CN114276107B

CN114276107B - 一种快速煅烧轻质抹灰石膏及其制备方法

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Publication number: CN114276107B
Application number: CN202111601424.XA
Authority: CN
Inventors: 任利; 张军兴; 高甲明; 赵合军
Original assignee: Taishan Gypsum Co Ltd
Current assignee: Taishan Gypsum Co Ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: CN114276107A

Abstract

本发明提供了一种快速煅烧轻质抹灰石膏及其制备方法。本发明提供的快速煅烧轻质抹灰石膏，由包括以下质量份组分的原料制得：改质石膏粉85～95份；玻化微珠6～12份；重质碳酸钙0.5～5份；缓凝剂0.2～0.5份；羟丙基甲基纤维素醚0.2～0.3份；淀粉醚0～0.2份；增粘剂0～0.5份；膨润土0.5～1份；引气剂0.02～0.5份。本发明采用一定的改质石膏粉与特定的保水剂、缓凝剂及其它组分按照一定比例搭配，制得轻质抹灰石膏产品，能够提高涂布率(＞130m²/吨)，并克服施工后易开裂、强度低、掉粉的问题。

Description

一种快速煅烧轻质抹灰石膏及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种快速煅烧轻质抹灰石膏及其制备方法。

背景技术

抹灰石膏是以石膏为主要胶凝材料，加入砂子、一定的掺合料和专用复合添加剂加工成的一种高效节能的建筑内墙及天花板抹灰材料，其广泛用于内墙及顶板的找平及装饰。在现代建筑工程中，抹灰石膏主要替代水泥、石灰砂浆以及粘土类砂浆等抹灰材料，用于各种墙体。与其他抹灰砂浆相比，抹灰石膏具有良好的和易性、流动性和保水性能，好的保温隔热和隔音性，适当的防火性能，墙面致密平整，能够与任何基材粘接，能够调节室内湿度，且不受厚度限制，是一种材料性能、施工性能和使用功能良好的墙体抹灰找平材料，广泛应用于工业与民用建筑。

传统抹灰石膏生产利用的建筑石膏以天然石膏为主，近几年有些生产单位开发除了以脱硫石膏为主的抹灰石膏，但煅烧石膏均是采用的低温慢速煅烧，烘干煅烧时间长，石膏能充分相转化，残余二水石膏和无水石膏含量都很低，石膏仓内存储时间较长，或者很多都是外购建筑石膏，石膏粉温度、陈化都不成问题，可满足抹灰石膏的生产要求。

近几年，抹灰石膏市场呈井喷趋势，规模也越来越大，原先小规模、间歇生产的生产模式难以满足市场需求；一方面传统煅烧抹灰，规模较小，大规模生产线设备庞大占地多，而近十几年出现的石膏快速煅烧技术，由于石膏原料本身的性质和煅烧的特点，按照传统抹灰石膏配方生产产品在实际应用中存在大量开裂、强度低、掉粉等问题，如果解决了快速煅烧抹灰石膏存在的开裂等问题，未来抹灰石膏的市场将会有更大的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种快速煅烧轻质抹灰石膏及其制备方法。本发明提供的快速煅烧轻质抹灰石膏能够提高涂布率并克服施工后开裂、强度低的问题。

本发明提供了一种快速煅烧轻质抹灰石膏，由包括以下质量份组分的原料制得：

优选的，所述改质石膏粉的规格为：温度≤50℃，细度50～120目，松散容重650～750g/L；三相组成为：残余二水石膏含量≤3％，无水石膏含量≤3％，半水石膏含量≥75％。

优选的，所述改质石膏粉通过以下方法获得：

将高温快速煅烧石膏粉进行降温、均化和陈化处理，得到改质石膏粉；

所述高温快速煅烧石膏粉通过以下方法获得：

将常温含附着水的湿石膏在2～15s内通过590～650℃的热烟气/空气，完成干燥和煅烧，脱去全部附着水和部分结晶水，得到高温快速煅烧石膏粉。

优选的，所述玻化微珠为球形闭孔膨胀珍珠岩。

优选的，所述球形闭孔膨胀珍珠岩的规格为：松散容重100-140g/L，细度30-90目，细度模数1.8-2.6，沉水率≤5％，筒压强度≥150kPa。

优选的，所述重质碳酸钙的细度为280～325目，松散容重为900～1100g/L。

优选的，所述羟丙基甲基纤维素醚的粘度为40000～100000mPa.s。

优选的，所述缓凝剂为SG-12缓凝剂。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的快速煅烧轻质抹灰石膏的制备方法，包括：

将改质石膏粉、玻化微珠、重质碳酸钙、缓凝剂、羟丙基甲基纤维素醚、淀粉醚、增粘剂、膨润土和引气剂混合，得到快速煅烧轻质抹灰石膏。

优选的，所述混合的顺序为：先将改质石膏粉与缓凝剂搅拌混合，再依次加入重质碳酸钙、引气剂、膨润土、增粘剂、淀粉醚和羟丙基甲基纤维素醚进行搅拌混合，最后加入玻化微珠搅拌混合，得到快速煅烧轻质抹灰石膏。

本发明提供了一种快速煅烧轻质抹灰石膏，由包括以下质量份组分的原料制得：改质石膏粉85～95份；玻化微珠6～12份；重质碳酸钙0.5～5份；缓凝剂0.2～0.5份；羟丙基甲基纤维素醚0.2～0.3份；淀粉醚0～0.2份；增粘剂0～0.5份；膨润土0.5～1份；引气剂0.02～0.5份。本发明采用一定的改质石膏粉与特定的保水剂、缓凝剂及其它组分按照一定比例搭配，制得轻质抹灰石膏产品，能够提高涂布率(＞130m²/吨)，并克服施工后易开裂、强度低、掉粉的问题。

实验结果表明，本发明所得抹灰石膏的涂布率在130m²/吨以上，且施工后，无裂纹，抗折强度达到2.32MPa以上，抗压强度达到4.89MPa以上，掉粉率＜1％，表现出较高的涂布率及施工效果。

具体实施方式

本发明中，所述改质石膏粉的原料优选为高温快速煅烧石膏粉。所述高温快速煅烧石膏粉通过以下方法获得：将常温含附着水的湿石膏在2～15s内通过590～650℃的热烟气/空气，完成干燥和煅烧，脱去全部附着水和部分结晶水，得到高温快速煅烧石膏粉。高温快速煅烧石膏粉采用高温快速煅烧的方式获得，刚完成高温快速煅烧的石膏粉往往温度较高，且三相组成(即二水石膏相、无水石膏相和半水石膏相)中二水石膏相和无水石膏相含量较大，不经处理，无法有效利用。

本发明中，优选通过以下方法处理来获得改质石膏粉：将高温快速煅烧石膏粉进行降温、均化和陈化处理，得到改质石膏粉。

本发明中，优选控制改质石膏粉的规格为：温度≤50℃，更优选为40～48℃；细度50～120目，松散容重650～750g/L；三相组成为：残余二水石膏含量≤3％，无水石膏含量≤3％，半水石膏含量≥75％。在本发明的一些实施例中，改质石膏粉的规格为：温度48℃，细度60～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.48％，无水石膏含量2.83％，半水石膏含量78.20％。在本发明的另一些实施例中，改质石膏粉的规格为：温度49℃，细度50～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.92％，无水石膏含量2.95％，半水石膏含量79.31％。

高温快速煅烧石膏粉由于煅烧温度高、脱水过程快(十几秒至几十秒)，晶体表面形成大量裂纹，比表面积大，吸水量大，凝结时间快，且残余二水石膏和无水石膏含量较多，石膏粉性质极不稳定，难以直接利用做抹灰石膏产品。本发明通过降温、均化和陈化处理，过程中发生降温、吸湿相变和均质化，获得特定规格的改质石膏粉，采用该改质石膏粉与特定的保水剂、缓凝剂及其它组分按照一定比例搭配，制备轻质抹灰石膏产品，能够提高涂布率(＞130m²/吨)，并克服施工后易开裂、强度低、掉粉的问题。

本发明中，所述改质石膏粉的用量为85～95份；在本发明的一些实施例中，所述用量为85份、89份、93份或95份。

本发明中，所述玻化微珠优选为球形闭孔膨胀珍珠岩。所述球形闭孔膨胀珍珠岩的规格优选为：松散容重100-140g/L，细度30-90目，细度模数1.8-2.6，沉水率≤5％，筒压强度≥150kPa。其中，若容重太小，玻化微珠容易遇水漂浮出现层析，容重太大一般是膨化不好掺入了未膨化颗粒，沉水率大，抹灰石膏涂布率降低，玻化微珠用量增加，成本加大。

本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述玻化微珠的用量为6～12份；在本发明的一些实施例中，所述玻化微珠的用量为6份、9份、10份或12份。

本发明中，所述重质碳酸钙的规格优选为：细度280～325目，松散容重为900～1100g/L。本发明引入上述重质碳酸钙能够调整抹灰石膏的松散容重，提升产品涂布率，并改善抹灰石膏的施工性能，减轻黏刀、批刮爽滑现象。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述重质碳酸钙的用量为0.5～5份；在本发明的一些实施例中，所述重质碳酸钙的用量为0.5份、1.2份、3份或5份。

本发明中，所述缓凝剂优选为SG-12缓凝剂，由苏州兴邦提供。采用上述缓凝剂能够更好的与改质石膏粉、保水剂及其它组分配合，提升涂布率及施工后的效果。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述缓凝剂的用量为0.2～0.5份；在本发明的一些实施例中，所述缓凝剂的用量为0.30份、0.33份、0.40份或0.5份。

本发明中，所述羟丙基甲基纤维素醚(即HPMC)为保水剂，采用该特定保水剂能够更好的与改质石膏粉及上述缓凝剂配合，提升涂布率及克服施工后易开裂、强度低的问题。本发明中，所述羟丙基甲基纤维素醚优选为(20℃)粘度为40000～100000mPa.s的羟丙基甲基纤维素醚。

本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述羟丙基甲基纤维素醚的用量为0.2～0.3份；在本发明的一些实施例中，所述羟丙基甲基纤维素醚的用量为0.20份、0.24份或0.3份。

本发明中，所述淀粉醚优选为艾维贝FP6淀粉醚。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述淀粉醚的用量为0～0.2份；在本发明的一些实施例中，所述淀粉醚的用量为0份、0.1份或0.2份。

本发明中，所述增粘剂优选为聚乙烯醇(PVA)、糊精和酸化淀粉中的一种或几种。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述增粘剂的用量为0～0.5份；在本发明的一些实施例中，所述增粘剂的用量为0份、0.3份或0.5份。

本发明中，所述膨润土的作用是改善抹灰石膏料浆的抗流挂性能。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述膨润土的用量为0.5～1份；在本发明的一些实施例中，所述膨润土的用量为0.5份或1份。

本发明中，所述引气剂优选为龙湖科技AE-2。本发明中，以改质石膏粉的用量85～95份为基准，所述引气剂的用量为0.02～0.5份；在本发明的一些实施例中，所述引气剂的用量为0.02份、0.1份或0.5份。

本发明提供的快速煅烧轻质抹灰石膏，由以上改质石膏粉与特定的保水剂、缓凝剂及其它组分按照一定比例搭配形成，能够提高涂布率(＞130m²/吨)，并克服施工后易开裂、强度低的问题。

本发明中，混料的顺序优选为：先将改质石膏粉与缓凝剂搅拌混合，再依次加入重质碳酸钙、引气剂、膨润土、增粘剂、淀粉醚和羟丙基甲基纤维素醚进行搅拌混合，最后加入玻化微珠搅拌混合，得到快速煅烧轻质抹灰石膏。

本发明中，上述混料步骤优选在搅拌机中进行，混合过程中搅拌的速率优选为100～120rpm。其中，改质石膏粉与缓凝剂搅拌混合的时间优选为30～60s，加入重质碳酸钙、引气剂、膨润土、增粘剂、淀粉醚和羟丙基甲基纤维素醚后搅拌混合的时间优选为1.5～3min，最后加入玻化微珠后搅拌混合的时间优选为30～50s。经上述处理后，得到快速煅烧轻质抹灰石膏。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

1.1原料

其中：

改质石膏粉规格为：温度48℃，细度60～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.48％，无水石膏含量2.83％，半水石膏含量76.42％。通过以下方式获得：将高温快速煅烧石膏粉(温度590～600℃)进行循环冷却降温、均化和陈化处理制得。

玻化微珠为：球形闭孔膨胀珍珠岩，松散容重119g/L，细度30-90目，细度模数2.2，沉水率4％，筒压强度160kPa。

重质碳酸钙：细度325目，松散容重950g/L。

羟丙基甲基纤维素醚：粘度为60000mPa.s。

缓凝剂：苏州兴邦SG-12高效缓凝剂。

1.2制备：

微计量称取缓凝剂SG-12，在改质石膏粉称量同时加入，螺旋给料机控制给料，称取改质石膏粉；称量完毕后加入混合机搅拌60s；同时小计量称一次称取重质碳酸钙、引气剂、膨润土、羟丙基甲基纤维素醚，在完成前述60s搅拌后加入搅拌机中继续搅拌2min，然后将按比例将玻化微珠加入搅拌机搅拌45s，得到抹灰石膏。

实施例2

1.1原料

其中：

改质石膏粉规格为：温度49℃，细度50～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.92％，无水石膏含量2.95％，半水石膏含量79.31％。通过以下方式获得：将高温快速煅烧石膏粉(温度630～650℃)进行循环冷却降温、均化和陈化处理制得。

重质碳酸钙：细度325目，松散容重950g/L。

羟丙基甲基纤维素醚：粘度为60000mPa.s。

缓凝剂：苏州兴邦SG-12高效缓凝剂。

1.2制备：

实施例3

1.1原料

其中：

改质石膏粉规格为：温度46℃，细度50～120目，松散容重720g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.92％，无水石膏含量2.95％，半水石膏含量79.31％。通过以下方式获得：将高温快速煅烧石膏粉进行循环冷却降温、均化和陈化处理制得。

玻化微珠为：球形闭孔膨胀珍珠岩，松散容重110g/L，细度40-90目，细度模数2.4，沉水率3％，筒压强度155kPa。

重质碳酸钙：细度325目，松散容重945g/L。

羟丙基甲基纤维素醚：粘度为40000mPa.s。

缓凝剂：苏州兴邦SG-12高效缓凝剂。

1.2制备：

微计量称取缓凝剂SG-12，在改质石膏粉称量同时加入，螺旋给料机控制给料，称取改质石膏粉；称量完毕后加入混合机搅拌60s；同时小计量称一次称取重质碳酸钙、引气剂、膨润土、增粘剂、淀粉醚和羟丙基甲基纤维素醚，在完成前述60s搅拌后加入搅拌机中继续搅拌2min，然后将按比例将玻化微珠加入搅拌机搅拌45s，得到抹灰石膏。

实施例4

1.1原料

其中：

改质石膏粉规格为：温度47℃，细度50～120目，松散容重690g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.75％，无水石膏含量2.42％，半水石膏含量82.24％。通过以下方式获得：将高温快速煅烧石膏粉进行循环冷却降温、均化和陈化处理制得。

重质碳酸钙：细度325目，松散容重965g/L。

羟丙基甲基纤维素醚：粘度为100000mPa.s。

缓凝剂：苏州兴邦SG-12高效缓凝剂。

1.2制备：

对比例1

按照实施例1执行，不同的是，原料中改质石膏粉规格为：温度70℃，细度150目，松散容重800g/L；三相组成为：残余二水石膏含量5％，无水石膏含量5％，半水石膏含量90％。

对比例2

按照实施例1执行，不同的是，原料中的保水剂羟丙基甲基纤维素醚替换为其它保水剂甲基纤维素。

对比例3

按照实施例1执行，不同的是，原料中的苏州兴邦SG-12高效缓凝剂替换为其它缓凝剂西卡1008L。

实施例5

将实施例1～4及对比例1～3所得抹灰石膏进行涂布施工，具体为：在平整的墙体表面订500mm宽10mm厚标准木框，横平竖直；称上述各例各5kg重干粉，按标准稠度用水量制浆，按照标准施工方法，将湿粉全部抹到标准木框内并刮平，上口平齐；用卷尺测量木框内抹面长度，乘10即得涂布率。

分别测试涂布率以及施工后的裂纹、强度等性能，结果参见表1。

表1实施例1～4及对比例1～3所得抹灰石膏的性能

	涂布率，m<sup>2</sup>/吨	裂纹	抗折强度，MPa	抗压强度，MPa	掉粉率，％
						实施例1	135	未见	2.68	7.36	＜1％
实施例2	132	未见	2.79	8.25	＜1％
						实施例3	150	未见	2.45	4.89	＜1％
实施例4	145	未见	2.32	5.42	＜1％
						对比例1	126	细密网状	2.13	5.68	3％
对比例2	129	局部裂纹	2.31	4.86	2％
						对比例3	131	微小裂纹	2.07	4.23	＜1％

其中，掉粉率是指对竖直基板涂布施工并干燥过程中及干燥完毕后下道工序前清扫浮灰，掉落粉体占施工前抹灰石膏容量的质量百分比。

由表1测试结果可以看出，本发明实施例1～4所得抹灰石膏的涂布率在130m²/吨以上，且施工后，无裂纹，抗折强度达到2.32MPa以上，抗压强度达到4.89MPa以上，掉粉率＜1％，表现出较高的涂布率及施工效果。其中，对比例1～3的效果明显变差，说明，采用本发明特定规格的钙质石膏粉、特定的保水剂及缓凝剂搭配，才能有效提升涂布率及施工后材料性能。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种快速煅烧轻质抹灰石膏，其特征在于，由以下质量份组分的原料制得：

所述改质石膏粉的规格为：温度48℃，细度60～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.48％，无水石膏含量2.83％，半水石膏含量78.20％；或规格为：温度49℃，细度50～120目，松散容重670g/L；三相组成为：残余二水石膏含量2.92％，无水石膏含量2.95％，半水石膏含量79.31％；

所述重质碳酸钙的细度为280～325目，松散容重为900～1100g/L；

所述缓凝剂为SG-12缓凝剂。

2.根据权利要求1所述的抹灰石膏，其特征在于，所述改质石膏粉通过以下方法获得：

所述高温快速煅烧石膏粉通过以下方法获得：

3.根据权利要求1所述的抹灰石膏，其特征在于，所述玻化微珠为球形闭孔膨胀珍珠岩。

4.根据权利要求3所述的抹灰石膏，其特征在于，所述球形闭孔膨胀珍珠岩的规格为：松散容重100-140g/L，细度30-90目，细度模数1.8-2.6，沉水率≤5％，筒压强度≥150kPa。

5.根据权利要求1所述的抹灰石膏，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素醚的粘度为40000～100000mPa.s。

6.一种权利要求1～5中任一项所述的快速煅烧轻质抹灰石膏的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的顺序为：先将改质石膏粉与缓凝剂搅拌混合，再依次加入重质碳酸钙、引气剂、膨润土、增粘剂、淀粉醚和羟丙基甲基纤维素醚进行搅拌混合，最后加入玻化微珠搅拌混合，得到快速煅烧轻质抹灰石膏。