抹灰石膏及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种抹灰石膏及其制备方法，属于建筑材料技术领域。


背景技术：

2.目前，抹灰石膏的胶凝材料主要以建筑石膏等为主，以氟石膏废渣开发性能优异的抹灰石膏很少应用报道。但gb/t 9776-2008《建筑石膏》制定的标准有重大缺陷。首先，无论从现实情况还是推动技术进步的角度，都应该明确β型半水石膏作为抹灰材料用石膏的技术指标。其次，用于抹灰材料时，只有建筑石膏三相化学指标合格，物理指标才有意义。三是建筑石膏标准规定指标太少。抹灰石膏都用于内墙，人体每天要接触，重要性不言而喻，所以各种技术指标都要尽可能考虑全面，不能单纯考虑物理指标。除了三相技术指标外，粉体温度、堆积密度、加水后气味、ph值、2h石膏硬度以及明确的杂质含量等。特别是杂质含量，即使建筑石膏的三相及关键物理技术指标合格，也并不能保证能生产出合格的抹灰材料，原因就在于石膏的凝结时间和强度受某些水溶性杂质控制。
3.本发明的方法采用氟石膏凝胶材料抹灰石膏,上述不足都可以解决,可以配制生产综合性能优质的抹灰石膏。
4.氟石膏是氢氟酸生产过程中排放的工业废渣，还有干法氟化铝生产过程中也会产生氟石膏。它的主要成分是caso4，含量一般在90％以上，此外还有硫酸和氢氟酸等杂质，不同的堆存年限，堆场氟石膏成分不均、所含杂质成分会有一些变化。
5.目前，氟石膏主要用作水泥缓凝剂，而大部分氟石膏在稍加中和处理后就作为一种固体废弃物堆存，直接堆存不仅占用土地，还污染土壤和地下水环境。


技术实现要素：

6.本发明的第一个目的是提供一种新的抹灰石膏。
7.为达到本发明的上述第一个目的，所述抹灰石膏包括以下重量配比的组分:
8.氟石膏胶凝材料60～90份，
9.轻质填料0～10份，所述轻质填料包括玻化微珠、木纤维、pp纤维或珍珠岩中的至少一种，
10.保水剂0.1～0.4份，
11.减水剂0.5～1.5份，
12.消泡剂0.1～0.5份，
13.引气剂0.01～0.05份，
14.其它0～35份，所述其它包括轻质碳酸钙、建筑石膏、尾矿砂、河砂或人工制备砂中的至少一种，且其它 轻质填料≠0；
15.所述氟石膏胶凝材料的制备方法包括如下步骤：
16.a.将氟石膏升温至120～600℃预热10～25s；
17.b.将a步骤预热后的氟石膏在700～900℃沸腾煅烧；
18.c.将b步骤沸腾煅烧的氟石膏冷却至60～100℃后，再与激发剂混合、磨粉得到氟石膏制胶凝材料。
19.减水剂需选用不对氟石膏基材料起缓凝作用的减水剂。
20.氟石膏可用湿法工艺产生的氟石膏，也可以是干法氟化铝生产过程中氟石膏。可用堆存年限不一，堆场氟石膏成分不均、所含杂质成分变化的氟石膏。也可以用干法氟化铝生产过程产生的新鲜氟石膏。可以是新排放的溶解度低、凝结缓慢、ph低的主要成分是ⅱ型无水石膏，也可以是ⅱ型无水石膏、二水石膏和带游离水二水石膏。
21.在一种具体实施方式中，所述激发剂为硫酸盐、硫铝酸盐水泥、钾明矾石、粒化高炉矿渣中的至少一种；所述硫酸盐优选为k2so4、na2so4、cuso4或al2(so4)3中的至少一种。
22.在一种具体实施方式中，所述减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等中的至少一种。
23.在一种具体实施方式中，所述保水剂为甲基纤维素醚、淀粉醚、聚丙烯酸盐中的至少一种。
24.在一种具体实施方式中，所述消泡剂为p803/p849/p886/p84/有机硅油中的至少一种；所述引气剂为憎水性表面活性剂，憎水性表面活性剂优选包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸中的至少一种。
25.在一种具体实施方式中，所述其它的细度为0～1mm。
26.在一种具体实施方式中，a步骤所述预热为二级预热，第一级预热物料从120℃至350℃，第二级预热物料从350℃至550℃；
27.a步骤所述氟石膏的粒度范围为1mm以下，优选0.6mm以下；
28.a步骤所述氟石膏为无水氟石膏；所述无水氟石膏的制备方法优选包括：将含水的氟石膏在350～550℃烘干；所述烘干的时间优选为3～5秒；
29.优选所述无水氟石膏预热前的温度120℃以下；
30.b步骤所述沸腾煅烧的时间优选为10～20秒；
31.c步骤所述冷却为先冷却至200℃以下，再风冷至100℃以下；
32.所述磨粉的转速为20～30转/分。
33.在一种具体实施方式中，c步骤所述煅烧后的氟石膏与激发剂的重量比为：94～99:6～1；所述激发剂优选为硫酸盐激发剂，更优选为组份a和组份b的混合物，所述组份a为硫酸钾、硫酸钠、硫铝酸盐水泥中的至少一种，所述组份b为甲基纤维素、粉煤灰、羧甲基纤维素或糊精保水剂中的至少一种，所述组份a和组份b的质量比为1～3：2～6。
34.本发明的第二个目的是提供一种上述抹灰石膏的制备方法。
35.为达到本发明的第二个目的，所述抹灰石膏的制备方法包括：
36.先将减水剂、保水剂、消泡剂、引气剂充分混合后得到混合物a，再将混合物a与轻质填料、氟石膏胶凝材料和其它材料充分混合得到抹灰石膏；所述混合物a与轻质填料、氟石膏胶凝材料充分混合的搅拌周期优选为5～7分钟；所述搅拌为搅拌机搅拌或飞刀搅拌，所述搅拌机的转速40～60转/分，所述飞刀搅拌的转速：1200～1600转/分；
37.所述氟石膏胶凝材料的制备方法包括如下步骤：
38.a.将氟石膏升温至120～600℃预热10～25s；
39.b.将a步骤预热后的氟石膏在700～900℃沸腾煅烧；
40.c.将b步骤沸腾煅烧的氟石膏冷却至60～100℃后，再与激发剂混合、磨粉得到氟石膏制胶凝材料。
41.在一种具体实施方式中，a步骤所述预热为二级预热，第一级预热物料从120℃至350℃，第二级预热物料从350℃至550℃；
42.a步骤所述氟石膏的粒度范围为1mm以下，优选0.6mm以下；
43.a步骤所述氟石膏为无水氟石膏；所述无水氟石膏的制备方法优选包括：将含水的氟石膏在350～550℃烘干；所述烘干的时间优选为3～5秒；
44.优选所述无水氟石膏预热前的温度120℃以下；
45.b步骤所述沸腾煅烧的时间优选为10～20秒；
46.c步骤所述冷却为先冷却至200℃以下，再风冷至100℃以下；
47.所述磨粉的转速为20～30转/分。
48.有益效果：
49.1.本发明上述氟抹灰石膏材料的配方主要性能指标为:初凝时间1～3h；终凝时间2～8h；抗折强度2.0～5mpa(轻质机喷抹灰石膏抗折强度1.3～3mpa)；抗压强度4.0～10mpa(轻质机喷抹灰石膏抗压强度2.6～6.5mpa)；拉伸强度0.42～0.6mpa。
50.2.本技术提供了一种用氟石膏生产的抹灰石膏，本发明的抹灰石膏强度高、收缩率小、绿色环保无污染，为氟石膏的资源化利用开辟一条新途径。
具体实施方式
51.为达到本发明的上述第一个目的，所述抹灰石膏包括以下重量配比的组分:
52.氟石膏胶凝材料60～90份，
53.轻质填料0～10份，所述轻质填料包括玻化微珠、木纤维、pp纤维或珍珠岩中的至少一种，
54.保水剂0.1～0.4份，
55.减水剂0.5～1.5份，
56.消泡剂0.1～0.5份，
57.引气剂0.01～0.05份，
58.其它0～35份，所述其它包括轻质碳酸钙、建筑石膏、尾矿砂、河砂或人工制备砂中的至少一种，且其它 轻质填料≠0；
59.所述氟石膏胶凝材料的制备方法包括如下步骤：
60.a.将氟石膏升温至120～600℃预热10～25s；
61.b.将a步骤预热后的氟石膏在700～900℃沸腾煅烧；
62.c.将b步骤沸腾煅烧的氟石膏冷却至60～100℃后，再与激发剂混合、磨粉得到氟石膏制胶凝材料。
63.减水剂需选用不对氟石膏基材料起缓凝作用的减水剂。
64.氟石膏可用湿法工艺产生的氟石膏，也可以是干法氟化铝生产过程中氟石膏。可用堆存年限不一，堆场氟石膏成分不均、所含杂质成分变化的氟石膏。也可以用干法氟化铝生产过程产生的新鲜氟石膏。可以是新排放的溶解度低、凝结缓慢、ph低的主要成分是ⅱ型无水石膏，也可以是ⅱ型无水石膏、二水石膏和带游离水二水石膏。
65.在一种具体实施方式中，所述激发剂为硫酸盐、硫铝酸盐水泥、钾明矾石、粒化高炉矿渣中的至少一种；所述硫酸盐优选为k2so4、na2so4、cuso4或al2(so4)3中的至少一种。
66.在一种具体实施方式中，所述减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等中的至少一种。
67.在一种具体实施方式中，所述保水剂为甲基纤维素醚、淀粉醚、聚丙烯酸盐中的至少一种。
68.在一种具体实施方式中，所述消泡剂为p803/p849/p886/p84/有机硅油中的至少一种；所述引气剂为憎水性表面活性剂，憎水性表面活性剂优选包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸中的至少一种。
69.在一种具体实施方式中，所述其它的细度为0～1mm。
70.在一种具体实施方式中，a步骤所述预热为二级预热，第一级预热物料从120℃至350℃，第二级预热物料从350℃至550℃；
71.a步骤所述氟石膏的粒度范围为1mm以下，优选0.6mm以下；
72.a步骤所述氟石膏为无水氟石膏；所述无水氟石膏的制备方法优选包括：将含水的氟石膏在350～550℃烘干；所述烘干的时间优选为3～5秒；
73.优选所述无水氟石膏预热前的温度120℃以下；
74.b步骤所述沸腾煅烧的时间优选为10～20秒；
75.c步骤所述冷却为先冷却至200℃以下，再风冷至100℃以下；
76.所述磨粉的转速为20～30转/分。
77.在一种具体实施方式中，c步骤所述煅烧后的氟石膏与激发剂的重量比为：94～99:6～1；所述激发剂优选为硫酸盐激发剂，更优选为组份a和组份b的混合物，所述组份a为硫酸钾、硫酸钠、硫铝酸盐水泥中的至少一种，所述组份b为甲基纤维素、粉煤灰、羧甲基纤维素或糊精保水剂中的至少一种，所述组份a和组份b的质量比为1～3：2～6。
78.为达到本发明的第二个目的，所述抹灰石膏的制备方法包括：
79.先将减水剂、保水剂、消泡剂、引气剂充分混合后得到混合物a，再将混合物a与轻质填料、氟石膏胶凝材料和其它材料充分混合得到抹灰石膏；所述混合物a与轻质填料、氟石膏胶凝材料充分混合的搅拌周期优选为5～7分钟；所述搅拌为搅拌机搅拌或飞刀搅拌，所述搅拌机的转速40～60转/分，所述飞刀搅拌的转速：1200～1600转/分；
80.所述氟石膏胶凝材料的制备方法包括如下步骤：
81.a.将氟石膏升温至120～600℃预热10～25s；
82.b.将a步骤预热后的氟石膏在700～900℃沸腾煅烧；
83.c.将b步骤沸腾煅烧的氟石膏冷却至60～100℃后，再与激发剂混合、磨粉得到氟石膏制胶凝材料。
84.在一种具体实施方式中，a步骤所述预热为二级预热，第一级预热物料从120℃至350℃，第二级预热物料从350℃至550℃；
85.a步骤所述氟石膏的粒度范围为1mm以下，优选0.6mm以下；
86.a步骤所述氟石膏为无水氟石膏；所述无水氟石膏的制备方法优选包括：将含水的氟石膏在350～550℃烘干；所述烘干的时间优选为3～5秒；
87.优选所述无水氟石膏预热前的温度120℃以下；
88.b步骤所述沸腾煅烧的时间优选为10～20秒；
89.c步骤所述冷却为先冷却至200℃以下，再风冷至100℃以下；
90.所述磨粉的转速为20～30转/分。
91.下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
92.实施例1
93.(1)将取自福建堆放6个月含3％游离水的氟石膏经计量后在450℃烘干4秒，氟石膏在烘干的同时进行了粉碎，粉碎后在粉碎出口设置粗颗粒沉降装置，以确保出口氟石膏颗粒粒径满足1mm以下要求。
94.(2)粉碎后粒径满足要求的氟石膏温度约120℃，将烘干出来的氟石膏从120℃升温至550℃预热15s，通过二级预热，第一级预热物料从120℃至350℃，第二级预热物料从350℃至550℃。
95.(3)预热后的物料进入煅烧器煅烧，温度800℃煅烧12秒。煅烧后进入冷却器冷却到180℃左右继续风冷至80℃，再与硫酸钾激发剂按比例98.5:1.5混合进行磨粉处理，磨粉的转速22转/分，处理得到氟石膏凝胶材料。
96.(4)将保水剂淀粉醚0.15份，减水剂木质素磺酸盐1.0份，0.3份消泡剂p803，引气剂(flotagetmae-1)0.02份混合，得到混合物a，再将混合物a与氟石膏凝胶材料79份，玻化微珠7.0份，轻质碳酸钙10份混合后在高效强力搅拌机中搅拌转速50转/分搅拌6分钟，得到轻质抹灰石膏。
97.实施例2
98.实施例2其它与实施例1一致，不同的是添加轻质材料为玻化微珠7份 木纤维3份，氟石膏凝胶材料的比例变化为76份,所述混合物a与轻质材料、氟石膏胶凝材料、轻质碳酸钙充分混合的搅拌周期为6分钟得到保温隔热的抹灰石膏。
99.实施例3
100.其它与实施例1一致，不同的是把玻化微珠和轻质碳酸钙全部换成尾矿砂35份(细度0-1mm)，氟石膏凝胶材料的比例变化为61份，所述混合物a与尾矿砂、氟石膏胶凝材料、轻质碳酸钙充分混合的搅拌周期为6分钟得到重质抹灰石膏。
101.对比例1
102.其它与实施例1一致，与实施例1不同的是，氟石膏进行烘干及预热后在温度650℃煅烧。煅烧后进入冷却器冷却到190℃左右与激发剂按比例97:3(k2so41份 粉煤灰2份)混合进行改性粉磨处理后入库。
103.经实验检测抹灰石膏的：初凝时间1.8h；终凝时间2.8h；抗折强度2.2mpa；抗压强度5.5mpa；拉伸强度0.42mpa。
104.表1实施例1-3及对比例1得到的抹灰石膏检测结果
[0105][0106]
注:1.国家标准栏为机械喷涂抹灰石膏数值，括号里为轻质机喷抹灰石膏数值；
[0107]
2.实施例1轻质机喷抹灰石膏实验数值；
[0108]
3.实施例2保温隔热轻质抹灰石膏实验数值；
[0109]
4.实施例3重质机喷抹灰石膏实验数值；
[0110]
5.对比例1轻质机喷抹灰石膏实验数值。