行混合，随后进行凝结时间测试，结果如表1所示。
表1
由表1可知，在排除其它组分的影响，氟石膏基抹灰材料的pH仅受酸碱调节剂影响的情况下，酸碱调节剂的添加量能够显著影响氟石膏基抹灰材料的凝结时间，在酸性条件下，氟石膏基抹灰材料的终凝时间很长，难以达到抹灰石膏的国家标准，随着pH逐渐增大，氟石膏基抹灰材料的凝结时间逐渐缩短，且在pH为9～10时，氟石膏基抹灰材料的凝结时间最短，此时激发剂的激发效果最佳。
试验例2
本试验例对实施例1-16和对比例1所制备的氟石膏基抹灰材料的凝结效果包括初凝时间、终凝时间、抗折强度和抗压强度进行测试以及考察是否存在起皮开裂现象，具有较短的凝结时间以及较高的抗折强度和抗压强度可以表明抹灰材料具有较好的凝结效果。
分别将实施例1-16和对比例1所制备的氟石膏基抹灰材料和水按质量比1:1进行混合，随后采用GB/T 28627-2012中的测试方法进行测试，结果如表2所示。
表2
由表2可知，与对比例1相比，实施例6-11制备的氟石膏基抹灰材料的凝结时间更短，说明添加掺合料能够缩短氟石膏基抹灰材料的凝结时间，掺合料与氟石膏的质量比低于1:2时，即掺合料过量加入，凝结时间会显著缩短，但会出现起皮开裂现象，因此，本发明将氟石膏与掺合料的质量比控制为(2～4):1，既能缩短凝结时间，又避免产生起皮开裂现象。与实施例12-14和实施例16相比，实施例1-11和实施例15制备的氟石膏基抹灰材料的凝结时间短，且抗折强度和抗压强度高，说明本发明控制氟石膏基抹灰材料的pH为9-10，能够改善氟石膏基抹灰材料的凝结效果。
综上所述，本发明的氟石膏基抹灰材料具备凝结时间短、强度高、堆积密度小、体积稳定性好、粘接强度高以及保水性优良等特点，最短初凝时间和终凝时间分别降低为1.4h和2.1h，最高抗折强度和抗压强度分别升高为1.81MPa和3.56MPa。本发明的氟石膏基抹灰材料的制备方法简单，无需煅烧等操作，同时，以氟石膏为主要原料，实现了固体废物的资源化利用，避免了废弃氟石膏对环境的污染，在制备建筑材料领域、废物资源化利用领域以及环保领域中具有广阔的应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏基抹灰材料包括氟石膏、掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂。
2.根据权利要求1所述的氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏与掺合料的重量份比为(2～4):1；
优选地，所述氟石膏的pH为1～4。
3.根据权利要求1或2所述的氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为5500～8000份；
优选地，所述掺合料在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为2000～3000份；
优选地，所述集料在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为500～1000份；
优选地，所述膨胀抑制剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为300～500份；
优选地，所述激发剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为40～500份；
优选地，所述保水增稠剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为10～30份；
优选地，所述酸碱调节剂在所述氟石膏基抹灰材料中的重量份为50～260份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏基抹灰材料按重量份包括氟石膏5500～8000份、掺合料2000～3000份、集料500～1000份、膨胀抑制剂300～500份、激发剂40～500份、保水增稠剂10～30份和酸碱调节剂50～260份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏的细度为150目～400目；
优选地，所述掺合料包括α型半水石膏和/或β型半水石膏；
优选地，所述集料包括空心玻化微珠和/或珍珠岩；
优选地，所述集料的粒径为100μm～300μm；
优选地，所述膨胀抑制剂包括硅灰、粉煤灰、矿粉或硅酸盐水泥中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述激发剂包括煅烧明矾石、二水硫酸钙、硫酸钾、硫铝酸钾、硫酸铝或硫铝酸盐水泥中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述保水增稠剂包括羟丙基甲基纤维素醚、淀粉醚或硅酸镁铝中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸碱调节剂包括氧化钙、氢氧化钙或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的氟石膏基抹灰材料，其特征在于，所述氟石膏基抹灰材料的pH为9～10。
7.一种权利要求1-6任一项所述的氟石膏基抹灰材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏进行粉碎处理，获得氟石膏颗粒；
(2)将氟石膏颗粒与掺合料、集料、膨胀抑制剂、激发剂、保水增稠剂和酸碱调节剂混合，即得到氟石膏基抹灰材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粉碎为通过滚筒式球磨机进行粉碎；
优选地，所述氟石膏颗粒的细度为150目～400目；
优选地，步骤(2)所述混合为采用混料搅拌设备进行混合；
优选地，所述混料搅拌设备为V型混料机；
优选地，所述混合的时间为10～20min。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氟石膏输送至滚筒式球磨机中粉磨，获得细度为150目～400目的氟石膏颗粒；
(2)将氟石膏颗粒、掺合料、集料、保水增稠剂、膨胀抑制剂、激发剂和酸碱调节剂加入V型混料机，混料10～20min，即得到氟石膏基抹灰材料。
10.权利要求1-6任一项所述的氟石膏基抹灰材料在制备建筑材料中的应用。
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