一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料及制备方法。按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：88～99份、灰钙粉：1～12份、水泥：4～15份、减水剂：0.1～1份、缓凝剂：0.1～1份。本发明专利技术具有降低磷石膏基胶凝材料的生产耗能，提高其强度及耐水性，成本低，节约资源，增加磷石膏的综合利用率的特点。

A high strength and water resistant phosphogypsum based composite cementitious material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料及制备方法
本专利技术涉及磷石膏综合利用的
，特别是一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料及制备方法。
技术介绍
磷石膏是湿法制取磷酸产品中的工业副产品。目前，全世界磷石膏年产生量超过3亿t，整体资源综合利用率约10％，我国磷石膏年排放量近8000万t，累计堆存超过5亿t。同时，长江上游大量不规范堆存的磷石膏已成为土地和水体污染的重大污染源，而磷石膏的堆存也将会给磷化工企业带来高昂的堆场建设和运维费用。因此，如何使磷石膏大规模资源化利用成为了待解决的问题，而磷石膏的最终出路一定是资源化利用。传统的石膏具有轻质、隔声、保温隔热的优点，但由于其存在强度低、耐水性差等缺陷限制了其应用范围。为解决此种问题，研究者将磷石膏预处理后与其他掺和料混合在一起，复掺其他激发剂，形成磷石膏基复合胶凝材料，并具有一定的强度，但其制品磷石膏掺量少，凝结时间长、强度低，耐水性差，同时预处理工艺繁琐。还有研究者将磷石膏进行脱水处理，形成半水石膏，使其自身具有胶凝性，虽强度有所提升，但其脱水工艺存在耗能、成本较高、工艺复杂、污染环境等问题，同时，部分强度仍然达不到承重结构的要求。结合上述技术难题，需要研究出一种科学合理的方法，降低磷石膏基胶凝材料的生产耗能，提高其强度及耐水性，以降低成本，节约资源，增加磷石膏的综合利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料及制备方法。本专利技术具有降低磷石膏基胶凝材料的生产耗能，提高其强度及耐水性，成本低，节约资源，增加磷石膏的综合利用率的特点。本专利技术的技术方案：一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：88～99份、灰钙粉：1～12份、水泥：4～15份、减水剂：0.1～1份、缓凝剂：0.1～1份。较优地，前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：91～97份、灰钙粉：3～9份、水泥：6～12份、减水剂：0.2～0.6份、缓凝剂：0.3～0.7份。较优地，前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：94份、灰钙粉：6份、水泥：9份、减水剂：0.6份、缓凝剂：0.3份。较优地，前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：91份、灰钙粉：9份、水泥：12份、减水剂：0.4份、缓凝剂：0.3份。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料中，所述的磷石膏为过0.315mm的方孔筛后，再置于120℃～160℃下烘烤2小时制得的磷石膏。较优地，前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料中，所述的磷石膏为过0.315mm的方孔筛后，再置于140℃下烘烤2小时制得的磷石膏。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料中，所述的水泥为P·C32.5R复合硅酸盐水泥。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料中，所述的减水剂为聚羧酸粉体减水剂。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料中，所述的缓凝剂为蛋白质类粉状石膏缓凝剂。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料的制备方法，将磷石膏、灰钙粉、水泥、减水剂、缓凝剂按照所述比例混合后拌匀，之后再加水搅拌，搅拌时，先低速搅拌40～70S，之后高速搅拌60～90S；加水的量使浆料稠度达到190±5mm。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料的制备方法中，所述的低速搅拌为60～125r/min，高速搅拌为125～285r/min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.有效提高磷石膏基复合胶凝材料的综合性能。在本专利技术原料及配比下制得的磷石膏基复合胶凝材料浆体具有较好的流动性与粘度，磷石膏掺量最低可占其总质量的81%以上，其以磷石膏为主要原料，极大增加了磷石膏的利用率；同时，其硬化体3天抗压强度就可达到33～57MPa，抗折强度就可达到4.7～7.59MPa，其强度高；此外，其硬化体的初凝时间20～50分钟，终凝时间30～60分钟，初、终凝时间较为适中。2.有效增加磷石膏综合利用率磷石膏因其强度低，耐水性差等原因，导致其应用范围缩小。但本专利技术制得的硬化体在工程应用中可作为剪力墙的填充物质，增加墙体的保温、隔热、隔声性能，同时其还能达到耐水的效果。此外其适中的凝结时间，既给工程操作过程留有足够的反应时间，又能加快工程效率，而磷石膏价格低廉，可减少工程成本。3.制作工艺简单环保本专利技术与传统的磷石膏复合胶凝材料相比，不需要进行球磨、煅烧、水洗、陈化等复杂的预处理过程，制作工艺简单，烘烤时间也较传统的少；且仅初期强度就较一般磷石膏胶凝材强度高（0～30MPa）因此，能有效的减少能耗、降低成本。综上，本专利技术克服了β-半水石膏强度低，耐水性能差的弊病，且制作时仅需烘烤及简单分次搅拌就可以得到强度高、耐水性能好、磷石膏掺量高、凝结时间适中、综合性能佳的磷石膏基复合胶凝材料，在大量消耗磷石膏的同时，具有工艺简单、环保、高效等优点。简言之，本专利技术具有降低磷石膏基胶凝材料的生产耗能，提高其强度及耐水性，成本低，节约资源，增加磷石膏的综合利用率的特点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1。一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，按重量份计，是以下述原料制得：磷石膏：94份、灰钙粉：6份、水泥：9份、减水剂：0.6份、缓凝剂：0.3份。前述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料的制备方法，将磷石膏、灰钙粉、水泥、减水剂、缓凝剂按照所述比例混合后拌匀，干基粉状原料搅拌时间为20～50S，搅拌后原料均匀分布于搅拌容器内；之后再加水搅拌，搅拌时，先低速搅拌40～70S，之后高速搅拌60～90S；加水的量使浆料稠度达到190±5mm。稠度测试方法满足GB/T17669.4-1999《建筑石膏净浆物理性能的测定》规范要求。所述的水泥为P·C32.5R复合硅酸盐水泥。所述的减水剂为聚羧酸粉体减水剂。所述的缓凝剂为蛋白质类粉状石膏缓凝剂。所述的低速搅拌为60～125r/min，高速搅拌为125～285r/min。所述的磷石膏为过0.315mm的方孔筛后，再置于160℃下烘烤2小时制得的磷石膏。上述原料及方法制得的磷石膏基复合胶凝材料的强度的检测方法参照GB/T1761《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》，所测其硬化3天抗压强度为57.2MPa，抗折强度为4.85Mpa，28天软化系数为0.67。实施例2。本实施例与实施例1的区别在于：所述的磷石膏为过0.315mm的方孔筛后，再置于140℃下烘烤2小时制得的磷石膏。所测其硬化3天抗压强度为45.25MPa，抗折强度为6.32MPa。实施例3。本实施例与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，按重量份计，是以下述原料制得：/n磷石膏： 88～99份、 灰钙粉： 1～12份、/n水泥： 4～15份、 减水剂： 0.1～1份、/n缓凝剂： 0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，按重量份计，是以下述原料制得：
磷石膏：88～99份、灰钙粉：1～12份、
水泥：4～15份、减水剂：0.1～1份、
缓凝剂：0.1～1份。


2.根据权利要求1所述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，按重量份计，是以下述原料制得：
磷石膏：91～97份、灰钙粉：3～9份、
水泥：6～12份、减水剂：0.2～0.6份、
缓凝剂：0.3～0.7份。


3.根据权利要求2所述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，按重量份计，是以下述原料制得：
磷石膏：94份、灰钙粉：6份、
水泥：9份、减水剂：0.6份、
缓凝剂：0.3份。


4.根据权利要求2所述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，按重量份计，是以下述原料制得：
磷石膏：91份、灰钙粉：9份、
水泥：12份、减水剂：0.4份、
缓凝剂：0.3份。


5.根据权利要求1-4任一项所述的强度高、耐水磷石膏基复合胶凝材料，其特征在于，所述的磷石膏为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德文，罗双，付汝宾，王玲玲，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52