新型高性能建筑石膏添加劑、石膏及添加劑的使用方法與流程

文檔序號:18231787發布日期:2019-07-20 01:28
新型高性能建筑石膏添加劑、石膏及添加劑的使用方法與流程

本發明涉及建筑材料添加劑技術領域,具體涉及一種新型高性能建筑石膏添加劑、新型高性能建筑石膏及其新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法。



背景技術:

在建筑領域,石膏極其常用的一種建筑材料,建筑石膏凝結硬化過程是β相半水石膏轉變成二水硫酸鈣的過程。理論上CaSO4.2H2O晶型屬于三方晶系,按照結晶條件,其形貌分別為針狀、片狀、棒柱狀等。石膏強度來源于晶體本身強度和晶體間搭接強度。就晶體強度而言,希望石膏晶體能夠發育完全,從搭接強度分析,希望單位空間里面晶體數量多,能夠產生足夠的搭接。建筑石膏耐水性不佳也和CaSO4 2H2O晶體結構有關,通常認為建筑石膏耐水性不佳主要基于以下三方面原因:1、二水硫酸鈣具有一定溶解度,其在20℃水中溶解度約為2.08g/L,結晶點的溶解度更高。2、孔隙大,結晶度差,具有極大的內比表面積,半水石膏理論需水量在18.6%,通常用水量在60%以上,因而其內部具有大量的孔隙。3、吸水率高,未改性的建筑石膏吸水率在20%~50%。

石膏添加劑是石膏中的重要組成成分,很多建筑石膏中包含了多種添加劑,以滿足不同的需求。不同系列的石膏建材其關鍵性能是由添加劑決定的。為了改善建筑石膏強度低、耐水性差的特點,石膏添加劑一直是研究熱點。但現有的石膏添加劑對石膏性能改善程度低。同時建筑石膏品種多,除了天然石膏外還有大量工業副產品石膏,現有的石膏添加劑通常只能改善某一類產品。部分石膏添加劑很難同時保證石膏制品耐水性和強度。此外,現有石膏添加劑改善機理停留在物理拌合,很少進行長期性能改善研究。

現有技術中采用的防水法有外防水法和降低吸水率法,外防水法是采用在石膏制品外表面涂刷有機硅、丙乳等防水物質,阻止水分進入石膏內部。這種防水法消耗人工,成本過高且存在使用、運輸不方便等問題。降低吸水率法是采用石蠟乳液、瀝青乳液等方法來減少孔隙率,降低吸水率;或者采用有機硅等物質,改變石膏表面能,降低吸水率法在降低吸水率的同時,對石膏強度存在一定的影響。



技術實現要素:

有鑒于此,本發明的主要目的在于提供一種新型高性能建筑石膏添加劑,可同時提高石膏的強度和耐水性。

為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:

一種新型高性能建筑石膏添加劑,包括如下組份:超細硅灰或礦粉、無機物凝膠材料和有機物質。

在一種優選的實施方式中,所述無機物凝膠材料為:脫硫灰、石灰、鋁酸鹽、硫鋁酸鹽、硅酸鹽中的一種或者多種。

在一種優選的實施方式中,所述鋁酸鹽為鋁酸鹽水泥,所述硫鋁酸鹽為硫鋁酸鹽水泥,所述鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥所占的質量百分比為30%,所述鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥強度等級高于或等于42.5。

在一種優選的實施方式中,所述脫硫灰細度45μm篩余小于等于15%,燒失量小于等于8%,含水率小于等于1.0%。

在一種優選的實施方式中,所述有機物質為:硬脂酸、草酸、草酸銨、磷酸中的一種或者多種。

在一種優選的實施方式中,所述草酸或者草酸銨為工業純,所述草酸或者草酸銨所占的質量百分比為5%。7.根據權利要求1所述的一種新型高性能建筑石膏添加劑,其特征在于,所述超細硅灰或礦粉細度為:800 m2/kg ~1200m2/kg,所述超細硅灰或礦粉所占的質量百分比為20%。

在一種優選的實施方式中,所述無機物凝膠材料為:鋁酸鹽水泥和脫硫灰;或者硫鋁酸鹽水泥和脫硫灰;有機物質為:草酸或者草酸銨。

本發明的還提供一種新型高性能建筑石膏,使用本發明所提供新型高性能建筑石膏添加劑,石膏的強度和耐水性都有所提高。

為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:

一種新型高性能建筑石膏,包括上述的新型高性能建筑石膏添加劑;

所述石膏添加劑所占質量百分比為:10%-30%。

本發明的還提供一種新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法,使用本發明所提供新型高性能建筑石膏添加劑改善石膏性能。

為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:

一種新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法,包括如下步驟:

S1、將上述的石膏添加劑溶于水;

S2、將步S1的產生的混合物與石膏拌和成型;

S3、添加質量比為0.5%-1.5%的聚羧酸或者萘系外加劑于混合物中。

本發明的一種新型高性能建筑石膏添加劑,具有如下有益效果:

該新型高性能建筑石膏添加劑實現了脫硫灰未經處理直接資源化使用,脫硫灰價格較低,可降低石膏成本,脫硫灰作為建筑石膏制品的礦物摻和料,可填充石膏制品中的孔隙,提高防水性。采用草酸或者草酸銨置換硫酸鈣,形成溶解度更小的草酸鈣,解決了外防水法消耗人工,成本過高且存在使用、運輸不方便等問題,也解決了降低吸水率法在降低吸水率的同時,對石膏強度存在一定的影響的問題。本發明中的新型高性能建筑石膏添加劑可應用于所有石膏,解決了現有的石膏添加劑通常只能改善某一類產品的問題,且可同時保證石膏的耐水性和強度。

本發明的種新型高性能建筑石膏,具有如下有益效果:

本發明中的高性能建筑石膏相比普通石膏抗壓強度增加56%~98%,抗折強度增加63%~95%;軟化系數從0.4左右提高到0.85以上,密度基本保持不變,凝結硬化時間略微延長,但滿足GB9776技術指標要求。

本發明的一種新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法,具有如下有益效果:

在水中預先溶解超細硅灰、礦粉等含有納米尺度礦物摻和料,預先形成晶核,提高二水硫酸鈣的成核速率。添加質量比為0.5%-1.5%的聚羧酸或者萘系外加劑于混合物中,可改善漿體的流動性。

附圖說明

圖1為根據本公開一種實施例的新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖1及本發明的實施例對本發明的一種新型高性能建筑石膏添加劑、新型高性能建筑石膏及其新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法作進一步詳細的說明。

需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

需要注意的是,這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式,而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數形式也意圖包括復數形式,此外,還應當理解的是,當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時,其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

需要說明的是,本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換,以便這里描述的本申請的實施方式例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外,術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

為了便于描述,在這里可以使用空間相對術語,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是,空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附圖中的器件被倒置,則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而,示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位),并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

本發明提供一種新型高性能建筑石膏添加劑,包括如下組份:超細硅灰或礦粉、無機物凝膠材料和有機物質。超細硅灰或礦粉中的納米級二氧化硅有助于縮短成核期,細化粒徑分布;無機物凝膠材料有助于填充石膏的孔隙,增強其強度和耐水性;有機物質可通過置換法提高石膏耐水性。

無機物凝膠材料為:脫硫灰、石灰、鋁酸鹽、硫鋁酸鹽、硅酸鹽中的一種或者多種,這些無機物凝膠材料和石膏中的氧化鈣、硫酸鈣進一步反應,產生鈣礬石類晶體、氫氧化鈣晶體,所產生的這類物質有助于填充石膏的孔隙,增強其強度和耐水性。

本發明創造中鋁酸鹽優選鋁酸鹽水泥,硫鋁酸鹽優選硫鋁酸鹽水泥。鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥所占添加劑的質量百分比為30%,所述鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥強度等級高于或等于42.5。新型高性能建筑石膏添加劑中添加鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥主要起到以下作用:1、提供三價鋁離子,促進二水石膏成核;2、水化作用,增加建筑石膏制品強度和耐水性;3、激發硅灰或礦粉的活性;4、參與鈣礬石晶體形成。

脫硫灰細度45μm篩余小于等于15%,燒失量小于等于8%,含水率小于等于1.0%。脫硫灰是電廠中用于脫除尾氣中硫后形成的固體廢棄物,其主要成分為氧化鈣、氧化鎂、硫酸鈣和亞硫酸鈣。通過烘干-煅燒等工藝可用于制備脫硫石膏。脫硫灰具有反應較為緩慢和體積膨脹性的特點,建筑石膏制品中有大量的孔隙,脫硫灰可作為建筑石膏制品的礦物摻和料,可填充石膏制品中的孔隙,提高防水性,且脫硫灰價格較低,可有效降低石膏成本。但脫硫灰摻量不宜超過20%,否則會導致脫硫灰后期膨脹開裂。

新型高性能建筑石膏添加劑中的有機物質為:硬脂酸、草酸、草酸銨、磷酸中的一種或者多種。采用硬脂酸,草酸、草酸銨、磷酸等物質,來置換硫酸鈣,形成溶解度更小的硬脂酸鈣、草酸鈣、磷酸鈣等物質,形成微觀結構內防水,提高石膏的耐水性。解決了外防水法消耗人工,成本過高且存在使用、運輸不方便等問題,也解決了降低吸水率法在降低吸水率的同時,對石膏強度存在一定的影響的問題。

草酸或者草酸銨為工業純,草酸或者草酸銨所占的質量百分比為5%。草酸或者草酸銨在新型高性能建筑石膏中主要起到以下作用:1、調整溶液的PH值;2、與鈣鹽結合,形成草酸鈣,提高石膏制品的耐水性。

超細硅灰或礦粉細度為:800 m2/kg ~1200m2/kg,超細硅灰或礦粉所占的質量百分比為20%,超細硅粉或礦粉中約有30%的顆粒達到(1-10)納米級。超細硅灰或礦粉在新型高性能建筑石膏中主要起到以下作用:1、二水石膏結晶核;2、與硫酸鈣反應形成鈣礬石晶體;3、在水泥激發作用下,發揮火山灰效應。

優選的無機物凝膠材料為:鋁酸鹽水泥和脫硫灰;或者硫鋁酸鹽水泥和脫硫灰,脫硫灰比脫硫石膏低,本添加劑中使用脫硫灰可降低石膏制品的成本,鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鹽不僅可與水泥和石膏中的氧化鈣、硫酸鈣進一步反應,還可可供三價鋁離子,促進二水石膏成核。優選的有機物質為:草酸或者草酸銨。

本發明還提供一種新型高性能建筑石膏,包括上述新型高性能建筑石膏添加劑;石膏添加劑所占質量百分比為:10%-30%,可有效的提高石膏制品強度和耐水性。對于建筑石膏優等品、一等品、合格品而言,添加20%本添加劑后,相同用水量條件下,抗壓強度增加56%~98%,抗折強度增加63%~95%;軟化系數從0.4左右提高到0.85以上,密度基本保持不變,凝結硬化時間略微延長,但滿足GB9776技術指標要求。

本發明還提供一種新型高性能建筑石膏添加劑的使用方法,包括如下步驟:

S1、將上述任意一項所述的石膏添加劑溶于水;在水中預先溶解超細硅灰、礦粉等含有納米尺度礦物摻和料,預先形成晶核,提高二水硫酸鈣的成核速率。

S2、將S1產生的混合物與石膏拌和成型;

S3、添加質量比為0.5%-1.5%的聚羧酸或者萘系外加劑于混合物中,聚羧酸或者萘系外加劑,改善漿體的流動性。

本使用方法可指導技術人員使用新型高性能建筑石膏添加劑改善石膏性能,獲得防水性好,強度高的石膏。

以上所述,僅為本發明的較佳實施例而已,并非用于限定本發明的保護范圍。

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