一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法技术

本申请涉及砂浆的领域，具体公开了一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法，包括以下步骤：步骤一，工业磷石膏化学整形：将工业磷石膏加入到含有有机酸和金属阳离子的电解质溶液中，金属阳离子为硫酸铁、硫酸铝提供的铁离子、铝离子中的一种，在温度为60

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法


[0001]本申请涉及砂浆的
，更具体地说，它涉及一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣，以二水石膏(CaSO4·
2H2O)为主要成份。此外还含有少量未分解的磷矿粉、游离磷酸、磷酸铁、磷酸铝和氟硅酸盐等杂质；全世界磷石膏的年排放量接近2亿吨，我国磷石膏的年排放量也超过1000万吨；这不仅占用大量土地，而且严重地污染了环境。为实现资源化合理利用，对磷石膏的工业应用进行了长期的研究。
[0003]目前，相关文献如《席美云.磷石膏的综合利用[J].环境科学与技术，2001》中记载了关于磷石膏资源化利用，利用磷石膏生产硫酸联产水泥的，利用磷石膏生产硫酸钾、硫酸铵和α
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半水石膏、β
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半水石膏等建筑材料。磷石膏还可用于制加压磷石膏纤维板和水泥缓凝剂及装饰用陶瓷材料等等，这不仅可减少磷石膏的污染，还可节约天然石膏资源。
[0004]如《磷石膏基保温砂浆的制备》(文章编号：1674
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2869(2014)04
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0039
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06)中，利用固体废弃物磷石膏制备磷石膏基保温砂浆，先将磷石膏进行预处理，然后与生石灰、水、硅灰、胶粉等物质复配，制得保温砂浆。专利技术人发现采用上述方法通过磷石膏制备的砂浆流动度较差、强度较低、耐水性能较差，阻碍磷石膏高值化应用。

技术实现思路

[0005]为了改善砂浆的流动度，提高砂浆的强度和耐水性，实现资源循环利用，本申请提供一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法。
[0006]本申请提供的一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法采用如下的技术方案：
[0007]一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一，工业磷石膏化学整形：将工业磷石膏加入到含有有机酸和金属阳离子的电解质溶液中，金属阳离子为硫酸铁、硫酸铝提供的铁离子、铝离子中的一种，在温度为60
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140℃的条件下，结晶30
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120min，制得等轴状晶粒的磷石膏，磷石膏晶粒长径比、长宽比或长厚比均小于1.5；有机酸的加入量为工业磷石膏质量的0.01
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0.5％，金属阳离子的加入量为工业磷石膏质量的0.01
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0.5％，
[0009]步骤二，高温处理：将磷石膏在400
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1000℃的温度下，处理1
‑
30min，得到惰性磷石膏；
[0010]步骤三，在惰性磷石膏中加入球形硅铝质料、纳米粉料、钙质料、增强剂、增流剂、耐水剂、稳定剂，混合均匀后，加水搅拌均匀得到高流动度耐水砂浆，其中球形硅铝质料的加入量为工业磷石膏质量的5
‑
20％；纳米粉料的加入量为工业磷石膏质量的5
‑
20％；钙质料的加入量为工业磷石膏质量的21
‑
40％，增强剂的加入量为工业磷石膏质量的21
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40％，增流剂的加入量为工业磷石膏质量的2.1
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4.0％，耐水剂的加入量为工业磷石膏质量的
2.1
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4.0％；稳定剂的加入量为工业磷石膏质量的5
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15％。
[0011]通过采用上述技术方案，工业磷石膏中石膏的形貌主要为片状，不能形成紧密堆积，影响石膏砂浆强度和流动度，利用二水石膏与半水石膏或无水石膏在水溶液中溶解度不同，在一定温度或一定电解质溶液条件下半水石膏或无水石膏的溶解度小于二水石膏的溶解度，即二水石膏溶解，半水石膏或无水石膏结晶；采用有机酸协同金属阳离子控制半水石膏或无水石膏结晶的晶体形貌，得到等轴状的石膏晶粒。
[0012]通过化学整形得到的石膏具有较高的水化活性，凝结时间较短，初凝时间均小于20min。凝结时间较短会影响石膏施工，为延长凝结时间，常加入缓凝剂。但缓凝剂的存在影响石膏水化产物的形貌，使石膏砂浆强度降低，而且缓凝剂的加入还增加砂浆的成本。经过长期研究，专利技术人发现将磷石膏经过高温处理，即在磷石膏化学整形后的干燥过程中，采用高温烟气对化学整形后的磷石膏进行高温处理，可降低磷石膏的水化反应活性，延长磷石膏的凝结时间，同时对磷石膏进行干燥；高温处理还可以将磷石膏的可溶磷进行稳定化，避免可溶磷对砂浆性能的影响，从而提高砂浆强度。
[0013]球形硅铝质料为球形颗粒，可在砂浆中起到了滚珠效应，有利于增加砂浆的流动度。纳米粉料粒径小，填充砂浆的孔隙，增强砂浆的致密度，提高砂浆的强度。钙质料对惰性磷石膏的胶凝性能有激发作用，促进石膏强度发挥，提高砂浆早期强度。增强剂自身具有较高的强度，进一步提高砂浆的强度。
[0014]增流剂可吸附在粉体颗粒表面，可以减少砂浆的加水量，并提高材料的和易性，还提高砂浆的强度和流动度。耐水剂使得砂浆具有良好的憎水功能，避免水在砂浆表面吸附，提高砂浆的耐水性能，同时避免微生物在砂浆硬化后的表面生长，使得砂浆表面干净。稳定剂能赋予砂浆合适的稠度和和易性，增加黏附力，避免砂浆离析和水分过早的损失，提高硬化砂浆强度。
[0015]优选的，所述有机酸为琥珀酸、山梨酸、苹果酸或柠檬酸中的一种。
[0016]通过采用上述技术方案，优化有机酸的种类，以利于有机酸协同金属阳离子控制半水石膏或无水石膏结晶的晶体形貌，以便于得到等轴状的石膏晶粒。
[0017]优选的，所述电解质溶液为硫酸溶液、氯化钠溶液、氯化钙溶液或硝酸钙溶液中的一种。
[0018]通过采用上述技术方案，优化电解质溶液，以利于控制半水石膏和无水石膏的溶解度，从而保证半水石膏或无水石膏结晶。
[0019]优选的，所述球形硅铝质料为粉煤灰漂珠或玻化微珠中的一种，粉煤灰漂珠或玻化微珠的粒径为20
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160μm。
[0020]通过采用上述技术方案，粉煤灰漂珠是从火电厂产生的粉煤灰中分离出来的球形颗粒，提高砂浆的和易流动性；粉煤灰漂珠表面封闭而光滑，具有良好的憎水性能，壁厚1
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2μm，强度高，易于分散。玻化微珠是由珍珠岩表面玻化形成的一种球形颗粒，理化性能稳定，耐候性佳，可作为骨料填充，提高砂浆的密实度。两者均具有水化活性，随着水化时间的延长将与砂浆中的钙质料反应，得到水化硅酸钙和水化铝酸钙，提高砂浆的强度和耐水性能。
[0021]优选的，所述纳米粉料为氧化硅、氧化铝、偏高岭土中的一种，氧化硅、氧化铝、偏高岭土粒径为20
‑
100nm。
[0022]通过采用上述技术方案，纳米粉料的粒径小，表面大，填充性好，且具有一定的表
面界面效应，可改善砂浆内部界面过渡区域的强度，同时纳米粉料均具有水化活性，随着水化时间的延长与砂浆中的钙质料反应，得到水化硅酸钙或水化铝酸钙，增加砂浆的强度和耐水性能。
[0023]优选的，所述钙质料为硅酸钙、铝酸钙、硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏基高流动度耐水砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，工业磷石膏化学整形：将工业磷石膏加入到含有有机酸和金属阳离子的电解质溶液中，金属阳离子为硫酸铁、硫酸铝提供的铁离子、铝离子中的一种，在温度为60
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140℃的条件下，结晶30
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120min，制得等轴状晶粒的磷石膏；磷石膏晶粒长径比、长宽比或长厚比均小于1.5；有机酸的加入量为工业磷石膏质量的0.01
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0.5%，金属阳离子的加入量为工业磷石膏质量的0.01
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0.5%，步骤二，高温处理：将磷石膏在400
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1000℃的温度下，处理1
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30min，得到惰性磷石膏；步骤三，在惰性磷石膏中加入球形硅铝质料、纳米粉料、钙质料、增强剂、增流剂、耐水剂、稳定剂，混合均匀后，加水搅拌均匀得到高流动度耐水砂浆，其中球形硅铝质料的加入量为工业磷石膏质量的5
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20%；纳米粉料的加入量为工业磷石膏质量的5
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20%；钙质料的加入量为工业磷石膏质量的21
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40%，增强剂的加入量为工业磷石膏质量的21
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40%，增流剂的加入量为工业磷石膏质量的2.1
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4.0%，耐水剂的加入量为工业磷石膏质量的2.1
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【专利技术属性】
技术研发人员：和德亮，吴涛，杨军，肖世玉，陶俊，张奔，曹兴，谭宏斌，马小玲，杨飞华，王进，陈德玉，贺小春，王进明，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：