CN114940610A - 一种免煅烧石膏砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免煅烧石膏砂浆，由以下重量份的组分制备而成：石膏100‑120份；粉煤灰100‑150份；水泥120‑180份；石英砂500‑700份；减水剂0.5‑0.75份；改性复盐2‑2.5份；发泡剂0.1‑0.2份；羟丙基甲基纤维素0.15‑0.22份；水，用量为其余组分总重的0.15‑0.16倍，其中，所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠、十二碳丁烯酸钾的混合物，各物质的质量比为1：（0.2‑0.5）：（1‑1.5）：（0‑0.3）。本发明中，石膏不需要经过煅烧即可使用，从而节省了大量能源，降低了砂浆的生产成本；产品的稳定性不受石膏含水量波动的影响。
Description
技术领域
本发明涉及石膏砂浆制备领域，特别是涉及一种免煅烧石膏砂浆。
背景技术
中国每年工业副产石膏总排放量约2.5亿吨，总堆场量超过10亿吨，而工业副产石膏的综合利用率仅为45%。
目前的脱硫石膏处理方式基本上是通过煅烧炉煅烧的方法去除材料中的分子水，使二水石膏转化为半水或无水石膏，从而获得胶凝特性。其主要缺点是消耗大量能源，同时由于水分波动较大，单一的煅烧方式会导致产品不稳定；煅烧综合成本很高，导致成品价格较高。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种节省能源、产品质量稳定、生产成本较低的免煅烧石膏砂浆。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种免煅烧石膏砂浆，由以下重量份的组分制备而成：
石膏 100-120份；
粉煤灰 100-150份；
水泥 120-180份；
石英砂 500-700份；
减水剂 0.5-0.75份；
改性复盐 2-2.5份；
发泡剂 0.1-0.2份；
羟丙基甲基纤维素 0.15-0.22份；
水 其余组分总重的0.15-0.16倍，
其中，所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠、十二碳丁烯酸钾的混合物，各物质的质量比为1：（0.2-0.5）：（1-1.5）：（0-0.3）。
所述石膏为表面含水率在0-7wt%的二水未煅烧的脱硫石膏，其石膏含量≥85wt%，氯离子和氟离子总含量≤0.5 wt %；所述石英砂的目数为10-70；所述减水剂为萘系磺酸盐与甲醛缩合物，其减水率≥20%，有效固含量≥94%；所述发泡剂为非离子型表面活性剂，优选采用烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚环氧乙烯醚；所述羟丙基甲基纤维素的粘度为100-4000Pa·s。
所述粉煤灰符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T 1596-2017）》中Ⅱ级或Ⅰ级标准。
所述水泥为强度等级42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，符合《通用硅酸盐水泥（GB 175-2007）》的规定。
上述免煅烧石膏砂浆的制备方法如下：
1） 通过计量设备分别称取上述重量份的石膏、粉煤灰、水泥、石英砂、减水剂、改性复盐、发泡剂、纤维素醚和水；
2）将所述石膏、粉煤灰、水泥和水低速搅拌5min，得到粗混主料；
3）将所述减水剂、改性复盐、发泡剂、纤维素醚加入到上述粗混主料中，经高速搅拌机（1000-1200r/min）搅拌5-10min，得到免煅烧石膏砂浆。
本发明通过机械力改性和活性激发剂法来激发脱硫石膏的潜在性能，使材料早期形成较多的水化产物，凝结硬化并获得早期强度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 本发明的石膏砂浆中所用主料石膏为工业副产物，其来源丰富、成本低；
2. 本发明中，石膏不需要经过煅烧即可使用，从而节省了大量能源，降低了砂浆的生产成本。
3. 在石膏砂浆的生产过程中，水的添加量由工人或搅拌站根据实际情况进行添加，因此在生产过程中无需考虑由于石膏含水不同而带来的后期产品不稳定的问题，即产品的稳定性不受石膏含水量波动的影响。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
以下实施例中：
所用粉煤灰符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T 1596-2017）》中Ⅱ级或Ⅰ级标准；
所用水泥为强度等级42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，符合《通用硅酸盐水泥（GB 175-2007）》的规定；
所用的减水剂为潍坊英宏建材有限公司生产的萘系高效减水剂，由β基萘系磺酸盐与甲醛缩合而成，减水率≥20%，有效固含量≥94%；
所用羟丙基甲基纤维素的粘度为100-4000Pa·s;
所述石英砂的目数为10-70。
实施例1
一种免煅烧石膏砂浆，由以下步骤制备而成：
1. 通过计量设备分别称取石膏100份、粉煤灰100份、水泥180份、石英砂700份、减水剂0.6份、改性复盐2.5份、发泡剂0.11份、羟丙基甲基纤维素0.16和水135份。
其中，所述石膏为表面含水率为0%、石膏含量≥90%的二水未煅烧的石膏；
所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠的混合物，各组分的质量比为1：0.5：1.5；
所述发泡剂为脂肪醇聚环氧乙烯醚；
2. 将所述石膏、粉煤灰、水泥和水低速搅拌5min，得到粗混主料；
3. 将所述减水剂、改性复盐、发泡剂、纤维素醚加入到粗混主料中，经高速搅拌机搅拌5min，得到免煅烧石膏砂浆。
实施例2
一种免煅烧石膏砂浆，由以下步骤制备而成：
1. 通过计量设备分别称取石膏110份、粉煤灰150份，水泥120份、石英砂500份、减水剂0.65份、改性复盐2份、发泡剂0.1份、羟丙基甲基纤维素0.15份、水141份。
其中，所述石膏为表面含水率为2%、石膏含量≥90%的二水未煅烧的石膏；
所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠、十二碳丁烯酸钾的混合物，各组分的质量比为1：0.3：1.5：0.2；
所述发泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚；
2. 将所述石膏、粉煤灰、水泥和水低速搅拌5min，得到粗混主料；
3. 将所述减水剂、改性复盐、发泡剂、纤维素醚加入到粗混主料中，经高速搅拌机搅拌5min，得到免煅烧石膏砂浆。
实施例3
一种免煅烧石膏砂浆，由以下步骤制备而成：
1. 通过计量设备分别称取石膏120份、粉煤灰120份、水泥180份、石英砂691份、减水剂0.75份、改性复盐2.5份、发泡剂0.11份、羟丙基甲基纤维素0.22份、水168份。
其中，所述石膏为表面含水率为5%、石膏含量≥90%的二水未煅烧的石膏；
所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠、十二碳丁烯酸钾的混合物，各组分的质量比为1:0.2:1:0.3；
所述发泡剂为脂肪醇聚环氧乙烯醚。
2. 将石膏、粉煤灰、水泥和水低速搅拌5min，得到粗混主料；
3. 将减水剂、改性复盐、发泡剂、纤维素醚加入到粗混主料中，经高速搅拌机搅拌5min，得到免煅烧石膏砂浆。
对比例1
除了改性复盐含量为0外，其它组分、用量及步骤与实施例1相同。
对比例2
除了高速搅拌机搅拌时间5min改为低速搅拌5min外，其它组分、用量及步骤与实施例1相同。
由实施例1、2、3和对比例、2制备的免煅烧石膏砂浆通过试验测定各项参数，试验按照《预拌砂浆（GB/T 25181-2019）》进行测试。具体性能数据如下：
从上述数据可知，本发明的免煅烧石膏砂浆，不同实施例的产品性能均符合国家对于预拌砂浆的规定。
通过对比实施例1与对比例1可知，改性复盐在免煅烧石膏砂浆中起到重要的增加抗压强度和粘接强度的作用，改性复盐的加入促进了粉煤灰、石膏的相互激发及水化反应，提高了块体的整体强度；通过对比实施例1与对比例2可知，高速搅拌可以有效提高石膏砂浆中各个组分的分散性，同时提高了改性复盐与石膏的结合程度，促进了粉煤灰、石膏的相互激发及水化反应，最终提高块体的整体强度。
本发明的反应原理如下：
改性复盐能有效提高未煅烧的原状石膏的强度，在高速搅拌机强制搅拌下，复盐可以在保水剂（纤维素醚）存在的情况下，在二水石膏表面生成不稳定的复盐，使二水石膏具有暂态活性同时具有一定的碱性，并在具有潜在活性的粉煤灰的相互激发下形成高胶凝性的物质。该物质转化过程如下：
Ca2+ + Si(OH)4 → C—S—H gel
Ca2+ + Al(OH)3 → C—A—H gel
Al(OH)3+ Ca2++ CaSO4·2H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (AFt)
即粉煤灰在碱性条件下逐渐分解，形成CSH和CAH；由于石膏的存在，CAH与石膏反应形成AFt，AFt与CAH相互交织形成具有一定强度的网状结构。
Claims (7)
1.一种免煅烧石膏砂浆，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：
石膏 100-120份；
粉煤灰 100-150份；
水泥 120-180份；
石英砂 500-700份；
减水剂 0.5-0.75份；
改性复盐 2-2.5份；
发泡剂 0.1-0.2份；
羟丙基甲基纤维素 0.15-0.22份；
水 其余组分总重的0.15-0.16倍，
其中，所述改性复盐为十二水合硫酸铝钾、硫酸铝、硅酸钠、十二碳丁烯酸钾的混合物，各物质的质量比为1：（0.2-0.5）：（1-1.5）：（0-0.3）。
2.根据权利要求1所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述石膏为表面含水率在0-7wt%的二水未煅烧的脱硫石膏，其石膏含量≥85wt %，氯离子和氟离子总含量≤0.5 wt %。
3.根据权利要求1所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述石英砂的目数为10-70。
4.根据权利要求1所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述减水剂为萘系磺酸盐与甲醛缩合物，其减水率≥20%，有效固含量≥94%。
5.根据权利要求1所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述发泡剂为非离子型表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚环氧乙烯醚。
7.根据权利要求1所述的免煅烧石膏砂浆，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素的粘度为100-4000Pa·s。
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2022
- 2022-05-10 CN CN202210504595.9A patent/CN114940610A/zh active Pending
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