一种脱硫石膏自流平材料及其制备方法 |
|||||||
申请号 | CN200710069007.9 | 申请日 | 2007-05-25 | 公开(公告)号 | CN101054284A | 公开(公告)日 | 2007-10-17 |
申请人 | 浙江大学; | 发明人 | 官宝红; 楼文斌; 吴忠标; 曾爱斌; 赵伟荣; 刘越; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 脱硫 石膏 自流平材料及其制备方法,其主要组分 质量 百分比如下:脱硫石膏30-65%,高 铝 水 泥25-60%,普通 硅 酸盐 水泥 0-30%, 粉 煤 灰 0-20%,可再分散乳胶粉0-8.0%。其组成还包括适量的外加剂及细 骨料 。将各组分按规定的质量百分比在混料机中充分混合均匀, 包装 ,即得自流平材料。本发明可大规模利用脱硫石膏制备自流平材料,生产工艺较简单,能耗少,成本较低。所制备的自流平材料 凝结 时间适中,早强和耐水性较好,具有微膨胀性能,可广泛应用于各类地面找平施工。 | ||||||
权利要求 | 1、一种脱硫石膏自流平材料,其特征在于:以脱硫石膏、铝酸盐水 泥为主要组分的混合胶凝材料体系,其各组分的质量百分比如下: |
||||||
说明书全文 | 技术领域本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种以脱硫石膏、铝酸盐水 泥为主要组分的自流平材料及其制备方法。 背景技术我国能源结构以燃煤为主,燃煤产生的二氧化硫是导致空气污染和酸 雨的重要因素,因此烟气脱硫成为普遍采用的污染控制技术。钙基湿法烟 气脱硫是应用最为广泛的烟气污染控制技术,由此产生了大量的烟气脱硫 副产物——脱硫石膏。脱硫石膏主要由含两个结晶水的硫酸钙组成,以二 水硫酸钙计,品位一般在90%左右。目前,脱硫石膏资源化主要用于制备 建筑石膏,也有用于制备高强度α-半水石膏的研究报道,通常需要在较高 温度或压力下先将脱硫石膏脱水生成半水或无水石膏,应用受到一定限 制。如何有效、大规模地资源化利用脱硫石膏是急需解决的问题。 自流平材料是一种以无机胶凝材料或有机材料为基料,与骨料及多种 外加剂混合而成的建筑地面找平材料。自流平材料施工快捷,劳动强度低, 所形成表面平整,强度较高,是理想的地面找平施工材料。有机自流平材 料通常指环氧自流平材料,施工要求高,主要用于特殊性能需求的场所。 无机自流平材料经历了石膏基、水泥基、混合胶凝材料基几个阶段的发展, 目前,生成以钙矾石为主要水化物的混合胶凝材料基自流平材料已经是大 部分商业产品的主流配方。 国内现有开发的无机自流平材料制备技术主要如:中国发明专利 200410053030.5公开的一种普通硅酸盐水泥为基料的“高性能水泥基自流 平材料”;中国发明专利200510061004.1公开的一种以铝酸盐水泥、普通 硅酸盐水泥、重碱为主要组分的“自流平水泥及其生产工艺”;中国发明 专利200510120515.6公开的一种以石膏尾矿粉、矿渣粉、普通水泥为主要 组分的“石膏尾矿自流平材料及其制备方法”。 目前国内尚没有以脱硫石膏为主要组分的自流平材料制备技术。 脱硫石膏是二水石膏,本身不具有胶凝性能,但是基于其与铝酸盐反 应生成高结合水和较高强度的钙矾石的基本原理,可以有效实现资源化利 用脱硫石膏制备自流平材料。 发明内容本发明提供了一种以脱硫石膏、铝酸盐水泥为主要组分,具有早强、 微膨胀、耐水性能良好,低成本的脱硫石膏自流平材料及其制备方法。 一种脱硫石膏自流平材料,以脱硫石膏、铝酸盐水泥为主要组分,各 组分的质量百分比如下: 脱硫石膏 25-65% 铝酸盐水泥 25-60% 硅酸盐水泥 0-25% 粉煤灰 0-20% 可再分散乳胶粉 0-8.0% 高效减水剂 0.1-1.0% 保水剂 0.05-0.5% 消泡剂 0.2-1.0% 细骨料 0-40% 本发明所述脱硫石膏是钙基湿法烟气脱硫副产物,其基本成分是质量 百分比约90%的二水硫酸钙,含水率约10%,将其在5℃-90℃条件下干 燥,然后破碎、过筛,使粒径小于1mm。 本发明所述铝酸盐水泥为GB201-2000定义的铝酸盐水泥;硅酸盐 水泥为GB 175-1999定义的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或GB 12958- 1999定义的复合硅酸盐水泥;粉煤灰为GB 1596-91定义的二级粉煤灰。 本发明所述可再分散乳胶粉为以乙烯和醋酸乙烯为单体的聚合物粉 体,例如瓦克(WACKER)聚合物材料(上海)有限公司的VINNAPAS 5011L。 本发明所述细骨料为干燥的细河砂或细石英砂。 本发明所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂,例如苏州市兴邦化学 建材有限公司的聚羧酸高效减水剂,SUNBO PC-1016。 本发明所述保水剂—纤维素醚为羟乙基纤维素醚(HEMC)或羟丙基 甲基纤维素醚(HPMC),例如拜尔(Bayer)公司的MT400PFV,湖州展 望天明药业有限公司的HT-K4000。 本发明所述消泡剂为有机硅消泡剂,例如江苏赛欧信越消泡剂有限公 司的改性聚硅氧烷有机硅消泡剂XPJ820。 本发明所述自流平材料的制备方法如下: 将脱硫石膏在5℃-90℃条件下干燥,然后破碎、过筛,使粒径小于 1mm;与本发明所述其他各组分按规定的质量百分比在混料机中充分混合 均匀,即得所述自流平材料。 本发明所述的脱硫石膏自流平材料使用时,按水灰比0.3-0.4加水充 分搅拌均匀后施工,拌合自流平材料用水可以是普通自来水。 本发明所述脱硫石膏自流平材料水化硬化基本机理如下: (1)胶凝材料遇水后,铝酸盐水泥中的铝酸钙和硅酸盐水泥中的铝 酸三钙迅速发生水化,在有(脱硫)石膏存在的条件下生成钙矾石;(2) 钙矾石的沉淀使早期的反应受扩散控制,同时聚羧酸减水剂的空间位阻作 用,延缓了早期水化速度,保证了材料有足够的施工时间;(3)随着反应 的进行,大量生成的钙矾石晶体交错连接在一起形成空间网状结构,构成 了材料早期的强度;(4)硅酸盐水泥中硅酸三钙水化生成的水化硅酸钙胶 体填充于钙矾石晶体之间的空隙,提高了密实性,使胶结材获得了更高的 强度。 本发明可直接大规模利用二水脱硫石膏制备自流平材料,无需将其转 化为半水或无水石膏,生产工艺简单,能源消耗少,生产成本较低。所制 备的自流平材料凝结时间适中,早强,耐水性较好,具有微膨胀性能,可 广泛应用于各类地面找平施工。 具体实施方式实施例1: 脱硫石膏 60% 铝酸盐水泥 30% 硅酸盐水泥 0% 粉煤灰 0% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 0% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.4% 保水剂HT-K4000 0.4% 消泡剂XPJ820 0.2% 细河砂 9% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.30加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度230mm,可工作时间大于 30min,抗压强度20MPa。本配方适合作垫层。 实施例2: 脱硫石膏 45% 铝酸盐水泥 25% 硅酸盐水泥 0% 粉煤灰 0% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 2% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.35% 保水剂HT-K4000 0.4% 消泡剂XPJ820 0.25% 细河砂 27% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.33加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度220mm,可工作时间大于 30min,抗压强度25MPa。本配方适合作垫层。 实施例3: 脱硫石膏 40% 铝酸盐水泥 30% 硅酸盐水泥 10% 粉煤灰 0% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 3.4% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.6% 保水剂HT-K4000 0.3% 消泡剂XPJ820 0.7% 细河砂 15% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.37加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度230mm,可工作时间大于 30min,抗压强度30MPa。本配方适合作垫层和面层。 实施例4: 脱硫石膏 35% 铝酸盐水泥 40% 硅酸盐水泥 10% 粉煤灰 5% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 2.0% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.6% 保水剂HT-K4000 0.1% 消泡剂XPJ820 0.3% 细河砂 7% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.38加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度240mm,可工作时间大于 30min,抗压强度35MPa。本配方适合作垫层和面层。 实施例5: 脱硫石膏 30% 铝酸盐水泥 45% 硅酸盐水泥 10% 粉煤灰 10% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 4.0% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.4% 保水剂HT-K4000 0.2% 消泡剂XPJ820 0.4% 细河砂 0% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.40加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度230mm,可工作时间大于 30min,抗压强度37MPa。本配方适合作面层。 实施例6: 脱硫石膏 26% 铝酸盐水泥 53% 硅酸盐水泥 5% 粉煤灰 9% 可再分散乳胶粉VINNAPAS5011L 6.0% 高效减水剂SUNBO PC-1016 0.25% 保水剂HT-K4000 0.35% 消泡剂XPJ820 0.4% 细河砂 0% 按上表规定的质量百分比制备自流平材料,按水灰比0.39加水充分搅 拌均匀后施工。该配方的基本性能为:流动度240mm,可工作时间大于 30min,抗压强度40MPa。本配方适合作面层。 |