CN114014626A - 一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。所述防水防辐射的高强石膏板石膏板由30～50份α‑半水副产石膏，10～30份粉煤灰，10～40份矿粉，5～15份锂渣，10～25份铅锌尾矿，30～70份富铁陶砂，2～10份海泡石纤维，0.5～5份聚醚改性硅，0.05～0.2份多聚磷酸钠，0.2～2.0份聚羧酸系减水剂，20～40份水，经过干混、拌和和半干压成型工艺制备而成。经检测：防水防辐射的高强石膏板的烘干抗压强度≥35MPa，耐水软化系数≥0.65，干燥收缩值≤0.3mm/m，辐射屏蔽效率≥75％。本发明的固废利用率高和制备工艺简单，所制制品具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的优异性能。

Description

一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域。具体涉及一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。
背景技术
石膏板是以建筑石膏或高强石膏为主要原材料制备而成，具有防火性较好、隔音隔热、强度较高和加工方便的优点，是装配式建筑的结构板材之一，已在建筑结构工程领域得到了应用。
随着经济和技术的发展，辐射问题逐渐受到了社会各界的广泛关注，辐射不可避免地会对人体造成一定程度的危害，直接影响了人们的正常生活和身心健康。为尽可能地降低辐射危害，技术专利“一种防辐射石膏板”(CN108638612A)中提出了一种具有防辐射、防水的防辐射石膏板，但该技术需要利用硫酸钡面板作为防辐射面板和铝箔材质作为防护层，价格较为昂贵，不适合用于普通建筑结构。技术专利“一种防辐射石膏板”(CN109896816A)中提出了一种利用排烟脱硫石膏、草木灰和矿渣棉等为主要原材料制备防辐射石膏板的方法，但该技术需陈化、晒干及150～200℃干燥处理，工艺较为复杂，生产效率偏低。
为解决上述所提出的现有技术问题，本发明公开一种防水防辐射的高强石膏板，属于建筑材料领域，该防水防辐射的高强石膏板由α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿，富铁陶砂，海泡石纤维，聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水制备而成，具有固废利用率高和制备工艺简单的特点，且所制备的石膏板具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩等优点，适合作为装配式建筑的结构板材进行推广应用。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，目的在于提供一种固废利用率高和制备工艺简单的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，用该方法制备的防水防辐射的高强石膏板性能优异。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为30～50份，粉煤灰为10～30份，矿粉为10～40份，锂渣为5～15份，铅锌尾矿为10～25份，富铁陶砂为30～70份，海泡石纤维为2～10份，聚醚改性硅为0.5～5份，多聚磷酸钠为0.05～0.2份，聚羧酸系减水剂为0.2～2.0份，水为20～40份。
按所述高强石膏板的原料组成，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混5～20分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌3～8分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
所述α-半水副产石膏为α-半水脱硫石膏，α-半水磷石膏和α-半水钛石膏中的一种或多种；所述α-半水副产石膏的CaSO4·0.5H2O含量≥92％，比表面积≥3000m2/kg，2h抗折强度≥5.5MPa，烘干抗压强度≥45MPa。
所述粉煤灰为I级超细粉煤灰和II级超细粉煤灰中的一种或多种；所述粉煤灰的比表面积≥1500m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
所述矿粉为水淬高炉矿渣超细粉；所述矿粉的比表面积≥700m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
所述锂渣为经过0.5～6h预湿处理并擦去表面水分的锂酸法冶炼渣；所述锂渣的化学成分是LiO2为0.15～0.25wt％，CaO为3～5wt％，SiO2为61～64wt％，Al2O3为21～23wt％，MgO≤0.2％，比表面积≥400m2/kg。
所述铅锌尾矿为铅锌尾矿渣与生石灰、熟石灰中的一种或多种，按质量百分比85:15～98:2配置的铅锌尾矿复合微粉；所述铅锌尾矿的比表面积≥400m2/kg，28d活性指数≥75％。
所述富铁陶砂为集料表面经过6～24h碳化处理的赤泥质轻集料、淤泥质轻集料中的一种或多种；所述富铁陶砂的Fe2O3含量≥6wt％，吸水率≤5％，筒压强度≥13MPa，粒径尺寸为0.15～2.36mm。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1.本发明利用α-副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣和铅锌尾矿等为主要原材料制备防水防辐射的高强石膏板，具有固废利用率高、绿色环保的特点。
2.本发明利用机械力活化作用，水化交互作用，密实填充作用和屏蔽辐射作用的协同效应制备防水防辐射的高强石膏板，原材料预处理和制品制备容易，具有工艺简单、操作方便、制造成本低的特点。
3.本发明制备的防水防辐射的高强石膏板的烘干抗压强度≥35MPa，耐水软化系数≥0.65，干燥收缩值≤0.3mm/m，辐射屏蔽效率≥75％，具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的优异性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述α-半水副产石膏为α-半水脱硫石膏，α-半水磷石膏和α-半水钛石膏中的一种或多种；所述α-半水副产石膏的CaSO4·0.5H2O含量≥92％，比表面积≥3000m2/kg，2h抗折强度≥5.5MPa，烘干抗压强度≥45MPa。
所述粉煤灰为I级超细粉煤灰和II级超细粉煤灰中的一种或多种；所述粉煤灰的比表面积≥1500m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
所述矿粉为水淬高炉矿渣超细粉；所述矿粉的比表面积≥700m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
所述锂渣为经过0.5～6h预湿处理并擦去表面水分的锂酸法冶炼渣；所述锂渣的化学成分是LiO2为0.15～0.25wt％，CaO为3～5wt％，SiO2为61～64wt％，Al2O3为21～23wt％，MgO≤0.2％，比表面积≥400m2/kg。
所述铅锌尾矿为铅锌尾矿渣与生石灰、熟石灰中的一种或多种，按质量百分比85:15～98:2配置的铅锌尾矿复合微粉；所述铅锌尾矿的比表面积≥400m2/kg，28d活性指数≥75％。
所述富铁陶砂为集料表面经过6～24h碳化处理的赤泥质轻集料、淤泥质轻集料中的一种或多种；所述富铁陶砂的Fe2O3含量≥6wt％，吸水率≤5％，筒压强度≥13MPa，粒径尺寸为0.15～2.36mm。
实施例1
一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为30～35份，粉煤灰为25～30份，矿粉为32.5～40份，锂渣为12.5～15份，铅锌尾矿为19～25份，富铁陶砂为30～40份，海泡石纤维为8～10份，聚醚改性硅为0.5～2份，多聚磷酸钠为0.05～0.09份，聚羧酸系减水剂为0.02～0.5份，水为35～40份。
按所述高强石膏板的原料组分，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混5～11分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌3～5分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
本实施例制备的防水防辐射的高强石膏板经检测：烘干抗压强度为37.4MPa，耐水软化系数为0.74，干燥收缩值为0.28mm/m，辐射屏蔽效率为81.4％，具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的特性。
实施例2
一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为35～40份，粉煤灰为20～25份，矿粉为25～32.5份，锂渣为10～12.5份，铅锌尾矿为16～22份，富铁陶砂为40～50份，海泡石纤维为6～8份，聚醚改性硅为1.5～3份，多聚磷酸钠为0.09～0.13份，聚羧酸系减水剂为0.52～1份，水为30～35份。
按所述高强石膏板的原料组分，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混8～14分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌4～6分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
本实施例制备的防水防辐射的高强石膏板经检测：烘干抗压强度为38.2MPa，耐水软化系数为0.71，干燥收缩值为0.24mm/m，辐射屏蔽效率为77.2％，具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的特性。
实施例3
一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为40～45份，粉煤灰为15～20份，矿粉为17.5～25份，锂渣为7.5～10份，铅锌尾矿为13～19份，富铁陶砂为50～60份，海泡石纤维为4～6份，聚醚改性硅为2.5～4份，多聚磷酸钠为0.13～0.16份，聚羧酸系减水剂为1.02～1.5份，水为25～30份。
按所述高强石膏板的原料组分，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混8～14分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌4～6分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
本实施例制备的防水防辐射的高强石膏板经检测：烘干抗压强度为40.6MPa，耐水软化系数为0.68，干燥收缩值为0.19mm/m，辐射屏蔽效率为82.2％，具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的特性。
实施例4
一种防水防辐射的高强石膏板及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为45～50份，粉煤灰为10～15份，矿粉为10～17.5份，锂渣为5～7.5份，铅锌尾矿为10～16份，富铁陶砂为60～70份，海泡石纤维为2～4份，聚醚改性硅为3.5～5份，多聚磷酸钠为0.16～0.2份，聚羧酸系减水剂为1.52～2.0份，水为20～25份。
按所述高强石膏板的原料组分，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混14～20分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌6～8分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
本实施例制备的防水防辐射的高强石膏板经检测：烘干抗压强度为39.7MPa，耐水软化系数为0.67，干燥收缩值为0.16mm/m，辐射屏蔽效率为78.9％，具有高强度、高耐水、高防辐射和低收缩的特性。

Claims (8)

1.一种防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所示防水防辐射的高强石膏板由以下重量份原料组成：α-半水副产石膏为30～50份，粉煤灰为10～30份，矿粉为10～40份，锂渣为5～15份，铅锌尾矿为10～25份，富铁陶砂为30～70份，海泡石纤维为2～10份，聚醚改性硅为0.5～5份，多聚磷酸钠为0.05～0.2份，聚羧酸系减水剂为0.2～2.0份，水为20～40份；
按所述防水防辐射的高强石膏板的原料组成，将所述α-半水副产石膏，粉煤灰，矿粉，锂渣，铅锌尾矿和海泡石纤维用混料机干混5～20分钟，再分别加入聚醚改性硅，多聚磷酸钠，聚羧酸系减水剂和水搅拌3～8分钟，然后利用墙板挤出机半干压成型制备防水防辐射的高强石膏板。
2.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述α-半水副产石膏为α-半水脱硫石膏，α-半水磷石膏和α-半水钛石膏中的一种或多种；所述α-半水副产石膏的CaSO4·0.5H2O含量≥92％，比表面积≥3000m2/kg，2h抗折强度≥5.5MPa，烘干抗压强度≥45MPa。
3.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述粉煤灰为I级超细粉煤灰和II级超细粉煤灰中的一种或多种；所述粉煤灰的比表面积≥1500m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
4.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述矿粉为水淬高炉矿渣超细粉；所述矿粉的比表面积≥700m2/kg，28d强度活性指数≥110％。
5.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述锂渣为经过0.5～6h预湿处理并擦去表面水分的锂酸法冶炼渣；所述锂渣的化学成分是LiO2为0.15～0.25wt％，CaO为3～5wt％，SiO2为61～64wt％，Al2O3为21～23wt％，MgO≤0.2％，比表面积≥400m2/kg。
6.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述铅锌尾矿为铅锌尾矿渣与生石灰、熟石灰中的一种或多种，按质量百分比85:15～98:2配置的铅锌尾矿复合微粉；所述铅锌尾矿的比表面积≥400m2/kg，28d活性指数≥75％。
7.根据权利要求书1所述的防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述富铁陶砂为集料表面经过6～24h碳化处理的赤泥质轻集料、淤泥质轻集料中的一种或多种；所述富铁陶砂的Fe2O3含量≥6wt％，吸水率≤5％，筒压强度≥13MPa，粒径尺寸为0.15～2.36mm。
8.一种防水防辐射的高强石膏板的制备方法，其特征在于所述防水防辐射的高强石膏板是根据权利要求1～7项中任一项所述防水防辐射的高强石膏板的制备方法所制备的防水防辐射的高强石膏板。
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