粉煤灰型粉刷石膏的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种粉煤灰型粉刷石膏，以燃煤电厂固体废弃物脱硫石膏和粉煤灰作为原料，具体以脱硫石膏为胶凝材料，以粉煤灰作为骨料，辅以适量的改性添加剂经搅拌混合而成，具有容重低、寿命长、隔热保温性能好的特点。
【专利说明】粉煤灰型粉刷石膏
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种粉煤灰型粉刷石膏。
【背景技术】
[0002]根据我国电煤的含硫量，我国目前每年排放近亿吨湿法脱硫的副产品——脱硫石膏；另外，我国年产磷肥1100万吨，每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏400万吨，并且磷石膏多年的积蓄已达数亿吨，目前，我国的天然石膏年开采量约5000多万吨(其中3500万吨用于水泥缓凝剂，其它则转化为半水石膏或低面石膏板等)，这样即使化学石膏能全部替代天然石膏，仍可能有几千万吨的化学石膏不能被利用，由比可见，如果不对化学石膏的处理技术加以创新，开拓新的用途，进行全面的综合利用，必定会造成二次污染和资源浪费，脱硫石膏等化学石膏的综合利用已迫在眉睫。
[0003]虽然脱硫石膏比天然石膏品味更高，前者取代后者完全可能，但由于两者的各项指标有一定的差异，造成两者深加工的设备有一定差异，因此，专门处理脱硫石膏的工艺和设备目前尚处在发展前期，这样一方面是高品味的脱硫石膏作为一种填充物和添加剂使用，不能发挥其功能胶凝材料的功能；另一方面，每年要开采数千万吨的天然石膏，增加资源和能源的消耗，破坏了开采地的生态环境，因此，要把大量的化学石膏利用起来，变废为宝，不仅要大力推广现有石膏的深加工产品，更要扩展用途，才能完全消化掉如此大量的废渣，而扩展脱硫石膏的用途，前提条件是提高熟石膏粉的性能和性价比，如果要提高熟石膏粉的性能和性价比，现有技术还有一点的差距，必须进行技术创新，才能生产出高性价比，能大量转化脱硫石膏的深加工产品来，把固废转化为具有自凝胶特性的功能性原材料。
[0004]现有技术如中国专利文献CN 101643336、CN 101786849A、CN 1840498等文献公开了将脱硫石膏作为粉刷材料的一些技术方案，可以将脱硫石膏和粉煤灰制成砂浆，但是上述技术方案制成的粉刷石膏浆容重较高，造成施工性降低，建筑物墙体承重过高会引发脱落等安全隐患，并且使用寿命大大降低。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种粉煤灰型粉刷石膏，以燃煤电厂固体废弃物脱硫石膏和粉煤灰作为原料，具体以脱硫石膏为胶凝材料，以粉煤灰作为骨料，辅以适量的改性添加剂经搅拌混合而成，具有容重低、寿命长、隔热保温性能好的特点。
[0006]本发明的具体技术方案是:
粉煤灰型粉刷石膏，包括脱硫石膏和粉煤灰，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量为:
脱硫石膏2500~3500，
粉煤灰6500~7500，
羟丙基甲基纤维素醚5~10，
膨润土30~50，石膏缓凝剂4、。
[0007]所述粉刷石膏的重量份含量为:
脱硫石膏2400~3400，
粉煤灰6400~7400，
羟丙基甲基纤维素醚6~8，
膨润土35~45,
石膏缓凝剂5~7。
[0008]所述粉刷石骨的重量份含量为:
脱硫石膏3000~3200，
粉煤灰6800~7200，
羟丙基甲基纤维素醚6~8，
膨润土35~45,
石膏缓凝剂5~7。
[0009]所述粉刷石膏的重量份含量为:
脱硫石骨3000，
粉煤灰7100，
羟丙基甲基纤维素醚7，
膨润土40，
石膏缓凝剂6。
[0010]所述粉刷石膏的重量份含量为:
脱硫石骨3500，
粉煤灰7500，
羟丙基甲基纤维素醚10，
膨润土30，
石膏缓凝剂8。
[0011]所述石膏缓凝剂选自胶蛋白质石膏缓凝剂或胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的混合物。
[0012]所述石膏缓凝剂为胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的混合物，其中，胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的物质的量比为2:1。在该比例下的石膏缓凝剂具有稳定的缓凝时间，缓凝曲线十分平稳，有利于操作控制。
[0013]本发明以粉煤灰为骨料替代石砂，具有质量轻、保温性能好等显著特点，其复配混合后的砂浆容重为850公斤/m3，比常规粉刷石膏容重1450公斤/m3，降低了 40%左右，可大大降低粉刷石膏的使用成本，并降低建筑物承重。
[0014]本发明以膨润土作为添加剂使用，由于膨润土的膨胀性、粘结性、润滑性和增稠性特点，在本发明配方形成的复配环境下，可改善粉刷石膏的施工性，其价格比纤维素等外加剂低廉，可降低粉刷石膏的生产成本约10%~15%。
[0015]羟丙基甲基纤维素醚是非离子型纤维素醚，具有增稠能力，排盐性、PH稳定性、保水性、尺寸稳定性、优良的成膜性以及广泛的耐酶性、分散性和粘结性等特点。主要应用于干混砂浆中。
[0016]石膏缓凝剂主要用于粉刷石膏、粘结石膏、石膏腻子、石膏制品等制作的石膏建材，主要是用来降低石膏凝结速度。目前常用的缓凝剂主要有三类:有机酸及其可溶盐、碱性磷酸盐以及蛋白质类等缓凝剂。有机酸及其可溶盐类缓凝剂主要有柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸及丙烯酸钠等，其中研究最多，效果最好的是柠檬酸及其盐。柠檬酸及其盐在掺量很小时即可达到较强的缓凝效果。磷酸盐类缓凝剂主要有六偏磷酸钠、多聚磷酸钠等。
[0017]胶蛋白质石膏缓凝剂有以下优点:
1.胶蛋白质石膏缓凝剂的缓凝效果好，在较低的掺量下可以明显延长石膏的凝结时间。且缓凝时间随掺量的增加基本呈直线变化，不发生对掺量不敏感或跳跃式突变的现象，这种性能便于调节石膏的凝结时间，生产上容易控制。
[0018]2.胶蛋白质石膏缓凝剂对石膏的强度损失率低，缓凝时间达到2h时，抗压强度损失率仅为12.5%，同条件下柠檬酸和多聚磷酸钠对石膏的强度损失率均超过50%。
[0019]3.缓凝剂缓凝效果影响因素的研究发现，胶蛋白质石膏缓凝剂对PH值或石膏品种(氟石膏、景泰石膏和永登石膏)的适应性好，缓凝时间数据的偏差最小，柠檬酸次之，多聚磷酸钠数据偏移最大。在PH=9的景泰石膏中，胶蛋白质石膏缓凝剂的缓凝效果最佳。
[0020]4.胶蛋白质石膏缓凝剂对半水石膏的水化以及液相过饱和度的形成不产生影响，过饱和度与基准样相当。柠檬酸和多聚磷酸钠均大幅度地降低了石膏浆体水化时的初始过饱和度。
[0021]5.胶蛋白质石膏缓凝剂对石膏硬化体的微观结构影响不大，晶体形貌与基准样十分相似。掺加了柠檬酸和多聚磷酸钠之后，石膏晶体形貌的变化都由细长的针状变成短粗的柱状，平均孔径明显增大，孔型恶化，因此对强度的影响明显。
[0022]6.胶蛋白质石膏缓凝剂的缓凝机理在于:胶蛋白质石膏缓凝剂水化后形成胶体，吸附在二水石膏晶体的表面，阻碍晶核的形成，或吸附在晶核表面，降低了晶核的表面能，使石膏晶体的成核与长大两方面都受到抑制，延缓了石膏水化的诱导期，从而起到缓凝作用。
[0023]本发明所得的粉煤灰型粉刷石膏，抗折强度达3.76MP，抗压强度13.99MP，均超过国家标准抗折强度3.0MP和抗压强度6.0MP。
【具体实施方式】
[0024]实施例一
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石膏2500~3500，
粉煤灰6500~7500，
羟丙基甲基纤维素醚5~10，
膨润土30~50，
石膏缓凝剂4、。
[0025]将上述材料混合均匀就可以得到粉刷石膏。
[0026]实施例二
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:脱硫石膏2400~3400，
粉煤灰6400~7400，
羟丙基甲基纤维素醚6~8，
膨润土35~45,
石膏缓凝剂5~7。
[0027]将上述材料混合均匀就可以得到粉刷石膏。
[0028]实施例三
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石膏3000~3200，
粉煤灰6800~7200，
羟丙基甲基纤维素醚6~8，
膨润土35~45,
石膏缓凝剂5~7。
[0029]实施例四
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石骨3000，
粉煤灰7100，
羟丙基甲基纤维素醚7，
膨润土40，
石膏缓凝剂6。
[0030]实施例五
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石骨3500，
粉煤灰7500，
羟丙基甲基纤维素醚10，
膨润土30，
石膏缓凝剂8。
[0031]实施例六
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石骨3500，
粉煤灰7500，
羟丙基甲基纤维素醚10，
膨润土30，
石膏缓凝剂8。
[0032]实施例七
粉煤灰型粉刷石膏，重量份含量为:
脱硫石骨2500，
粉煤灰7500，
羟丙基甲基纤维素醚10，膨润土50,
石膏缓凝剂8。
[0033]实施例八
脱硫石膏2550，
粉煤灰7450，
羟丙基甲基纤维素醚10，
膨润土50,
石膏缓凝剂8。
[0034] 上述实施例中，石膏缓凝剂可选用胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的混合物，其中，胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的物质的量比为2:1 ;或其他常用石膏缓凝剂。
【权利要求】
1.粉煤灰型粉刷石膏，包括脱硫石膏和粉煤灰，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量为: 脱硫石膏2500~3500， 粉煤灰6500~7500， 羟丙基甲基纤维素醚5~10， 膨润土30~50， 石膏缓凝剂4、。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量 为: 脱硫石膏2400~3400， 粉煤灰6400~7400， 羟丙基甲基纤维素醚6~8， 膨润土35~45, 石膏缓凝剂5~7。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量为: 脱硫石膏3000~3200， 粉煤灰6800~7200， 羟丙基甲基纤维素醚6~8， 膨润土35~45, 石膏缓凝剂5~7。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量为: 脱硫石骨3000， 粉煤灰7100， 羟丙基甲基纤维素醚7，膨润土40，石膏缓凝剂6。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述粉刷石膏的重量份含量为: 脱硫石骨3500， 粉煤灰7500， 羟丙基甲基纤维素醚10，膨润土30，石膏缓凝剂8。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述所述石膏缓凝剂选自胶蛋白质石膏缓凝剂或胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的混合物。
7.根据权利要求6所述的粉煤灰型粉刷石膏，其特征在于所述所述石膏缓凝剂为胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的混合物，其中，胶蛋白质石膏缓凝剂和多聚磷酸钠的物质的量比为2 :1。
【文档编号】C04B24/14GK104045297SQ201310081078
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】叶强, 陆连法, 程志寅, 俞华栋 申请人:浙江天达环保股份有限公司