一种高韧性磷石膏复合材料及其制备方法技术

技术编号:18999069 阅读:51 留言:0更新日期:2018-09-22 04:54
本发明专利技术公开了一种高韧性磷石膏复合材料及其制备方法,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料20‑40重量份,砂60‑80重量份,蛋白质类缓凝剂0.1‑0.2重量份,聚羧酸类减水剂0.2‑0.3重量份,废弃纤维材料0.5‑1重量份,废弃颗粒材料5‑10重量份。本发明专利技术一种高韧性磷石膏复合材料的硬化体抗压强度不小于30MPa,极限拉应变不小于2%。本发明专利技术可实现工业固体废弃物在建筑工程中的大规模的综合利用,同时制备的磷石膏复合材料具备较好的拉伸韧性。

A high toughness phosphogypsum composite material and its preparation method

The invention discloses a high toughness phosphogypsum composite material and a preparation method thereof, which comprises the following components and is prepared according to the following weight ratios: modified phosphogypsum cementitious material 20 40 weight parts, sand 60 80 weight parts, protein retarder 0.1 0.2 weight parts, polycarboxylic acid water reducer 0.2 0.3 weight parts, waste fiber material. 0.5 weight 1, waste material 5, 10 weight. The compressive strength of the hardened body of the high toughness phosphogypsum composite material is not less than 30 MPa and the ultimate tensile strain is not less than 2%. The invention can realize the large-scale comprehensive utilization of industrial solid waste in construction engineering, and the phosphogypsum composite material prepared has better tensile toughness.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性磷石膏复合材料及其制备方法
本专利技术属于磷石膏综合利用的
,尤其是涉及一种高韧性磷石膏复合材料及其制备方法。
技术介绍
磷石膏是磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿石时产生的一种工业副产品,每生产1.0吨的磷酸就要产生4.5-5.0吨的磷石膏。而目前磷石膏主要以堆存处理。2015年,我国磷石膏排放量达8000万吨,累计堆存量达30000万吨。数据显示,如按一般工业固体废物堆存磷石膏,100公顷的堆场可堆存磷石膏约2500-3000万立方米,可接受年产50万吨磷酸厂(即年排放磷石膏250万吨)10-12年或年产80万吨磷酸厂(即年排放磷石膏400万吨)6-8年的磷石膏排放量,如按堆存10-12年计算,每万吨磷石膏堆场占地约为0.4公顷,投资约为27-33万元。而且,磷石膏中含有磷酸盐、硫酸盐等有害物质,在长期堆存过程中,对土地、地表水、地下水、空气均有不同程度的污染。而目前我国每年磷石膏综合利用量仅约为1000万吨,磷石膏的综合利用量远小于磷石膏的排放量。磷石膏既占用了土地,又污染了环境,磷石膏严重制约着我国磷化工行业的可持续发展。因此,开发磷石膏的资源化、规模化综合利用技术,对工业固废的利用以及生态环境的保护意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高韧性磷石膏复合材料,该材料以磷石膏为主要原料,可实现工业固体废弃物在建筑工程中的大规模的综合利用,同时制备的磷石膏复合材料具备较好的拉伸韧性。本专利技术的另一个目的是提供一种高韧性磷石膏复合材料的制备方法。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料20-40重量份,砂60-80重量份,蛋白质类缓凝剂0.1-0.2重量份,聚羧酸类减水剂0.2-0.3重量份,废弃纤维材料0.5-1重量份,废弃颗粒材料5-10重量份。所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏20-30重量份、磷基α-高强石膏20-30重量份、矿渣30-40重量份、钢渣5-15重量份、硅酸盐水泥2-4重量份。所述磷基β-建筑石膏的硬化体抗压强度≥6MPa,所述磷基α-高强石膏的硬化体抗压强度≥15MPa。所述的废弃纤维材料为废弃地毯纤维,长度为10mm-30mm。所述的废弃颗粒材料为废弃EPS颗粒,粒径为1mm-5mm。一种高韧性磷石膏复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将磷基β-建筑石膏、磷基α-高强石膏、矿渣、钢渣、硅酸盐水泥按照所述比例混合,放入搅拌机中搅拌均匀,制备成改性磷石膏胶凝材料;(2)将制备的改性磷石膏胶凝材料、砂、蛋白质类缓凝剂、聚羧酸类减水剂按照所述比例混合,放入搅拌机中搅拌均匀;(3)将所述的废弃纤维按所述比例放入搅拌机中继续搅拌30-60s;(4)将所述的废弃颗粒按所述比例放入搅拌机中继续搅拌30-60s,即制备高韧性磷石膏复合材料。本专利技术所具有的优点与有益效果是:本专利技术一种高韧性磷石膏复合材料的硬化体抗压强度不小于30MPa,极限拉应变不小于2%。本专利技术可实现工业固体废弃物在建筑工程中的大规模的综合利用,同时制备的磷石膏复合材料具备较好的拉伸韧性。具体实施方式以下通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料20kg,砂80kg,蛋白质类缓凝剂0.2kg,聚羧酸类减水剂0.3kg,废弃纤维材料1kg,废弃颗粒材料10kg。一种高韧性磷石膏复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)制备改性磷石膏胶凝材料:所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏20kg、磷基α-高强石膏30kg、矿渣40kg、钢渣15kg、硅酸盐水泥4kg。所述磷基β-建筑石膏的硬化体抗压强度≥6MPa,所述磷基α-高强石膏的硬化体抗压强度≥15MPa。将所述磷基β-建筑石膏、磷基α-高强石膏、矿渣、钢渣、硅酸盐水泥进行混合,放入搅拌机中搅拌均匀。(2)取制备的改性磷石膏胶凝材料20kg与80kg砂、蛋白质类缓凝剂0.2kg、聚羧酸类减水剂0.3kg进行混合,放入搅拌机中搅拌均匀;(3)将1kg废弃纤维放入搅拌机中继续搅拌30-60s;所述的废弃纤维材料为废弃地毯纤维,长度为10mm-30mm。(4)将10kg废弃颗粒放入搅拌机中继续搅拌30-60s,即制备高韧性磷石膏复合材料。所述的废弃颗粒材料为废弃EPS颗粒,粒径为1mm-5mm。对本实施例制备的高韧性磷石膏复合材料硬化体的抗压强度、极限拉应变进行测试。测试结果为抗压强度值38.4MPa,极限拉应变2.1%。实施例2:本实施例与实施例1的区别仅在于:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料40kg,砂60kg,蛋白质类缓凝剂0.1kg,聚羧酸类减水剂0.2kg,废弃纤维材料0.5kg,废弃颗粒材料5kg。所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏30kg、磷基α-高强石膏20kg、矿渣30kg、钢渣5kg、硅酸盐水泥2kg。其余同实施例1。对本实施例制备的高韧性磷石膏复合材料硬化体的抗压强度、极限拉应变进行测试。测试结果为抗压强度值32.9MPa,极限拉应变2.3%。实施例3:本实施例与实施例1的区别仅在于:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料30kg,砂70kg,蛋白质类缓凝剂0.15kg,聚羧酸类减水剂0.25kg,废弃纤维材料0.7kg,废弃颗粒材料7kg。所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏25kg、磷基α-高强石膏25kg、矿渣35kg、钢渣10kg、硅酸盐水泥3kg。其余同实施例1。对本实施例制备的高韧性磷石膏复合材料c硬化体的抗压强度、极限拉应变进行测试。测试结果为抗压强度值36.8MPa,极限拉应变2.1%。实施例4:本实施例与实施例1的区别仅在于:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料35kg,砂75kg,蛋白质类缓凝剂0.1kg,聚羧酸类减水剂0.3kg,废弃纤维材料0.8kg,废弃颗粒材料8kg。所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏28kg、磷基α-高强石膏28kg、矿渣36kg、钢渣11kg、硅酸盐水泥2kg。其余同实施例1。对本实施例制备的高韧性磷石膏复合材料e硬化体的抗压强度、极限拉应变进行测试。测试结果为抗压强度值35.2MPa,极限拉应变2.4%。实施例5:本实施例与实施例1的区别仅在于:一种高韧性磷石膏复合材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料22kg,砂63kg,蛋白质类缓凝剂0.2kg,聚羧酸类减水剂0.2kg,废弃纤维材料0.9kg,废弃颗粒材料9kg。所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏24kg、磷基α-高强石膏21kg、矿渣33kg、钢渣8kg、硅酸盐水泥2kg。其余同实施例1。对本实施例制备的高韧性磷石膏复合材料f硬化体的抗压强度、极限拉应变进行测试。测试结果为抗压强度值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性磷石膏复合材料,其特征在于包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料20‑40重量份,砂60‑80重量份,蛋白质类缓凝剂0.1‑0.2重量份,聚羧酸类减水剂0.2‑0.3重量份,废弃纤维材料0.5‑1重量份,废弃颗粒材料5‑10重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性磷石膏复合材料,其特征在于包括下列组份并按下述重量比配制而成:改性磷石膏胶凝材料20-40重量份,砂60-80重量份,蛋白质类缓凝剂0.1-0.2重量份,聚羧酸类减水剂0.2-0.3重量份,废弃纤维材料0.5-1重量份,废弃颗粒材料5-10重量份。2.根据权利要求1所述的一种高韧性磷石膏复合材料,其特征在于所述的改性磷石膏胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏20-30重量份、磷基α-高强石膏20-30重量份、矿渣30-40重量份、钢渣5-15重量份、硅酸盐水泥2-4重量份。3.根据权利要求2所述的一种高韧性磷石膏复合材料,其特征在于:所述磷基β-建筑石膏的硬化体抗压强度≥6MPa,所述磷基α-高强石膏的硬化体抗压强度≥15MPa。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张逸超周静海王庆贺康天蓓
申请(专利权)人:沈阳建筑大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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