一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂及快速水化方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，涉及一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂及快速水化方法，激发剂包括如下各物质：活性激发剂，二水石膏晶种，水溶液。快速水化方法，包括如下步骤：步骤一、对硬石膏进行30min及以上的粉磨，至其比表面积不小于500m

An Activator for Rapid Hydration of Type II Anhydrous Gypsum and Its Rapid Hydration Method

【技术实现步骤摘要】
一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂及快速水化方法
本专利技术属于建筑材料领域，涉及石膏水化领域，具体涉及一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂及快速水化方法，特别是具体涉及Ⅱ型无水石膏快速水化为二水石膏且一天的水化率明显增大的方法。
技术介绍
Ⅱ型无水石膏属于硬石膏的一种，由于其难溶于水，水化活性极差，凝结硬化时间长，甚至在很长时间里不发生凝结硬化，不具有早期强度，导致硬石膏在较长时间里没有得到充分应用。但硬石膏具有潜在的胶凝性，经过改性后制成的建筑材料制品同其它石膏制品一样，具有质轻、防火、施工便捷、变形小、保温隔热、对人体亲和无害、可循环利用、不产生建筑垃圾等优点，可用作工业生产和民用建筑材料，因此提高水化活性是硬石膏资源有效利用的关键。国内外的研究者从粉磨方式、煅烧、掺激发剂等方面对硬石膏进行了活化改性研究。在2008年的《非金属矿》第31卷第6期上刊登了“硬石膏粉磨活化与减水剂助磨分散作用”。该文研究表明，不同粉磨方式使硬石膏的颗粒形态、比表面积、粒度分布均有较大差异，对其水化活性的释放有重要影响，粉磨细度的提高能显著改善水化溶解性能。在2011年的《长江大学报》第8卷第4期上刊登了“天然硬石膏活性激发研究进展”。该文系统介绍了硬石膏活性激发的主要方法，其中提到煅烧使硬石膏晶格结构发生畸变，导致溶解活性变化，适宜的煅烧温度可加速硬石膏的水化，缩短凝结时间。合适的激发剂能够使硬石膏水化溶解速率加快，析晶时间提前，晶体细化，并产生较好的胶凝特性。在2010年的《环境科学与技术》第33卷第5期上刊登了“硫酸钙在Ca-Mg-K-Cl-H2O体系转化过程中溶解度研究”。该文指出，硫酸钙溶解度受其他组分浓度影响较大，在化学分析中，通常往弱电解质的溶液中加入强电解质时，由于溶液中离子总浓度增大，离子间相互牵制作用增强，使得弱电解质解离的阴、阳离子结合形成分子的机会减小，从而使弱电解质分子浓度减小，离子浓度相应增大，解离度增大，从而溶解度增大，硫酸钙的溶解度直接影响到它的水化过程，因此选择合适的电解质有利于水化。但大部分硬石膏的水化率较低且主要研究集中在3天、10天或者28天的水化上，比如申请号为200410013136.2(氟石膏资源化改性处理的方法)中通过加入复合活性激发剂和碱性材料，加水搅拌3-5分钟，并堆积淋水养护10天后，测得的二水石膏含量仅为52.3％。其中用到的氟石膏没有粉磨，颗粒较粗，复合活性激发剂效果不佳，导致硬石膏水化耗时长、速度慢，水化率低；水膏比小，水化后的产品非粉末状，不利于后续产品的开发利用；其工艺复杂，操作不便，需占用大量场地，不利于广泛应用。
技术实现思路
本申请提供一种Ⅱ型无水石膏快速水化的方法，其能实现石膏的快速水化，并且节能环保。为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，包括如下各物质：活性激发剂，二水石膏晶种，水溶液。作为本专利技术改进的技术方案，在98-103重量份的硬石膏中，激发剂各物质的重量份为：活性激发剂4-6份，二水石膏晶种20-50份，水溶液的加入量保证水料质量比为5-7。作为本专利技术改进的技术方案，所述硬石膏为工业副产石膏，其比表面积不小于500m2·kg-1。作为本专利技术改进的技术方案，所述硬石膏为煅烧后的磷石膏或氟石膏。作为本专利技术改进的技术方案，所述活性激发剂包括十二水合硫酸铝钾、硫酸氢钠、重铬酸钾、草酸钠、煅烧明矾中的一种或几种。作为本专利技术改进的技术方案，所述煅烧明矾是采用十二水合硫酸铝钾在450℃下煅烧1h并研磨成粉末得到。作为本专利技术改进的技术方案，所述二水石膏晶种为合成石膏或盐石膏中的一种，其比表面积不大于160m2·kg-1。作为本专利技术改进的技术方案，所述水溶液包括去离子水、自来水、Na2SO4电解质溶液、NaCl电解质溶液、CaCl2电解质溶液、HCl电解质溶液中的一种或多种；其中，Na2SO4电解质溶液中Na2SO4摩尔浓度为1.17×10-2mol/L-1.06mol/L；NaCl电解质溶液中NaCl摩尔浓度为0.171mol/L-5.13mol/L；CaCl2电解质溶液中CaCl2摩尔浓度为9.0×10-2mol/L-1.35mol/L；HCl电解质溶液中HCl质量分数为0.01％-5％。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述激发剂的Ⅱ型无水石膏快速水化方法，包括如下步骤：步骤一、对硬石膏进行30min及以上的粉磨，至其比表面积不小于500m2·kg-1；步骤二、将硬石膏、活性激发剂、二水石膏晶种、水溶液按配方计量后投料，并在0-42℃下搅拌24h；步骤三、达到设定的水化终点后将水化产物用无水乙醇终止水化，用快速滤纸抽滤，并用无水乙醇洗涤2～3次；步骤四、将洗涤后的水化产物在45～50℃真空干燥箱干燥至恒重，测其结晶水的含量，计算得到相应的水化率。有益效果本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，采用的技术方案使硬石膏一天的水化率达到百分之八十以上，水化周期短，水化后的产物是粉末状颗粒，利于后续产品开发利用，同时该方法操作便捷，占地面积小，绿色环保，用到的NaCl可以作为电解食盐水的原料进行回收，Na2SO4和CaCl2可进行回收生产盐石膏，HCl可以用来稀有金属的湿法冶金等。综上，本申请的技术方案既实现硬石膏的快速水化，又实现激发剂的环保型回收利用。附图说明图1绘示本申请Ⅱ型无水石膏快速水化的工艺流程简图；图2绘示实施例2中粉磨前的形貌图(未粉磨，比表面积174.7m2·kg-1)；图3绘示实施例2中粉磨后的形貌图(粉磨30min比表面积594.2m2·kg-1)；图4绘示本申请选用合成石膏的二水石膏晶种形貌图；图5绘示本申请选用盐石膏的二水石膏晶种形貌图；图6绘示本申请实施例2水化后产物的XRD衍射图；图7绘示本申请实施例4水化后产物的XRD衍射图；图8绘示本申请实施例2水化后产物的1000倍的SEM照片；图9绘示本申请实施例4水化后产物的1000倍下的SEM照片。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术附图与实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。如图1所示，本申请通过粉磨活化硬石膏，激发剂激发硬石膏活性，二水石膏晶种诱导硬石膏水化，同时在电解质的辅助作用下提高硬石膏的水化速度与水化率。本申请一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，包括如下各物质：活性激发剂，二水石膏晶种，水溶液。为了更好的提高水化效率，降低硬石膏水化成本，激发剂各组分用量控制如下：在98-103重量份的硬石膏中，激发剂各物质的重量份为：活性激发剂4-6份，二水石膏晶种20-50份，水溶液的加入量保证水料质量比为5-7。其中，所述硬石膏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，包括如下各物质：活性激发剂，二水石膏晶种，水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，包括如下各物质：活性激发剂，二水石膏晶种，水溶液。2.根据权利要求1所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，在98-103重量份的硬石膏中，激发剂各物质的重量份为：活性激发剂4-6份，二水石膏晶种20-50份，水溶液的加入量保证水料质量比为5-7。3.根据权利要求2所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，所述硬石膏为工业副产石膏，其比表面积不小于500m2·kg-1。4.根据权利要求2或3所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，所述硬石膏为煅烧后的磷石膏或氟石膏。5.根据权利要求1或2所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，所述活性激发剂包括十二水合硫酸铝钾、硫酸氢钠、重铬酸钾、草酸钠、煅烧明矾中的一种或几种。6.根据权利要求5所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，所述煅烧明矾是采用十二水合硫酸铝钾在450℃下煅烧1h并研磨成粉末得到。7.根据权利要求1或2所述的一种Ⅱ型无水石膏快速水化用激发剂，其特征在于，所述二水石膏晶种为合成石膏或盐石膏中的一种，其比表面积不大于160m2·kg-1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈甜甜，唐永波，万建东，刘丽娟，陈勇，
申请(专利权)人：江苏一夫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32