CN114105588A - 一种轻质抹灰石膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质抹灰石膏及其制备方法，按照重量份计原材料包括脱硫建筑石膏105–700份、玻化微珠90–130份，外加剂包括复合缓凝剂0.01–0.74份、复合保水剂2.0–3.0份，原材料或还包括半干法脱硫灰1–700份、填料1–210份。本发明通过对轻质抹灰石膏的原材料和外加剂的选择和配方优化，制备出满足GB/T 28627‑2012《抹灰石膏》性能要求的轻质抹灰石膏，降低生产成本的同时提高电厂半干法脱硫灰等固废的资源化利用水平，半干法脱硫灰中Al2O3、SiO2与Ca(OH)2反应生成C‑S‑H与钙矾石还可以提高轻质抹灰石膏的强度与耐水性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种轻质抹灰石膏及其制备方法。
背景技术
轻质抹灰石膏通常以建筑石膏、轻集料、填料及外加剂等为原料制成，主要用于建筑内墙及顶棚找平，是近年来发展迅速的新型找平材料。轻质抹灰石膏质轻、涂布率高，在石膏基抹灰材料中市场占比达80％，但因天然石膏禁采、品质好的脱硫石膏资源紧张，导致建筑石膏等原材料价格较高且供不应求；同时石膏基材料为气硬性材料，其耐水性较差。
半干法脱硫灰是电厂脱硫工艺中产生的固体废弃物，其主要成分为半水亚硫酸钙、碳酸钙，少量为半水硫酸钙、氢氧化钙等，因成分较为复杂而限制了其资源化利用。考虑到半干法脱硫灰的理化性质，若能将半干法脱硫灰取代建筑石膏以及填料制备轻质抹灰石膏，不仅可以解决建筑石膏的来源问题，降低轻质抹灰石膏的生产成本，还能推动固体废弃物的资源化利用，同时脱硫灰中Al2O3、SiO2组分对石膏基材料耐水性能有提高作用，可扩大抹灰石膏的应用范围。利用半干法脱硫灰制备轻质抹灰石膏仍需要考虑以下几点问题：(1)半干法脱硫灰制备轻质抹灰石膏时所采用的原料以及原料配比；(2)半干法脱硫灰具有强碱性，而目前常用的石膏材料缓凝剂(蛋白类缓凝剂)适用于中性或弱碱性条件，对于高碱性轻质抹灰石膏体系，缓凝效果不明显，因此高碱性半干法脱硫灰与石膏基材料缓凝剂的适应性研究是技术关键；(3)半干法脱硫灰制备成的轻质抹灰石膏是否能满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》的相关性能要求。
鉴于上述情况，研发一种利用半干法脱硫灰制备的轻质抹灰石膏及其制备方法，能够减少天然资源消耗，缓解目前建筑石膏紧缺现状，降低生产成本，同时能提高电厂半干法脱硫灰等固废的资源化利用水平。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种轻质抹灰石膏及其制备方法，通过对轻质抹灰石膏的原材料及外加剂的选择，以脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、填料为原材料，以复合缓凝剂、保水剂、淀粉醚作为外加剂，通过复合缓凝剂配比、轻质抹灰石膏配方调整制备出满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》相关性能要求的轻质抹灰石膏，不仅能够减少天然资源消耗，缓解目前建筑石膏极度紧缺的现状，降低了轻质抹灰石膏的生产成本，同时还通过大规模利用电厂半干法脱硫灰等固体废弃物，提高电厂半干法脱硫灰等固废的资源化利用水平；除此之外，还能通过半干法脱硫灰中的Al2O3、SiO2与Ca(OH)2反应生成C-S-H与钙矾石，提高轻质抹灰石膏的强度与耐水性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种轻质抹灰石膏，包括原材料和外加剂；
其中，所述原材料包括按重量份计的脱硫建筑石膏105–700份和玻化微珠90–130份；所述外加剂包括按重量份计的复合缓凝剂0.01–0.74份和复合保水剂2.0–3.0份；
或者所述原材料还包括按重量份计的半干法脱硫灰1–700份和/或填料1–210份。
作为优选的技术方案，所述轻质抹灰石膏中，所述原材料包含脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠和填料，按照重量份计包括：脱硫建筑石膏490–700份、半干法脱硫灰105–210份、玻化微珠90–110份、填料105–210份、复合缓凝剂0.07–0.60份、复合保水剂2.2–2.7份。
优选地，所述脱硫建筑石膏中无水相和半水相含量占90wt％以上。
优选地，所述半干法脱硫灰中，按照质量百分含量计包括半水硫酸钙20–40wt％、碳酸钙10–30wt％、半水亚硫酸钙2–10wt％、氢氧化钙5–10wt％、三氧化二铝2–5wt％、二氧化硅2–6wt％和游离氧化钙4–6％。
优选地，所述复合缓凝剂采用质量比为5–99：1–95的蛋白类缓凝剂和含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成，其中当原材料中半干法脱硫灰的重量份大于0时，为保证最终的轻质抹灰石膏性能，需要蛋白类缓凝剂和含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂共同作为复合缓凝剂进行调节；如若原材料中不加入半干法脱硫灰，单独采用蛋白类缓凝剂、或者同时采用蛋白类缓凝剂和含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成的复合缓凝剂均可。
优选地，所述复合保水剂具有保水、触变和引气功能，由保水增稠组分、触变润滑组分、憎水性表面活性组分组成，其中保水增稠组分：触变润滑组分：憎水性表面活性组分的质量比为80–90：9–15：1–5，保水增稠组分既能保证轻质抹灰石膏具有良好的保水性，有利于抹灰石膏本身的水化和硬化，并提高强度、抗裂性和与基底的粘结，同时又能稳住憎水性表面活性组分产生的气泡，使轻质抹灰石膏容重较轻，提高其涂布率；触变润滑组分配合憎水性表面活性组分，既保证施工时不翻卷，又提高轻质抹灰石膏的抗垂挂性。
优选地，所述玻化微珠的容重为70–120kg/m3。
优选地，所述填料可选为双飞粉或极细砂等，更优选所述填料的粒度为325目。
上述轻质抹灰石膏的抗折强度为1.3–2.5MPa，抗压强度为3.0–4.5MPa，保水率≥70％，软化系数为＞0.5，满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》的相关性能要求。
本发明的第二方面提供了一种轻质抹灰石膏的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：根据上述轻质抹灰石膏的组分称取原材料和外加剂；
(2)配制外加剂：将步骤(1)中称取好的复合缓凝剂、复合保水剂加入到混合机中预混2–3min，使得各组分混合均匀，得到外加剂；
(3)配制轻质抹灰石膏：按投料顺序依次将步骤(1)中称取好的脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、填料以及步骤(2)中配制好的外加剂加料至搅拌机中搅拌5–10min，混合均匀后，出料，即可得到本发明的轻质抹灰石膏。
本发明还提供了上述轻质抹灰石膏的施工方法，包括按照每1000重量份的轻质抹灰石膏与600–740重量份的水混合拌匀使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明通过对轻质抹灰石膏的组分及外加剂的选择，采用脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、复合缓凝剂、复合保水剂以及填料，通过复合缓凝剂配比调整、复合保水剂配比调整与轻质抹灰石膏配方调整制备出满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》相关性能要求的轻质抹灰石膏，不仅能够减少天然资源消耗，缓解目前建筑石膏极度紧缺的现状，降低了轻质抹灰石膏的生产成本，同时还通过利用电厂半干法脱硫灰等固体废弃物，提高固废资源化利用水平。
2)本发明通过半干法脱硫灰中的Al2O3、SiO2与Ca(OH)2反应生成C-S-H与钙矾石，提高轻质抹灰石膏的强度与耐水性能，解决现有的轻质抹灰石膏耐水性能差问题。
3)本发明通过采用蛋白类缓凝剂与含有羧酸(盐)基的有机物缓凝剂化学制备而成的复合缓凝剂，能高效调节高碱性条件下的轻质抹灰石膏的凝结时间；通过保水增稠组分、触变润滑组分、憎水性表面活性组分制备而成的复合保水剂，既保证轻质抹灰石膏具有较好的保水性，又能改善施工性能，并降低其容重、提高其涂布率。
附图说明
图1是实施例中轻质抹灰石膏的XRD测试结果，其中：(a)实施例1；(b)实施例5。
图2是实施例中轻质抹灰石膏的微观形貌，其中：(a)实施例1；(b)实施例5。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种脱硫灰基轻质抹灰石膏及其制备方法，以下实施例1–5制备脱硫灰基轻质抹灰石膏的步骤为：
(1)配料：根据轻质抹灰石膏的组分称取原材料和外加剂，其中原材料和外加剂的组分均按上述轻质抹灰石膏的重量份称取。
(2)配制外加剂：将步骤(1)中称取好的复合缓凝剂、复合保水剂加入到混合机中预混2–3min，使得各组分混合均匀，得到外加剂。
(3)配制轻质抹灰石膏：按投料顺序依次将步骤(1)中称取好的脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、填料以及步骤(2)中配制好的外加剂加料至搅拌机中搅拌5–10min，混合均匀后，出料，得到轻质抹灰石膏。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
称取以下重量份的物质：
脱硫建筑石膏：700份；
半干法脱硫灰：0份；
玻化微珠：90份；
填料：210份；
复合缓凝剂：0.075份；
复合保水剂：2.4份；
其中，复合缓凝剂为蛋白类缓凝剂。
按前述步骤进行混合处理，每1000重量份的轻质抹灰石膏与600重量份的水混合使用，性能如表1所示。
实施例2
称取以下重量份的物质：
脱硫建筑石膏：490份；
半干法脱硫灰：210份；
玻化微珠：90份；
填料：210份；
复合缓凝剂：0.425份；
复合保水剂：2.4份；
其中，复合缓凝剂为0.075份蛋白类缓凝剂和0.35份含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成。
按前述步骤进行混合处理，每1000重量份的轻质抹灰石膏与620重量份的水混合使用，性能如表1所示。
实施例3
称取以下重量份的物质：
脱硫建筑石膏：210份；
半干法脱硫灰：490份；
玻化微珠：90份；
填料：210份；
复合缓凝剂：0.575份；
复合保水剂：2.4份；
其中，复合缓凝剂为0.075份蛋白类缓凝剂和0.50份含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成。
按前述步骤进行混合处理，每1000重量份的轻质抹灰石膏与690重量份的水混合使用，性能如表1所示。
实施例4
称取以下重量份的物质：
脱硫建筑石膏：105份；
半干法脱硫灰：700份；
玻化微珠：90份；
填料：105份；
复合缓凝剂：0.325份；
复合保水剂：2.4份；
其中，复合缓凝剂为0.075份蛋白类缓凝剂和0.25份含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成。
按前述步骤进行混合处理，每1000重量份的轻质抹灰石膏与670重量份的水混合使用，性能如表1所示。
实施例5
称取以下重量份的物质：
脱硫建筑石膏：210份；
半干法脱硫灰：700份；
玻化微珠：90份；
复合缓凝剂：0.475份；
复合保水剂：2.4份；
其中，复合缓凝剂为0.075份蛋白类缓凝剂和0.4份含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成。
按前述步骤进行混合处理，每1000重量份的轻质抹灰石膏与690重量份的水混合使用，性能如表1所示。
表1
结合实施例1–5可知，本发明通过对轻质抹灰石膏的组分及添加剂的选择，采用脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、填料、复合缓凝剂、复合保水剂等，通过复合缓凝剂配比、轻质抹灰石膏配方调整制备出满足GB/T 28627-2012《抹灰石膏》相关性能要求的轻质抹灰石膏，不仅能够减少天然资源消耗，缓解目前建筑石膏极度紧缺的现状，降低了轻质抹灰石膏的生产成本，同时还通过大规模利用电厂半干法脱硫灰等固体废弃物，提高电厂半干法脱硫灰等固废的资源化利用水平。另外，通过半干法脱硫灰中的Al2O3、SiO2与Ca(OH)2反应生成C-S-H与钙矾石，提高轻质抹灰石膏的强度与耐水性能；通过采用蛋白类缓凝剂与含有羧酸(盐)基的有机物缓凝剂化学制备而成的复合缓凝剂，能高效调节高碱性条件下的轻质抹灰石膏的凝结时间；通过保水增稠组分、触变润滑组分、憎水性表面活性组分制备而成的复合保水剂，既保证轻质抹灰石膏具有较好的保水性，又能改善施工性能，并降低其容重、提高其涂布率。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (10)
1.一种轻质抹灰石膏，其特征在于，包括原材料和外加剂，所述原材料包括按重量份计的如下组分：脱硫建筑石膏105–700份、玻化微珠90–130份；所述外加剂包括按重量份计的如下组分：复合缓凝剂0.01–0.74份、复合保水剂2.0–3.0份；
所述原材料或还包括按重量份计的半干法脱硫灰1–700份和/或填料1–210份。
2.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，按照重量份计包括脱硫建筑石膏490–700份、半干法脱硫灰105–210份、玻化微珠90–110份、填料105–210份、复合缓凝剂0.07–0.60份、复合保水剂2.2–2.7份。
3.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述脱硫建筑石膏中无水相和半水相含量占90wt％以上。
4.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述半干法脱硫灰按照质量百分含量计包括半水硫酸钙20–40wt％、碳酸钙10–30wt％、半水亚硫酸钙2–10wt％、氢氧化钙5–10wt％、三氧化二铝2–5wt％、二氧化硅2–6wt％和游离氧化钙4–6％。
5.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述复合缓凝剂由质量比为5–99：1–95的蛋白类缓凝剂和含有羧酸(盐)基的有机缓凝剂制备而成。
6.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述复合保水剂由质量比为80–90：9–15：1–5的保水增稠组分、触变润滑组分和憎水性表面活性组分组成。
7.根据权利要求1所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述玻化微珠的容重为70–120kg/m3；和/或所述填料为双飞粉或极细砂，粒度为325目。
8.根据权利要求1–7任一项所述的轻质抹灰石膏，其特征在于，所述轻质抹灰石膏的抗折强度为1.3–2.5MPa，抗压强度为3.0–4.5MPa，保水率≥70％，软化系数为＞0.5，满足GB/T28627-2012《抹灰石膏》的性能要求。
9.权利要求1–8任一项所述轻质抹灰石膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：根据权利要求1–8任一项所述轻质抹灰石膏的组分称取原材料和外加剂；
(2)配制外加剂：将步骤(1)中称取好的复合缓凝剂和复合保水剂加入到混合机中预混2–3min，混合均匀，得到外加剂；
(3)配制轻质抹灰石膏：按投料顺序依次将步骤(1)中称取好的脱硫建筑石膏、半干法脱硫灰、玻化微珠、填料以及步骤(2)中配制好的外加剂加料至搅拌机中搅拌5–10min，混合均匀后，出料。
10.权利要求1–8任一项所述轻质抹灰石膏的施工方法，其特征在于，包括按照每1000重量份的权利要求1–8任一项所述轻质抹灰石膏与600–740重量份的水混合拌匀使用。
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