一种磷Ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法

本发明属于建筑材料，涉及工业固废的资源化利用，具体为一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法。

背景技术：

1、ⅱ型无水石膏属于硬石膏的一种，通常表现为难溶于水,水化速度较慢，凝结能力差或几乎不凝结,不具有早期强度,因而多年来主要应用于水泥行业作水泥调凝剂和矿化剂。但ⅱ型无水石膏具有潜在的水化特性，若对其水化特性进行研究，通过激发改性可制成具有生产率高、耐火、质量轻、隔音、绝热性能好的石膏制品。

2、目前，对于制备石膏干混砂浆多采用半水石膏制备，物理性能较差。国内外对于ⅱ型无水石膏的激发改性主要是通过单一激发剂或者添加晶种和无机活性材料进行激发。

3、cn 111606646 a公开了一种基于磷石膏的抹灰石膏及其制备方法。所述抹灰石膏的制备原料包括在120—140℃干燥0.5—1h制备半水石膏和造纸白泥,并且以所述磷石膏为1000重量份计,所述造纸白泥为150-250重量份。所述方法包括:将所述磷石膏与所述造纸白泥混合、干燥、球磨；将球磨后混合料、缓凝剂、增粘剂和保水剂混合，制备抹灰砂浆。

4、cn 112142430 a公开了一种磷石膏外墙抹灰砂浆及其制备方法。按照重量分数计包括以下组分:500-540份的磷石膏,15-25份的焦炭，4-5份的铝矾土,5-6份的砂岩,430-470份的细砂，0.5-1.5份的羟丙基甲基纤维素,5-7份的乙烯-醋酸乙烯共聚物,0.5-1.5份的淀粉醚,0.05-0.15份的a-烯烃磺酸钠；制备方法为将磷石膏、焦炭、铝矾土、砂岩，破碎后进行预均化，然后进行热源煅烧，再进行粉磨，然后将粉料与其他物料混合即可生产该抹灰砂浆。

5、cn 114014625 a公开了一种新型抹灰石膏及其制备方法,其技术方案要点是:包括以下重量百分比的组分:建筑石膏40％-60％、再生微粉40％-60％、引气剂0.5％-5％、外加剂0％-3％。采用再生微粉作为骨料进行生产再生微粉抹灰石膏，在引气剂的作用下,抹灰石膏浆体中产生大量独立的气泡,该气泡替换了部分填充水，使抹灰石膏需水量降低，因此可降低再生微粉的收缩率，还添加适量的减水剂，随着需水量的减少，提高产品强度。

6、cn 103408278 a公开了一种用磷石膏制备硬石膏胶结浆料的方法，由磷石膏锻烧制备获得硬石膏后按配比加入激发剂在搅拌容器内搅拌均匀得到混合粉料,并以混合粉料的总质量计,再按比例取减水剂和水在搅拌容器内搅拌均匀后加入混合粉料搅拌至浆体获得硬石膏胶结浆料。所述的激发剂为由硫酸钾和硫酸铝钾按重量百分比为1:3～1.5混合研磨后过100目方孔筛而成的复合硫酸盐激发剂。

7、综上所述，目前对于石膏干混砂浆多采用半水石膏为主，由于磷石膏含有共晶磷、氟等杂质，制备的半水石膏不能消除这些杂质对石膏砂浆的物理性影响限制了磷石膏的运用，而磷石膏煅烧制备的ⅱ型无水石膏能很好除去其中的杂质。另外ⅱ型无水石膏的激发改性研究主要通过物理和化学激发方法，物理方法都是通过煅烧和粉磨手段。对于化学激发大多数研究者都是通过添加硫酸盐或非硫酸盐进行激发，另外还有研究者添加大量晶种或无机活性材料如水泥、矿渣等对其性能进行提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决国内磷石膏资源利用的问题，为磷石膏再利用提供了一种新途径。本发明的另一目的是给ⅱ型无水石膏的活性激发制备干混砂浆提供了一种新方法，解决了ⅱ型无水石膏单一激发改性问题。

2、本发明是通过如下技术方案来实现的：

3、一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，以磷ⅱ型无水石膏为原料，添加激发剂、表面活性剂及骨料经过碾压并充分混合后制得干混砂浆产品，原料配比按如下重量份计：磷ⅱ型无水石膏50～100份、高钛渣0～50份，激发剂2～6份、表面活性剂0.1～0.4份。

4、所述的磷ⅱ型无水石膏为工业制备，其中半水石膏含量≤2％，sio2含量≤15％。

5、所述的激发剂为碱金属盐激发剂，所述的碱金属盐激发剂为硫酸钾、硫酸铝、十二水硫酸铝钾、氯化钠、硝酸钠和草酸钠中的一种或几种。

6、所述的表面活性剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚氰胺中的一种或几种。

7、所述的骨料为高钛渣；其是以钛铁矿为原料高炉炼铁过程中产生的水淬渣，经干燥并破碎后，其粒度范围为60～80目。

8、优选的，还包括试件制备步骤，所述的试件制备步骤为：根据配料组成及施工要求，以jg/t191-2011为标准并控制用水量为25～36份进行试件制备，试件制备后待养护期到28天时测定其力学性能。其中所加入的水为工艺水。

9、本发明的理论依据如下：

10、磷石膏为二水石膏，通过对磷石膏进行高温煅烧使其脱去2分子的结合水转变为ⅱ型无水石膏，在煅烧过程中除去其中的共晶磷、氟等有机杂质。制备的ⅱ型无水石膏具有潜在的水化特性，ⅱ型无水石膏的活性激发也是对其水化特性的研究。在没有激发改性剂的加入时ⅱ型无水石膏的水化速率慢，周期长，加入激发改性剂的ⅱ型无水石膏能够在短期内快速水化为二水石膏，在其水化过程中激发改性剂能促进其水化，在ⅱ型无水石膏向二水石膏水化过程中，石膏的晶型发生转变，结构更加致密从而产生一定的强度。

11、根据溶解—析晶理论。随着ⅱ型无水石膏的溶解，液相中ca2+和s042-离子浓度增加，当离子浓度达到临界过饱和度时二水石膏晶核便开始形成。由于液相的过饱和度比较低导致晶核不稳定，此时液相体系中既有二水石膏晶核形成，又有晶核溶解，只有二水石膏晶核长大到临界晶核以上，才能形成稳定的二水石膏晶体。提高二水石膏晶体生长速率可加快对液相ca2+、s042-吸收，促进硬石膏溶解以维持液相ca2+、s042-浓度平衡，加快硬石膏水化进程。另外表面活性剂可以吸附在两相间界面上，降低两相间表面作用力，提高分散性。表面活性剂在ⅱ型无水石膏的激发改性中作用原理是依据表面活性剂吸附在石膏颗粒表面，改变了石膏颗粒表面的水化速率，表面电位特征以及颗粒表面水化膜层等理化性质。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、本发明以磷ⅱ型无水石膏为原料，避免了磷建筑石膏抹灰石膏产品泛霜、物理力学性能差等问题，为磷石膏资源化利用开辟了新的应用途径。

14、本发明采用了磷ⅱ型无水石膏为原料制备干混砂浆，消除了杂质对砂浆性能的影响，并结合了ⅱ型无水石膏的水化特性，采用少量的碱金属盐激发剂和表面活性剂相结合对ⅱ型无水石膏进行活性激发制备抹灰砂浆，具有较高的创新性。

15、本发明以工业固废磷石膏为原料，通过煅烧制备ⅱ型无水石膏后对其进行活性激发制备干混砂浆，为难以资源化利用的磷石膏探寻了一种切实可行的利用途径。具有较高的经济效益，又符合国家可持续发展的战略目标。

技术特征：

1.一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，以磷ⅱ型无水石膏为原料，添加激发剂、表面活性剂及骨料经过碾压并充分混合后制得干混砂浆产品。

2.根据权利要求1所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，所述的磷ⅱ型无水石膏为工业制备，其中半水石膏含量≤2%，sio2含量≤15%。

3.根据权利要求1所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，所述的激发剂为碱金属盐激发剂，所述的碱金属盐激发剂为硫酸钾、硫酸铝、十二水硫酸铝钾、氯化钠、硝酸钠和草酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚氰胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，所述的骨料为高钛渣；其是以钛铁矿为原料高炉炼铁过程中产生的水淬渣，经干燥并破碎后，其粒度范围为60～80目。

6.根据权利要求1所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，原料配比按如下重量份计：磷ⅱ型无水石膏50～100份、高钛渣0～50份，激发剂2～6份、表面活性剂0.1～0.4份。

7.根据权利要求6所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，还包括试件制备步骤。

8.根据权利要求7所述一种磷ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法，其特征在于，所述的试件制备步骤为：根据配料组成及施工要求，以jg/t191-2011为标准并控制用水量为25～36份进行试件制备，试件制备后待养护期到28天时测定其力学性能。

技术总结
本发明属于建筑材料技术领域，涉及工业固废的资源化利用，具体为一种磷Ⅱ型无水石膏制备干混砂浆的方法。本发明以工业制备的磷Ⅱ型无水石膏为原料并结合激发剂和表面活性剂对磷Ⅱ型无水石膏进行活性激发制备干混砂浆。本发明中磷Ⅱ型无水石膏中半水石膏含量不高于2%，主要成分中SiO2含量不高于15%。所用激发剂为碱金属盐其中的一种或几种。表面活性剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚氰胺其中的一种或几种。本发明以磷Ⅱ型无水石膏为原料，避免了磷建筑石膏抹灰石膏产品泛霜、物理力学性能差等问题，为磷石膏资源化利用开辟了新的应用途径。

技术研发人员：毕强,夏举佩
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14