一种改性磷石膏及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于改性混凝土技术领域。本发明专利技术提供了一种改性磷石膏及其制备方法和应用，改性磷石膏由25～60份磷石膏、12～35份造纸白泥、1.5～3.5份凹凸棒土、2～5份硅微粉、0.4～0.8份助剂和10～30份水制备得到。本发明专利技术的改性磷石膏用于水泥混凝土中不仅能提高磷石膏基水泥混凝土的早期强度，而且能缩短其凝结时间；通过在改性磷石膏时加入造纸白泥，达到了以废制废的目的；通过加入凹凸棒土、硅微粉和助剂不仅吸附了磷石膏中对环境不利的离子，而且提高了原料组分之间的相容性，更有利于形成网状结构，使其结构更加致密，从而提高产品的强度；并且制备方法简单，成本低，易于操作，适合大范围应用。围应用。

【技术实现步骤摘要】
一种改性磷石膏及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及改性混凝土
，尤其涉及一种改性磷石膏及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为CaSO4·
2H2O，并含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、磷矿粉、P2O5、F、游离酸和微量的砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素。目前，绝大部分磷石膏被当作废物丢弃，不仅占用了大量土地，还造成了严重的环境污染。因此，加快磷石膏的资源化利用，成为磷化工业可持续发展急需解决的问题。
[0003]磷石膏基水泥混凝土是以磷石膏为主要原料，添加适量矿渣、钢渣、硅酸盐水泥熟料等原料，制备出的一种具有较高强度的水硬性胶凝材料。磷石膏基水泥混凝土具有强度高，耐水性好，抗硫酸盐侵蚀性好的优点，可以用在淡水和海水等工程中。但是磷石膏基水泥混凝土由于使用的磷石膏中含有磷、氟、有机质等杂质，凝结时间很长，早期强度低，从而影响其使用性能。
[0004]造纸白泥是制浆造纸厂在黑液碱回收过程中产生的大量苛化白泥，以木材为原料的苛化白泥可采用石灰窑煅烧法，使白泥再生，生产再生石灰，在苛化中循环使用。然而以非木材纤维为原料的制浆造纸企业，由于白泥的硅含量高，如果回收再生，循环使用，势必加剧碱回收的硅干扰，以致使碱回收无法正常运行，所以白泥始终得不到妥善处理。因此，研究开发一种能提高磷石膏基水泥混凝土的早期强度，缩短其凝结时间，将造纸白泥和磷石膏联用制得的改性磷石膏具有良好的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种改性磷石膏及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种改性磷石膏，由包含如下重量份数的原料制备得到：
[0008]磷石膏25～60份、造纸白泥12～35份、凹凸棒土1.5～3.5份、硅微粉2～5份、助剂0.4～0.8份、水10～30份。
[0009]作为优选，所述造纸白泥包含如下质量百分数的成分：SO30.15～0.82％，SiO28.13～12.26％，CaO 42.10～53.65％，Al2O30.12～3.19％，Fe2O30.10～1.05％，MgO 0.17～2.08％，K2O 0.13～0.62％，Na2O 0.12～1.35％，Cl
‑
0.24～0.62％，H2O35.24～47.62％，其他0.39～0.76％。
[0010]作为优选，所述硅微粉的粒径为8～10nm。
[0011]作为优选，所述助剂包括偶联剂和激发剂；所述偶联剂和激发剂的质量比为1～4：3～4。
[0012]作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述激发剂为氯化钙和/或硫酸钠。
[0013]本专利技术还提供了所述的改性磷石膏的制备方法，包含如下步骤：
[0014]1)将磷石膏、助剂和造纸白泥进行反应，得到产物A；
[0015]2)将凹凸棒土、硅微粉和水混合，得到混合物B；
[0016]3)将产物A和混合物B进行反应，得到改性磷石膏。
[0017]作为优选，步骤1)所述反应的温度为25～40℃，反应的时间为18～22h。
[0018]作为优选，步骤2)所述混合的速度为230～400r/min，混合的温度为20～30℃，混合的时间为35～50min。
[0019]作为优选，步骤3)所述反应的温度为45～50℃，反应的时间为32～36h。
[0020]本专利技术还提供了所述的改性磷石膏在水泥混凝土中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0022]1)本专利技术的改性磷石膏用于水泥混凝土中不仅能提高磷石膏基水泥混凝土的早期强度，而且能缩短其凝结时间。
[0023]2)本专利技术在改性磷石膏时加入造纸白泥，不仅使得磷石膏废弃物被有效利用，还解决了造纸白泥不能有效回收的问题，达到了以废制废的目的。
[0024]3)本专利技术通过加入凹凸棒土、硅微粉和偶联剂、激发剂不仅吸附了磷石膏中对环境不利的离子，而且提高了原料组分之间的相容性，更有利于形成网状结构，使结构更加致密，从而提高产品的强度。
[0025]4)本专利技术改性磷石膏的制备方法简单，成本低，易于操作，适合大范围应用。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种改性磷石膏，由包含如下重量份数的原料制备得到：
[0027]磷石膏25～60份、造纸白泥12～35份、凹凸棒土1.5～3.5份、硅微粉2～5份、助剂0.4～0.8份、水10～30份。
[0028]本专利技术的改性磷石膏的制备原料包含25～60份磷石膏，优选为35～50份，进一步优选为40～45份，更优选为42～43份。
[0029]本专利技术的改性磷石膏的制备原料包含12～35份造纸白泥，优选为15～30份，进一步优选为18～26份，更优选为20～22份。
[0030]本专利技术中，所述造纸白泥优选为包含如下质量百分数的成分：SO30.15～0.82％，SiO28.13～12.26％，CaO 42.10～53.65％，Al2O30.12～3.19％，Fe2O30.10～1.05％，MgO 0.17～2.08％，K2O0.13～0.62％，Na2O 0.12～1.35％，Cl
‑
0.24～0.62％，H2O 35.24～47.62％，其他0.39～0.76％，进一步优选为SO3[0031]0.18～0.52％，SiO29.12～11.26％，CaO 45.10～50.65％，Al2O31.12～2.89％，Fe2O30.15～0.85％，MgO 0.37～1.84％，K2O0.25～0.56％，Na2O 0.85～1.02％，Cl
‑
0.34～0.52％，H2O 38.24～45.62％，其他0.49～0.66％。
[0032]本专利技术中，造纸白泥改性磷石膏的原理为：造纸白泥中的NaOH、KOH、Ca(OH)2和Na2CO3等碱性物质能与磷石膏中的H2PO4‑
、HPO
42
‑
和HF等可溶性酸性物质发生反应，使得磷石膏中的酸性物质被消耗，将其用于水泥混凝土中可避免磷石膏中的酸性物质与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，可以缩短混凝土的凝结时间；中性的产物会在碱性环境溶液中快速结晶，填充于C
‑
S
‑
H凝胶中来保证水泥强度的增长。另外，白泥是球形结构的细微颗粒，有利于
填充胶体的空隙，提高水泥混凝土的强度。
[0033]本专利技术的改性磷石膏的制备原料包含1.5～3.5份凹凸棒土，优选为1.8～3.2份，进一步优选为2～3份，更优选为2.5份。
[0034]本专利技术中，所述凹凸棒土为层状片状结构的天然非金属硅酸盐矿物，其具有较强的离子交换吸附和增稠作用，可以交换并吸附磷石膏中对环境不利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性磷石膏，其特征在于，由包含如下重量份数的原料制备得到：磷石膏25～60份、造纸白泥12～35份、凹凸棒土1.5～3.5份、硅微粉2～5份、助剂0.4～0.8份、水10～30份。2.根据权利要求1所述的改性磷石膏，其特征在于，所述造纸白泥包含如下质量百分数的成分：SO30.15～0.82％，SiO28.13～12.26％，CaO42.10～53.65％，Al2O30.12～3.19％，Fe2O30.10～1.05％，MgO0.17～2.08％，K2O0.13～0.62％，Na2O0.12～1.35％，Cl
‑
0.24～0.62％，H2O35.24～47.62％，其他0.39～0.76％。3.根据权利要求1或2所述的改性磷石膏，其特征在于，所述硅微粉的粒径为8～10nm。4.根据权利要求3所述的改性磷石膏，其特征在于，所述助剂包括偶联剂和激发剂；所述偶联剂和激发剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思骅，王锦，谢玉菡，文江，夏清，
申请(专利权)人：毕节职业技术学院贵州省毕节农业学校，
类型：发明
国别省市：