CN107500698A

CN107500698A - 一种耐水磷石膏砌块及其制备工艺

Info

Publication number: CN107500698A
Application number: CN201710549663.2A
Authority: CN
Inventors: 朱哲誉; 施鑫; 张凯梅; 杨秋
Original assignee: Nantong Oasis Energy Saving Environmental Protection Product Co Ltd
Current assignee: Nantong Oasis Energy Saving Environmental Protection Product Co Ltd
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2017-12-22

Abstract

本发明提供一种耐水磷石膏砌块及其制备工艺，其原料和重量配比为：磷石膏70%‑100%、水50%‑80%、聚乙烯醇3‑8%、苯乙烯‑丙烯酸酯乳液3%‑6%、石蜡乳液0.05%‑0.8%、含氢硅油0.01%‑1.5%、奈系减水剂0.1%‑2%、白色硅酸盐水泥0.2%‑2%、硫铝酸盐水泥0.1%‑5%、氢氧化钙0.1%‑10%、十二水硫酸铝钾0.01%‑6%、硫酸铝0.01%‑1%。制备工艺具体分为制浆、成型、脱模、烘干四个步骤。本发明磷石膏砌块通过配方内不同组分，有效调节磷石膏凝结时间和力学强度。且在兼顾自动化生产的同时，有效解决纯的磷石膏在高碱度条件下力学强度降低和耐水性差的问题。

Description

一种耐水磷石膏砌块及其制备工艺

技术领域

本发明属于建筑材料的石膏砌块技术领域，具体的涉及一种耐水磷石膏砌块及其制备方法。

发明背景

磷石膏是一种固体废弃物，主要来源于磷肥生产过程，每生产1t磷肥就有6t磷石膏产生。目前，磷石膏利用率较低，其处理过程主要以堆放为主，对周围环境污染较大。磷石膏再利用，既可以实现固体废弃物资源化，又能美化环境。目前，我国磷石膏利用主要集中在土壤改良、水泥缓凝剂、烧制硫酸盐水泥、免煅烧磷石膏、磷石膏砌块、磷石膏粘结剂等方面。在石膏砌块方面，磷石膏砌块主要应用在内隔墙。

磷石膏呈酸性且耐水性能差，严重制约了磷石膏在建材领域的应用。水蒸发后形成的孔隙、石膏晶体形貌、石膏晶体接触点状态影响石膏材料的耐水性能。通过优化磷石膏至碱性、减少石膏内部孔隙、改变石膏晶体状态，可以改善磷石膏耐水性能，拓展磷石膏的使用范围。目前，改善天然石膏和脱硫石膏耐水性能的技术手段主要有：第一，通过内掺有机物，经石膏浇筑硬化后，使有机物阻塞石膏孔隙或形成薄膜，以提高石膏耐水性能；第二，采用无机物粉料如粉煤灰、矿渣等，通过在水硬性材料在石膏空隙内形成水硬性水化产物，以提高石膏耐水性能；第三，使用盐类改变石膏基材料的晶型结构，改变石膏晶体接触点状态，以提高其耐水性能。现有技术方案在处理天然石膏和脱硫石膏耐水性能时取得了理想效果。但是当现有技术方案应用于改善磷石膏耐水性能时，则表现出局限性：第一，由于磷石膏呈酸性，其化学组成、结晶形态、颗粒级配、杂质的组成、形态与分布等方面与天然石膏和脱硫石膏有很大差别，导致现有技术处理磷石膏的耐水效果并不理想。第二，在生产工艺方面，相比于人工生产工艺，磷石膏砌块自动化生产对凝结时间和力学强度要求较严格。一些在人工生产过程中应用成熟的磷石膏防水技术，应用于磷石膏砌块自动化、连续化的生产时出现较多问题，主要表现为：在碱性条件下，磷石膏砌块力学强度损失较大、凝结时间延长，最终导致自动化产量降低。现有技术针对磷石膏砌块的防水处理，均未同时兼顾到磷石膏防水的特殊性和自动化生产的特别需求。

本发明提出了一种适用于自动化生产的磷石膏耐水技术方案。本发明提出在调节磷石膏至碱性基础上，控制初终凝时间和力学强度，先使磷石膏砌块表面形成憎水层，再使磷石膏晶体表面形成防水层，最后通过优化磷石膏晶体形貌、在孔隙内填充阻水物质，以提高磷石膏耐水性能。

鉴于现有技术方案存在的问题，如何在调节磷石膏至碱性的基础上，控制初终凝时间、力学强度，使磷石膏砌块表面形成憎水层、磷石膏晶体表面形成防水层、改变磷石膏晶体形貌、在孔隙内填充阻水物质，制备适用于自动化生产的耐水磷石膏砌块，是现有技术亟待解决的问题。

发明内容

针对以上石膏砌块耐水性能差的问题，本发明提供一种耐水磷石膏砌块，生产出来的砌块应用于内隔墙，适用于自动化生产。

一种耐水磷石膏砌块，其原料和重量配比为：磷石膏70%-100%、水50%-80%、聚乙烯醇3-8%、固含量30%-50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、固含量30%-50%的石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%。

本发明的另一个目的是提供一种耐水磷石膏砌块制备工艺，具体分为制浆、成型、脱模、烘干四个步骤；按照配方将聚乙烯醇3-8%制备成聚乙烯醇溶液，随后将水50%-80%、聚乙烯醇溶液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%，置于在搅拌桶内混合均匀并制成浆料；浆料pH值8-10，温度10℃-60℃；再将磷石膏70%-100%置于浆料中，充分搅拌，搅拌速度800-1600r/min，搅拌时间1min，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型；浆料初凝凝结时间6-9min，终凝时间9-12min，待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝；最后将磷石膏砌块烘干。

本发明所述的耐水磷石膏砌块综合考虑了自动化生产需求与磷石膏的防水特殊性。改善了磷石膏至碱性（pH值8-10），有利于磷石膏砌块的耐久性和稳定性，同时通过配方内不同组分，能够有效调节磷石膏凝结时间和力学强度。且在兼顾自动化生产的同时，解决了纯的磷石膏在高碱度条件下，力学强度降低和耐水性差的问题，使磷石膏在微观层面上形成了多层次防水体系，有效增加了磷石膏耐水性能。

本发明所述的耐水磷石膏砌块以磷石膏为基材，体现了对固体废弃物磷石膏的循环再利用，是一种绿色环保建材，有利于环保，且原材料易得，制作工艺简单。

本发明所述的耐水磷石膏砌块及其制备工艺，能够拓宽磷石膏砌块砖的适用范围，经本发明所述工艺处理的磷石膏砌块砖，可应用于卫生间及厨房内隔墙。

具体实施方式

本发明提供一种耐水磷石膏砌块，其原料和重量配比为：磷石膏70%-100%、水50%-80%、聚乙烯醇3-8%、固含量30%-50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、固含量30%-50%的石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%。

本发明还提供了上述一种耐水磷石膏砌块制备工艺，具体分为制浆、成型、脱模、烘干四个步骤；按照配方将聚乙烯醇3-8%制备成聚乙烯醇溶液，随后将水50%-80%、聚乙烯醇溶液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%，置于在搅拌桶内混合均匀并制成浆料；浆料pH值8-10，温度10℃-60℃；再将磷石膏70%-100%置于浆料中，充分搅拌，搅拌速度800-1600r/min，搅拌时间1min，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型；浆料初凝凝结时间6-9min，终凝时间9-12min，待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝；最后将磷石膏砌块烘干。

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该技术领域的技术人员可以根据本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

试样配方为：磷石膏1000g、聚乙烯醇20g、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液10g、含量30%的石蜡乳液5g、含氢硅油3g、奈系减水剂5g、水776.5g、有机硅消泡剂1g。制备过程为：将聚乙烯醇20g溶于200g水中，制备成聚乙烯醇溶液，随后将有机硅消泡剂溶于聚乙烯醇溶液中，制成混合溶液。随后将混合溶液、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液、固含量30%的石蜡乳液、含氢硅油、奈系减水剂、水混合均匀，制成浆料。然后将磷石膏置于浆料中，充分搅拌，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型。待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝。最后将磷石膏砌块烘干。制备工艺参数：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间1min，浆料温度30℃。

实施例2

试样配方为：磷石膏1000g、聚乙烯醇30g、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液40g、含量30%的石蜡乳液5g、含氢硅油3g、奈系减水剂5g、水776.5g、十二水硫酸铝钾5g、氢氧化钙5g、有机硅消泡剂2g。制备过程为：将聚乙烯醇30g溶于200g水中，制备成聚乙烯醇溶液，随后将十二水硫酸铝钾、有机硅消泡剂溶于聚乙烯醇溶液中，制成混合溶液。将混合溶液、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液、固含量30%的石蜡乳液、含氢硅油、奈系减水剂、水576.5g、氢氧化钙混合均匀，制成浆料。然后将磷石膏置于浆料中，充分搅拌，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型。待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝。最后将磷石膏砌块烘干。制备工艺参数：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间1min，浆料温度30℃；

实施例3

试样配方为：磷石膏1000g、聚乙烯醇30g、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液40g、含量30%的石蜡乳液5g、含氢硅油3g、奈系减水剂5g、水776.5g、十二水硫酸铝钾6g、氢氧化钙5g、白色硅酸盐水泥2g、硫铝酸盐水泥5g、有机硅消泡剂2g。制备过程为：将聚乙烯醇30g溶于200g水中，制备成聚乙烯醇溶液，随后将十二水硫酸铝钾、有机硅消泡剂溶于聚乙烯醇溶液中，制成混合溶液。将混合溶液、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液、固含量30%的石蜡乳液、含氢硅油、奈系减水剂、水576.5g、氢氧化钙混合均匀，制成浆料。然后将磷石膏置于浆料中，充分搅拌，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型。待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝。最后将磷石膏砌块烘干。制备工艺参数：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间1min，浆料温度30℃；

实施例4

试样配方为：磷石膏1000g、聚乙烯醇30g、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液40g、含量30%的石蜡乳液5g、含氢硅油3g、奈系减水剂5g、水776.5g、十二水硫酸铝钾6g、氢氧化钙5g、白色硅酸盐水泥2g、硫铝酸盐水泥5g、有机硅消泡剂2g。制备过程为：将聚乙烯醇30g溶于200g水中，制备成聚乙烯醇溶液，随后将十二水硫酸铝钾、有机硅消泡剂溶于聚乙烯醇溶液中，制成混合溶液。将混合溶液、固含量50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液、固含量30%的石蜡乳液、含氢硅油、奈系减水剂、水576.5g、氢氧化钙混合均匀，制成浆料。然后将磷石膏置于浆料中，充分搅拌，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型。待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝。最后将磷石膏砌块烘干。

制备过程参数如下：

试样P₃：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间1min，浆料温度30℃；

试样P₄：制浆搅拌速度800r/min，制浆时间1min，浆料温度30℃；

试样P₅：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间2min，浆料温度30℃；

试样P₆：制浆搅拌速度1200r/min，制浆时间1min，浆料温度50℃；

性能测试方法：按照国标GB/T 23456-200、GB/T 17669.1-1999、GB/T 17669.3-1999、GB/T 17669.4-1999和行业标准JC/T698-2010的相关要求，测试凝结时间、力学性能、耐水性能。

表1为不同配方工艺下，耐水磷石膏砌块性能指标。其中P0为未做防水处理的纯磷石膏砌块，水灰比为0.8。P1为按实施例1制作的试样；P2为按实施例2制作的试样； P3为按实施例3制作的试样。

表1不同配方工艺下，耐水磷石膏砌块性能指标

可见，本发明所提供技术方案，能够有效提高磷石膏砌块的耐水性能。各组分掺量及酸碱性对磷石膏性能及生产难易程度有重要影响。

表2为实施例4配方条件下，不同制备工艺对耐水磷石膏砌块的影响。

可见，本发明所提供技术方案，搅拌工艺中搅拌速度对物料影响较大，其次浆料温度增高，磷石膏耐水性能略微增加。使用本发明一种耐水磷石膏砌块制备工艺，制作工艺简单，易于自动化大规模生产。

Claims

1.一种耐水磷石膏砌块，其特征在于：其原料和重量配比为：磷石膏70%-100%、水50%-80%、聚乙烯醇3-8%、固含量30%-50%的苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、固含量30%-50%的石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%。

2.一种耐水磷石膏砌块制备工艺，具体分为制浆、成型、脱模、烘干四个步骤；按照配方将聚乙烯醇3-8%制备成聚乙烯醇溶液，随后将水50%-80%、聚乙烯醇溶液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液3%-6%、石蜡乳液0.05%-0.8%、含氢硅油0.01%-1.5%、奈系减水剂0.1%-2%、白色硅酸盐水泥0.2%-2%、硫铝酸盐水泥0.1%-5%、氢氧化钙0.1%-10%、十二水硫酸铝钾0.01%-6%、硫酸铝0.01%-1%，置于在搅拌桶内混合均匀并制成浆料；浆料pH值8-10，温度10℃-60℃；再将磷石膏70%-100%置于浆料中，充分搅拌，搅拌速度800-1600r/min，搅拌时间1min，制成混合料，并将混合料浇筑至模具中成型；浆料初凝凝结时间6-9min，终凝时间9-12min，待磷石膏砌块初凝后，即从模具取出并置于自然条件下至终凝；最后将磷石膏砌块烘干。