專利名稱：磷石膏礦物外加劑及其制備方法
磷石膏礦物外加劑及其制備方法一、所屬技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及利用工業(yè)廢渣磷石膏制造混凝土礦物外加劑，屬于建筑材料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑是在混凝土攪拌過(guò)程中加入的，具有一定細(xì)度和活性的用于改善新拌和硬化混凝土性能特別是混凝土工作性能耐久性的某些礦物類的產(chǎn)品?，F(xiàn)有的礦物外加劑，俗稱摻合料，有磨細(xì)或風(fēng)選篩分粉煤灰、磨細(xì)礦渣、磨細(xì)天然沸石、磨細(xì)石灰石粉或其它石粉、偏高嶺土、硅藻土、頁(yè)巖、鍛燒粘土等。化學(xué)石膏渣是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的以含CaSO4 · 2H20為主要成分的廢渣，按來(lái)源不同，分為磷石膏、排煙脫硫石膏、鹽石膏、氟石膏、堿石膏、蘇打石膏等，其中，排放堆積量最大的是磷石膏。磷石膏渣是濕法磷酸生產(chǎn)產(chǎn)生的廢渣，每生產(chǎn)1噸磷酸排出磷石膏渣約5噸。磷石膏含CaSO4 · 2H20 65%-96%，此外還含有其它硫酸鹽、磷酸鹽、硅化合物、少量有害化合物氟化物、游離酸等。磷石膏渣在我國(guó)利用率僅10%左右。此類廢渣長(zhǎng)期堆放，占據(jù)土地資源，還對(duì)環(huán)境造成污染。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了利用這類廢渣的研究工作，CN10373M發(fā)明了“作水泥緩凝劑的磷石膏改性方法”，方法為用磷石膏加入一種天然礦物或工業(yè)廢渣，經(jīng)加熱，保溫，冷卻后即可用作水泥生產(chǎn)的緩凝劑。該緩凝劑可以提高水泥的緩凝效果及抗壓強(qiáng)度等物理性質(zhì)，但是還未用于混凝土拌合中用作混凝土外加劑。CN200710066231. 2發(fā)明了 “磷石膏緩凝高效減水劑的制備方法”，以磷石膏工業(yè)廢渣為原料，加入改性劑改性處理，低溫干燥，粉細(xì)，加入表面活性劑復(fù)配，得到磷石膏緩凝高效減水劑。用于水泥混凝土拌合過(guò)程，可以使減水率提高，高于國(guó)標(biāo)要求> 12%，終凝時(shí)間達(dá)24h以上，仍保持28d抗壓強(qiáng)度比彡120%，可以取代節(jié)約水泥5%。該發(fā)明為磷石膏渣產(chǎn)品應(yīng)用于水泥混凝土找到新出路，取得積極效果，但是取代節(jié)約水泥量還不夠高。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明的目的是改進(jìn)高強(qiáng)高性能混凝土礦物外加劑的制備方法，將磷石膏礦物外加劑用于拌合混凝土，取代節(jié)約水泥效果明顯。2、發(fā)明的技術(shù)方案發(fā)明的構(gòu)思是將經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的磷石膏工業(yè)廢渣，以CaSO4 · 2H20為主成分，含有游離酸等有害物質(zhì)，經(jīng)過(guò)改性處理加以利用。具體方案是(1)磷石膏礦物外加劑，由工業(yè)廢渣磷石膏和及工業(yè)廢渣粉或礦石粉組成，共配方是①磷石膏礦物外加劑母體改性脫水石膏組分的重量％為干磷石膏渣95 97，改性劑3 5，二者之和為100，磷石膏渣中CaSO4 · 2H20含量的重量％為65 96，改性劑為NaOH, Na2O, Na2CO3^NaHC03> CaO, Ca(OH)2, AI (OH) 3中的一種或含有上述堿性物的工業(yè)廢渣中的一種②磷石膏礦物外加劑組分的重量％為熱狀改性脫水石膏> 50，干冷狀磷石膏渣< 50，二者之和為100 ；③復(fù)合磷石膏礦物外加劑組分的重量％為磷石膏礦物外加劑51 70，工業(yè)廢渣粉或礦石粉30 49，二者之和為100，工業(yè)廢渣粉或礦石粉為從粉煤灰、高爐礦渣粉、鋼渣粉、石灰石粉、焙燒頁(yè)巖粉、硅藻土粉中任選一種；( 磷石膏礦物外加劑的制備方法，包括母體配方混合，改性處理，配磷石膏礦物外加劑，復(fù)合磷石膏礦物外加劑配制幾個(gè)步驟，具體做法是①母體配方混合將干磷石膏渣與改性劑按組分配好，混合料的PH值為7 14，放入混合機(jī)，混合處理0. 1 Ih ；②改性處理將混合處理好的配方料放入烘干機(jī)中，在溫度為200°C < 300°C條件下，烘干處理0. 1 lh，得到化學(xué)成分為CaSO4 · 0. 15 0. 6H20和CaSO4的改性脫水石膏；③配磷石膏礦物外加劑將熱狀改性脫水石膏與冷狀磷石膏渣混合，混合料比例的重量％比為熱狀改性脫水石膏> 50，干冷狀磷石膏渣< 50，二者相加之和為100，在混合機(jī)中混合處理0. 1 0. 5h，即得到混凝土磷石膏礦物外加劑摻合料產(chǎn)品；④復(fù)配磷石膏礦物外加劑系列產(chǎn)品將所得磷石膏礦物外加劑摻合料與工業(yè)廢渣粉或礦石粉按比例混合，比例的重量％比為礦物外加劑廢渣粉或礦石粉=51 70 30 49，二者之和為100，廢渣粉、礦石粉為從粉煤灰、高爐礦渣粉、鋼渣粉、石灰石粉、焙燒頁(yè)巖粉、硅藻土粉中任選一種，粒度為< 0. 5mm，混合處理0. 1 0. 5h，即得到混凝土磷石膏礦物外加劑復(fù)合摻合料產(chǎn)品；摻合料及復(fù)合摻合料可供不同用途使用，可以替代混凝土配合比中的水泥用量，節(jié)約水泥5-15%。本發(fā)明的礦物外加劑拌合於混凝土中，微細(xì)粉摻入能改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，不僅起填充作用，還參與了水泥的水化反應(yīng)。半水石膏轉(zhuǎn)化為二水石膏生成新的晶體，并且二水石膏還進(jìn)一步與水泥熟料礦物中的礦相鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成水化硫鋁酸鈣結(jié)晶，此類柱狀或針狀的細(xì)小晶體會(huì)使水泥混凝土的密實(shí)性增強(qiáng)，強(qiáng)度提高，同時(shí)水泥水化漿體的孔結(jié)構(gòu)細(xì)化又改善了混凝土拌合物的和易性，它的分散潤(rùn)滑作用還可減少混凝土用量。水泥水化反應(yīng)過(guò)程及水泥漿體硬體硬化過(guò)程有了這些礦物細(xì)粉摻合料的參與，對(duì)混凝土早期及后期強(qiáng)度的形成及抗?jié)B性能的提高產(chǎn)生了明顯的積極效果。3、發(fā)明的積極效果(1)本發(fā)明為磷石膏渣工業(yè)廢渣及粉煤灰、鋼渣粉等工業(yè)廢渣的利用找到了新途徑，將廢物資源化利用，有利于環(huán)境保護(hù)。( 所發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，易于工業(yè)化生產(chǎn)；C3)特別是將磷石膏渣粉直接與熱狀改性脫水石膏按一定比例配合為礦物外加劑摻合料有利于節(jié)約能源。(4)拌合混凝土可以節(jié)約替代水泥5% 15%。
四、實(shí)施例實(shí)例1、取堆場(chǎng)所存磷石膏廢渣4kg，渣中CaSO4 · 2H20含量的重量％為96，取Ig樣品預(yù)先在干燥箱中于溫度為45士5°C干燥1小時(shí)，冷卻，測(cè)出附著水，然后按干磷石膏渣CaO的重量％比=95 5，二者之和為100配方，在混合機(jī)中混合處理0. Ih后，放入烘干機(jī)，在溫度為200°C改性處理lh，得成分為CaSO4 · (0. 15 0. 6) H2O和CaSO4混合物的改性脫水石膏，將熱狀改性脫水石膏與干冷狀磷石膏渣按重量％比為60 40比例，二者之和為100，充分利用余熱混合，即制得混凝土磷石膏礦物外加劑摻合料1號(hào)產(chǎn)品；實(shí)例2、取混凝土磷石膏礦物外加劑1號(hào)產(chǎn)品與粉煤灰按重量％比為60 40，二者之和為100的比例混合0. 5h，即復(fù)配為混凝土磷石膏礦物外加劑復(fù)合摻合料產(chǎn)品1。實(shí)例3、取所制得的混凝土礦物外加劑1號(hào)產(chǎn)品與磨細(xì)為粒度0. 4mm的鋼渣粉按重量％比=70 30，二者之和為100的比例混合，即配成高強(qiáng)高性能混凝土磷石膏礦物外加劑復(fù)合摻合料產(chǎn)品2。表1礦物外加劑摻合料混凝土性能表
權(quán)利要求
1.磷石膏礦物外加劑，由工業(yè)廢渣磷石膏和改性劑及工業(yè)廢渣粉或礦石粉組成，其特征是1. 1磷石膏礦物外加劑母體改性脫水石膏組分的重量％為干磷石膏渣 95 97改性劑3 5二者之和為100，磷石膏渣中CaSO4 ·2Η20含量的重量％為65 96，改性劑為Na0H、Na20、Na2C03、NaHC03、CaO, Ca (OH) 2、AI (OH) 3中的一種或含有上述堿性物的工業(yè)廢渣中的一種1. 2磷石膏礦物外加劑，由熱狀改性脫水石膏和磷石膏渣組成，其特征是1. 2. 1磷石膏礦物外加劑組分的重量％為熱狀改性脫水石膏>50干冷狀磷石膏渣 < 50二者之和為100，1.2. 2復(fù)合磷石膏礦物外加劑組分的重量％為磷石膏礦物外加劑 51 70工業(yè)廢渣粉或礦石粉30 49二者之和為100，工業(yè)廢渣粉或礦石粉為從粉煤灰、高爐礦渣粉、鋼渣粉、石灰石粉、焙燒頁(yè)巖粉，硅藻土粉中任選一種
2.權(quán)利要求1所述的磷石膏礦物外加劑的制備方法，包括母體配方混合，改性處理，配磷石膏礦物外加劑、復(fù)合磷石膏礦物外加劑配制步驟，其特征是2. 1母體配方混合將干磷石膏渣與改性劑，按組分配方配好，混合料的PH值為7 14，放入混合機(jī)，混合處理0. 1 0. 5h ；2. 2改性處理將混合處理好的配方料放入烘干機(jī)中，在溫度為200°C < 300°C條件下，烘干處理0. 1 lh，得到化學(xué)成分轉(zhuǎn)變?yōu)镃aSO4 ·0. 15 0. 6Η20和CaSO4的改性脫水石膏；2. 3配磷石膏礦物外加劑，將改性處理后的熱狀改性脫水石膏與干冷狀磷石膏渣按配方配合好，在混合機(jī)中混合處理0. 1 0.證，進(jìn)行熱交換，即得到混凝土礦物外加劑俗稱摻合料產(chǎn)品；2. 4復(fù)合磷石膏礦物外加劑配制，將礦物外加劑與工業(yè)廢渣粉按配方比例混合，在混合機(jī)中，混合處理0. 1 0. 5h，即得到混凝土復(fù)合磷石膏礦物外加劑俗稱復(fù)合摻合料產(chǎn)品；摻合料及復(fù)合摻合料產(chǎn)品，供需要不同及施工環(huán)境不同的混凝土使用，替代混凝土配合比中的水泥用量，節(jié)約水泥5 15%。
全文摘要
磷石膏礦物外加劑及其制備方法。磷石膏礦物外加劑由工業(yè)廢渣磷石膏和改性劑及復(fù)配工業(yè)廢渣粉或礦石粉組成。礦物外加劑母體改性脫水石膏組分的重量％為干磷石膏渣95～97，改性劑3～5，二者之和為100；礦物外加劑組分的重量％為熱狀改性脫水石膏＞50，干冷狀磷石膏渣＜50，二者之和為100；復(fù)合礦物外加劑組分的重量％為礦物外加劑51～70，廢渣粉或礦石粉30～49，二者之和為100。制備方法為配方混合、改性處理、配礦物外加劑、復(fù)配幾個(gè)步驟。用礦物外加劑拌合混凝土可以節(jié)約替代水泥5～15％。為磷石膏類工業(yè)廢渣找到利用途徑。
文檔編號(hào)C04B22/16GK102390947SQ20111020253
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者楊麗炫 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司