专利名称：采用有机复配添加剂增强α半水石膏水化硬化体的方法
技术领域：
本发明属于无机材料应用技术领域，具体涉及一种以高效减水剂为主 要组分、提高a半水石膏水化硬化体强度的添加剂复配配方及其使用方法。
背景技术：
石膏是一种应用历史悠久的建筑材料，与石灰、水泥并列为无机胶凝 材料中的三大支柱。它具有重量轻，凝结快，耐火性能好，传热传声小、 施工高效、对人体亲和无害等优点，是国际上推崇发展的节能型绿色材料。 石膏材料的应用通常是通过半水石膏的水化硬化，得到二水石膏制品。而 半水石膏有a和p两种形式，其中a半水石膏水化需水量小，硬化后强度高， 被广泛应用于机械制造、精密铸造、汽车、陶瓷、建筑、工艺美术和医疗 等众多领域。随着人们对材料强度性能的要求不断提高，对a半水石膏进 行强度改性能够进一步增加石膏材料的使用价值。
四十多年来的研究认为，欲从材料本身的改良来克服石膏力学性能上 的缺点是困难的，而在半水石膏水化硬化过程中对其进行改性是一种较简 易且有效的手段。通常主要有三类途径 一类是加入水硬性胶凝材料，如 硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣等活性掺合料；第二类是用纤维和聚合物进行 复合；第三类围绕降低水膏比，主要包括机械压制脱水、掺添加剂。相比 之下，添加剂能在极小掺量情况下明显地提高材料的性能。其中，高效减 水剂可以在保持浆体流动度的条件下大幅度地降低水膏比，从而大大提高 石膏材料的力学性能。但是，目前研制出的任何一种高效减水剂在单独使 用时都会对半水石膏的其他使用性能带来影响。故将添加剂进行物理复配 改性来解决这个问题。复配的原则是各添加剂组分之间有较好的相容性， 其关键是功能基团的组合。复配改性可带来多种效果或取得叠加效应，是 目前添加剂技术重要的发展方向，但是国内相关研究几乎空白。
常用的高效减水剂如萘系(FDN)、密胺系(SM)和聚羧酸系(PC) 单独使用改性胶凝材料能够取得显著的增强效果，但同时也会对其他性能带来缺陷。在高效减水剂中添加辅助添加剂(物理复配)可以一定程度上 进行弥补，并取得更好的增强效果。
发明内容
本发明提供了以高效减水剂为主要组分、提高Ct半7jC石膏7jC化硬化体
强度的添加剂复配配方及其使用方法。
一种增强a半水石膏水化硬化体的添加剂，以a半水石膏和添加剂的 总质量计，由以下质量百分比的组分组成 萘系高效减水剂(FDN) 0.01-3.0% 密胺系高效减水剂(SM) 0.01-3.0o/o 聚羧酸系高效减水剂(PC) 0.01-3.0% 消泡剂 0-1.0%。
所述萘系高效减水剂(FDN)是一种以p-萘磺酸盐曱酪缩合物为主要 成分的粉末制品，可采用市售产品，例如山东昌乐乐泰化工有P艮公司生 产的FDN-A高效减水剂。
所述密胺系高效减水剂(SM)的主要成份为氰胺磺酸盐曱醛缩合物， 是含有磺酸根基团的强阴离子电解质大分子聚合物，可采用市售产品，例 如苏州鑫龙化学建材有限公司生产的SM-F高效减水剂。
所述聚羧酸系高效减水剂(PC)主要是通过不饱和单体在引发剂的作 用下接枝共聚而成的，可采用市售产品，例如苏州市兴邦化学建材有限 公司的SUNBOPC-1016高效减水剂。
在需要时可加入消泡剂以消除和减少有害泡沫，所述消泡剂为常用消 泡剂，其活性成分主要为聚硅氧烷、聚醚、^t剂、表面活性剂，可采用 市售产品，例如江苏赛欧信越消泡剂有限公司的XPJ820粉状耐碱性消 泡剂。
本发明所述的以减水剂为主要成分的有4/L复配增强a半水石膏水化硬 化体的工艺方法如下将a半水石膏原料或者粉磨料与上述添加剂在混料
设备中干拌，均匀后，加入适量水在搅拌设备中充分混匀。加水量一般以 使石膏浆料达到标准稠度为准(采用提筒法，石膏饼扩散直径以(D18cm 为准所需要的用水量，作为标准稠度用水量)，之后按照产品要求成型、 凝结、硬化。混合浆料在产品成型过程中，a半水石膏水化为二水石膏，并逐渐凝结》更化。
本发明所述的能提高a半水石膏水化硬化体强度的有机复配改性机理 如下
(1)高效减水剂通过化学吸附在石膏表面起到分散减水作用，降低 了石膏水化需水量；(2)复配使用高效减水剂综合了各减水剂对7jc化速度 的影响，水化初期速度减緩，后期速度加快，有利于产品制备；(3)经复 配改性的石膏硬化体中二水石膏晶体增多，晶形由针状转变为短柱状或薄 片状，长径比明显减小，有利于得到密实、均匀的结晶硬化体；(4)经有 机复配改性的石膏硬化体中有害孔的孔径减小并均化，减水剂功能基团和 钓离子结合而成的胶状物质填充结构，使其变得更密实，总孔隙率显著减 小。通过以上的多种机理协同作用，使得a半水石膏水化硬化过程更加有 利于石膏产品制备，得到的硬化体致密、均匀，从而获得高强度性能。
采用本发明添加剂和方法对a半水石膏水化硬化体进行加强，可使石 膏2h湿抗折强度提高20%-60%， 2h湿抗压强度提高30%-100%;绝干抗 折强度提高35°/。-70%,绝干抗压强度提高30%-100%;初凝和终凝时间适 中，表观细洁，流平和耐水性能良好。
具体实施方式
实施例1:
以a半水石膏和添力口剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 0.03% 密胺系高效减水剂(SM) 0.61% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 0.22% 聚醚消泡剂 0.05%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.30与水充分搅拌均 匀。水化硬化后，产品基本性能为初凝时间15min，终凝时间20min, 石膏硬化体2h湿抗折强度10.7MPa, 2h湿抗压强度28.1MPa;绝干抗折 强度16.6MPa，绝干抗压强度67.4MPa。
实施例2:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂萘系高效减水剂(FDN) 0.37% 密胺系高效减水剂(SM) 1.30% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 0.12% 脱气消泡剂 0.04%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.28与水充分搅拌均 匀。水化硬化后，产品基本性能为初凝时间20min，终凝时间29min， 石膏硬化体2h湿抗折强度8,0MPa， 2h湿抗压强度20.2MPa;绝干抗折强 度20.3MPa，绝干抗压强度75.8MPa。
实施例3:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 2.30% 密胺系高效减水剂(SM) 0.06% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 0.11% 有积J圭消泡剂 0.28%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.26与水充分撹拌均 匀。水化硬化后，产品基本性能为初凝时间13min，终凝时间21min， 石膏硬化体2h湿抗折强度ll.OMPa， 2h湿抗压强度26.6MPa;绝干抗折 强度23.3MPa，绝干抗压强度80.3MPa。
实施例4:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 0.22% 密胺系高效减水剂(SM) 0.17°/。 聚羧酸系高效减水剂(PC) 1.12% 聚二曱iii氧烷乳液消泡剂 0.02%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.32与水充分搅拌均 匀。7jc化硬化后，产品基本性能为初凝时间21min,终凝时间28min， 石膏硬化体2h湿抗折强度8.5MPa， 2h湿抗压强度22.1MPa;绝干抗折强 度18.7MPa,绝干抗压强度51.0MPa。实施例5:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 0.73% 密胺系高效减水剂(SM) 2.02% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 0.05% 聚醚消泡剂 0.22%
将添加剂掺入a半水石膏，按照水膏比0.34与水充分搅拌均匀。水化 硬化后，产品基本性能为初凝时间13min，终凝时间23min，石膏硬化 体2h湿抗折强度9.6MPa，2h湿抗压强度26.6MPa;绝干抗折强度18.5MPa， 绝干抗压强度66.8Pa。
实施例6:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 0.19% 密胺系高效减水剂(SM) 0.37% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 2.10% 有机硅消泡剂 0.42%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.26与水充分搅拌均 匀。水化硬化后，产品基本性能为初凝时间14min，终凝时间24min, 石膏硬化体2h湿抗折强度13.4MPa， 2h湿抗压强度28.5MPa;绝干抗折 强度23.0MPa，绝干抗压强度88.1MPa。
实施例7:
以a半水石膏和添加剂的总质量计，按以下质量百分比配制添加剂 萘系高效减水剂(FDN) 0.19% 密胺系高效减水剂(SM) 0.37% 聚羧酸系高效减水剂(PC) 2.10%
将添加剂与a半水石膏粉干拌均匀，按照水膏比0.29与水充分撹拌均 匀。水化硬化后，产品基本性能为初凝时间15min，终凝时间27min， 石膏硬化体2h湿抗折强度10.8MPa, 2h湿抗压强度27.5MPa;绝干抗折 强度17.8MPa，绝干抗压强度67.0MPa。
权利要求
1、一种增强α半水石膏水化硬化体的添加剂，以α半水石膏和添加剂的总质量计，由以下质量百分比的组分组成萘系高效减水剂0.01-3.0％密胺系高效减水剂 0.01-3.0％聚羧酸系高效减水剂0.01-3.0％消泡剂0-1.0％。
2、 一种采用有机复配添加剂增强a半水石膏水化硬化体的方法，包括 以a半水石膏和添加剂的总质量计，」換以下质量百分比配制添加剂萘系高效减水剂 0.01-3.0%密胺系高效减水剂 0.01-3.0%聚羧酸系高效减水剂 0.01-3.0%消泡剂 0-1.0%; 将a半水石膏原料或者粉磨料与添加剂混合，干拌均匀，然后加水混合搅 拌，之后凝结、成型、；更化。
全文摘要
本发明公开了一种采用有机复配添加剂增强α半水石膏水化硬化体的方法，以α半水石膏和添加剂的总质量计，按照以下质量百分比配制添加剂萘系高效减水剂(FDN)0.01-3.0％，密胺系高效减水剂(SM)0.01-3.0％，聚羧酸系高效减水剂(PC)0.01-3.0％，消泡剂0-1.3％。将添加剂和α半水石膏原料或者粉磨料干拌均匀，再与适量的水在搅拌设备中充分混合，混合后的石膏根据产品需要进行凝结、硬化。经改性的石膏2h湿抗折强度提高20％-60％，2h湿抗压强度提高30％-100％；绝干抗折强度提高35％-70％，绝干抗压强度提高30％-100％；凝结时间适中，表观细洁，流平和耐水性能良好。
文档编号C04B24/12GK101314534SQ20081006295
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者越 刘, 叶青青, 吴忠标, 官宝红, 张佳莉 申请人:浙江大学