一种磷石膏膨胀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑用膨胀剂领域，尤其涉及一种磷石膏膨胀剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着膨胀剂产品及应用技术的逐渐发展，人们对膨胀熟料及膨胀剂成品原材料 的研究越来越深入，但关于磷石膏膨胀剂的专利和文献并不多，磷石膏膨胀剂的相关产品 也没有实际应用，现有的关于磷石膏膨胀剂的专利或文献中，磷石膏的处理方式多为水洗、 石灰中和以及高温煅烧，此处理方式能耗高，处理成本大，工业化投产可能性不大。
[0003] 国内市场内，现有的混凝土膨胀剂，大多是硬石膏或脱硫石膏与膨胀熟料混磨制 成，比表面积大，微粉含量多，早期水化快，例如《膨胀剂与膨胀混凝土》2007年02期中题目 为"利用磷石膏研制混凝土高效膨胀剂"的文章中提到了介绍了利用工业废弃物磷石膏煅 烧脱水制取硬石膏，再与特制高铝熟料配合研制混凝土高效膨胀剂。同时随着高性能混凝 土的日益普及，为适应其高强度、高流动性及早强性的产品要求，许多水泥生产厂家减小水 泥粒径，增大水泥比表面积，加快水泥的水化速率，以增大水泥的早期强度。这两者综合起 来，使得目前的膨胀剂加入到混凝土中，使得混凝土的施工性能差，具体体现为早期水化过 快，塌损大，凝结时间快，可施工时间短。
[0004] 磷石膏缓凝性能优于硬石膏：水泥熟料中的C3A水化速度快，其水化产物溶解度也 大，在存在石膏的情况下，最初水化的C 3A与溶解的CaSO4化合，生成钙矾石，部分钙矾石附 着在C3A表面，阻碍了 C3A的快速水化，从而达到缓凝的目的。磷石膏是二水石膏，与硬石膏 相比，二者溶解度差别不大，但二水石膏溶解速度快的多，相同条件下达到溶解平衡，二水 石膏只需几分钟，硬石膏多达40天，因此，二水石膏抑制C 3A快速水化的能力比硬石膏强， 所以用磷石膏取代硬石膏，会降低C3A的水化速率，从而延长水泥的凝结时间。此外磷石膏 中水溶性P 2O5和氟化物等主要杂质，随同磷石膏一起溶解并呈酸性，进入水泥浆体之中，与 碱性物质发生中和反应，致使溶液无法达到氢氧化钙的饱和或过饱和，推迟了铝酸钙消耗 硫酸盐形成钙矾石或单硫型水化硫铝酸盐，阻碍水泥的早期水化进程，延长凝结时间。
[0005] 另外，试验发现，增大磷石膏比表面积，控制膨胀熟料细度及粒径分布也可以增加 延长水泥的凝结时间，提高混凝土的塌损性能，膨胀率和强度。磷石膏比表面积越大，水化 速率越快，对水泥早期水化抑制越明显，膨胀熟料比表面积越小，微粉含量越少，在水泥塑 性阶段膨胀能的损失越小，有效膨胀率就越大。
[0006] 磷石膏只需低温干燥除掉自由水，降低了磷石膏处理的能耗，节省资源，降低膨胀 剂的生产成本，提高其工业可行性，此外低温干燥磷石膏，可以保证其主要缓凝组分二水石 膏、有机磷及F等不会脱水或被除去。同时，增大磷石膏的比表面积，可提高磷石膏中二水 石膏的溶解速率，从而降低水泥在塑性阶段的水化速率，提高混凝土的保塌性，延长混凝土 的操作时间；减小膨胀熟料的比表面积，降低膨胀熟料在混凝土塑性阶段的水化速率，从而 降低膨胀能在塑性阶段的损失，提高膨胀剂的膨胀率。本发明制备的磷石膏膨胀剂，缓凝效 果明显，延长了混凝土的可操作时间，且膨胀率高，强度无明显损失，成本低廉，具有极好的 市场应用前景。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种磷石膏膨胀剂及其制备方法。根据发明的一个方面， 本发明提供一种磷石膏膨胀剂，包含15_35wt. %的干燥的磷石膏和65-85wt. %的膨胀熟料， 其中磷石膏和膨胀熟料混合在一起，所述磷石膏膨胀剂的比表面积为150-250 m2 /g，所述 磷石膏通过低温干燥后获得，其表面积为300-450 rtf /g，所述磷石膏包括：〇-lwt. %的水， 39. 55-50. 9wt. % 的 SO3, 28. 05-36. Iwt. % 的 CaO, 5. 1-9. 2wt. % 的 SO2,0-0· 6wt. % 的水溶性 P2O5,0-0· 3wt. %的水溶性氟；所述膨胀熟料比表面积为150-200 m2 /g，325目标准筛筛余不 大于50%，200目标准筛筛余不大于25%。
[0008] 根据本发明的某些【具体实施方式】，所述磷石膏的干燥方式为：自然晾干或在 20-60°C的温度条件下加热干燥。
[0009] 根据本发明的某些【具体实施方式】，所述膨胀熟料选自下述熟料中的一种或几种： 氧化钙熟料、硫铝熟料和氧化钙-硫铝复合熟料。
[0010] 根据本发明的某些【具体实施方式】，所述磷石膏和膨胀熟料混合后磨细或分别磨细 后再混合。
[0011] 根据发明的另一个方面，本发明提供一种制备磷石膏膨胀剂的方法，包括以下步 骤： 将低温干燥的磷石膏粉磨至比表面积300-450 in2 /g ; 将膨胀熟料粉磨至比表面积150-200 m2 /g，325目标准筛筛余< 50%，200目标准筛筛 余彡25% ; 将两者按比例（15-35) :(65-85)混合均匀，混合后磷石膏膨胀剂的比表面积150-250 m2 /g。
[0012] 根据发明的另一个方面，本发明提供一种制备磷石膏膨胀剂的方法，包括以下步 骤： 将低温干燥的磷石膏和膨胀熟料按比例（15-35) :(65-85)混合均匀； 将混合在一起的磷石膏和膨胀熟料进行粉磨，粉磨后的磷石膏膨胀剂的比表面积为 150-250 m2/g。
[0013] 本发明的优势在于： 1. 磷石膏处理简易方便，无需水洗或煅烧，节约磷石膏处理的资源和降低能耗，节约成 本，提高工业生产的可行性 2. 磷石膏膨胀剂膨胀率高，强度无明显损失，保塌性能良好，可延长混凝土的开放时间 1-1. 5h。
[0014] 上述
【发明内容】
非意在描述本发明的每种实施方式的每一个公开实施例。下面结合
【具体实施方式】更具体地举例说明示例性实施例，可以使得本发明的上述和进一步的实施方 案的特征和优势更为明显。
[0015] 具体实施例： 应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明 书的教导设想其它各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的【具体实施方式】不具有 限制性意义。
[0016] 除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特 性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语"约"来修饰的。因此，除非有相反的 说明，否则上述