本发明专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种可缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间的磷石膏改性方法。可可缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间的磷石膏改性方法，其特征在于它包括如下步骤：按磷石膏、钢渣粉、矿渣粉所占的干基质量百分数为：磷石膏90%～97%，钢渣粉2%～8%，矿渣粉1%～4%，磷石膏、钢渣粉和矿渣粉所占的干基质量百分数之和为100%；水的加入量为磷石膏、钢渣粉和矿渣粉总质量的50%～70%，水的加入量含磷石膏中自由水的量；将磷石膏、钢渣粉、矿渣粉和水混合湿磨均匀后，陈化8小时以上的时间，得到改性磷石膏该方法工艺简单、成本低，该方法制备的改性磷石膏可缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种。
技术介绍
磷石膏是磷化工业中湿法生产磷酸的工业副产品，其主要成分为二水石膏(Ca2S04*2H20)，通常磷石膏中二水石膏为85% 95%，并且含有少量磷、氟、有机质等杂质，其含量与生产所用磷矿石成分有关。我国目前每年的磷石膏副产量超过5000万吨，仅有20%左右得到利用，大量磷石膏作为固体废弃物堆存，累计堆存的磷石膏已经超过2亿吨，不仅占用了大量土地，还造成环境污染。加快磷石膏资源化利用，已成为磷化工业可持续发 展急需解决的问题。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的胶凝材料。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、有机质等杂质的影响，凝结时间很长，早期强度低，从而影响其使用性能。因此，如何缩短磷石膏基水泥混凝土的凝结时间，提高其早期强度，成为磷石膏基水泥混凝土推广应用的关键。目前我国关于缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间的文献尚不多见，但近期有两项专利技术专利中对类似技术进行了介绍。专利申请号为02138088. 0的“改性磷石膏及其制备”专利中，申请人介绍了一种利用磷肥厂废磷石膏，以其它废渣、废液为添加剂生产水泥水泥缓凝剂和水泥增强剂的改性磷石膏及其制备。其主要重量组成为添加剂(硫酸铝渣、明矾石、草木灰、膨润土、矿渣、地开石、造纸厂及碱厂的废液废渣、白泥和海泡石当中的1、2或者3种)10% 30%、磷石膏70% 90%。将重量比70% 90%磷石膏和10% 30%添加剂混合，堆放在一定温度下中制得改性磷石膏，如果将30 100°C闷热处理8 48小时的改性磷石膏成型经烘干后成为水泥缓凝剂，如果将闷热8 24小时的改性磷石膏经600 900°C高温煅烧，即可成为水泥增强剂。该专利虽然给出了一种磷石膏的改性方法，但添加剂掺量高，需要一定温度处理，因此改性处理方法成本较高，工艺复杂。专利申请号为201110373403. 7的“具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法”的专利申请中，申请人介绍了一种石膏基混凝土制造及提高抗起砂碳化性能的方法。其特征在于将工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)与一定配比的钢渣粉或再加一定量的聚羧酸类外加剂，加水搅拌成石膏钢渣浆，并陈化一定时间后，再与矿渣粉、硅酸盐水泥、钢渣粉、砂子、石子、聚羧酸类外加剂、水等原料搅拌制成石膏基混凝土。各原料所占质量百分数(干基)为工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)5. 51% 10. 26%，钢渣粉0. 10% I. 10%,矿渣粉7. 60% 11. 40%,硅酸盐类水泥0. 00% 0. 90%,砂子27. 00% 32. 00%，石子42. 96% 47. 96%，聚羧酸类外加剂0. 03% 0. 30%。该专利技术开发出了一种具有水硬性的抗起砂和抗碳化性能好的石膏基混凝土，可大量利用磷石膏、工艺简单、生产成本低、能耗少、有利于环保，但该专利技术所制造的石膏基混凝土凝结时间较长，早期强度较低，不利于其推广应用。虽然该专利技术人提出了“将钢渣粉与未烘干的工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)按一定的配比加水搅拌成石膏钢渣浆体，并陈化一定时间，钢渣中的活性钙会与工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)中的这些酸性物质产生反应，可有效提高石膏基水泥的早期强度。”但由于磷石膏钢渣浆中，活性铝的含量很低，只是通过钢渣中的活性钙与磷石膏中的酸性物质产生反应，还不足以使磷石膏基水泥混凝土的凝结时间达到理想水平。如果在磷石膏和钢渣中，再掺入少量矿渣粉制成磷石膏钢渣矿渣浆并陈化一定时间后，钢渣中的活性钙和矿渣中的活性铝会与磷石膏中的CaSO4 . 2H20反应，形成溶解度更低的水化硫铝酸钙类水化产物，可进一步缩短磷石膏基水泥混凝土的凝结时间并提高其早期强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，该方法工艺简单、成本低，该方法制备的改性磷石膏可缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，其特征在于它包括如下步骤按磷石膏、钢渣粉、矿渣粉所占的干基质量百分数为(“干基”是指磷石膏、钢渣粉、矿渣粉不含水的量，即除去水后的量)磷石膏90% 97%，钢渣粉2% 8%，矿渣粉1% 4%，磷石膏、钢渣粉和矿渣粉所占的干基质量百分数之和为100% ;水的加入量为磷石膏、钢渣粉和矿渣粉总质量的50% 70%，水的加入量含磷石膏中自由水的量；将磷石膏、钢渣粉、矿渣粉和水混合湿磨均匀后，陈化8小时以上的时间(8 72小时)，得到改性磷石膏(改性磷石膏浆)。所述磷石膏、钢渣粉、矿渣粉所占的干基质量百分数最佳为磷石膏92% 94%，钢渣粉4% 6%，矿渣粉2% 3%。水的加入量最佳为磷石膏、钢洛粉和矿洛粉总质量的60%。所述的钢渣为钢铁厂炼钢排出的工业废渣，其主要化学成分是二氧化硅(SiO2)、氧化|丐(CaO )、氧化镁(MgO )、氧化猛(MnO )、氧化铁(FeO )等。所述的矿渣为钢铁厂排出的高炉水淬矿渣；其主要的化学成分是二氧化硅(5;102)、三氧化二招(41203)、氧化|15(030)、氧化镁(1%0)、氧化猛(|/[110)、氧化铁^60)等。所述磷石膏为湿法制备磷酸的工业副产品，主要成分为二水石膏的含水粉状物料。所述的钢渣粉为钢渣粉磨至比表面积为大于196 m2/Kg的粉状物料。所述的矿渣粉为高炉矿渣粉磨至比表面积为大于198 m2/Kg的粉状物料。本专利技术将磷石膏与矿渣粉、钢渣粉按上述比例，外加适量水混合磨制成磷石膏浆后，在钢渣的碱性激发作用下，矿渣中玻璃体解聚，矿渣中的活性钙和活性硅等组分溶出后形成水化硅酸钙凝胶(C-S-H);矿渣中活性钙、活性铝与磷石膏形成水化硫铝酸钙(AFt)等水化产物，这些水化产物在形成过程中，吸附和固化了磷石膏中的磷、氟、有机质等造成磷石膏基水泥混凝土凝结时间延长、早期强度降低的有害杂质成分。经过该方法处理后的改、性磷石膏浆，再用于配制磷石膏基水泥混凝土，可大幅度缩短磷石膏基水泥混凝土的凝结时间，并提高其早期强度。本专利技术的有益效果是1、该方法工艺简单、无需高温养护(能耗少)、外加剂(通用硅酸盐水泥)掺量少、成本低、不会产生二次污染，并且还能利用钢渣、矿渣等工业废渣。2、改性磷石膏(即改性后的磷石膏)替代天然石膏用于生产磷石膏基水泥混凝土，与未处理磷石膏相比，磷石膏基水泥混凝土的凝结时间明显缩短，并提高其早期强度。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。如下实施例中所用到的原料将硅酸盐水泥熟料(取自华新水泥股份有限公司)、 天然石膏(SO3含量为44. 8%，取自华新水泥股份有限公司)、矿渣(取自武汉钢铁公司)、钢渣(取自武汉钢铁公司)、石灰石(取自华新水泥股份有限公司)分别粉磨成熟料粉、天然石膏粉、矿渣粉、钢渣粉、石灰石粉。比表面积检测结果为硅酸盐水泥熟料粉为365m2/kg，天然石膏粉为405m2/kg，矿渣粉为385m2/kg，钢渣粉为392m2/kg，石灰石粉为506m2/kg。粉煤灰直接取自武汉本文档来自技高网...
【技术保护点】
可缩短磷石膏基水泥混凝土凝结时间的磷石膏改性方法，其特征在于它包括如下步骤：按磷石膏、钢渣粉、矿渣粉所占的干基质量百分数为：磷石膏90%～97%，钢渣粉2%～8%，矿渣粉1%～4%，磷石膏、钢渣粉和矿渣粉所占的干基质量百分数之和为100%；水的加入量为磷石膏、钢渣粉和矿渣粉总质量的50%～70%，水的加入量含磷石膏中自由水的量；将磷石膏、钢渣粉、矿渣粉和水混合湿磨均匀后，陈化8小时以上的时间，得到改性磷石膏。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林宗寿，黄赟，刘金军，赵前，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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