一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，是按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，加入顏料攪拌，再加水攪拌，利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體，利用飽和蒸汽養(yǎng)護制得成品。本發(fā)明彩色磷石膏磚色調(diào)均勻、成本低、強度高、耐水性和耐酸蝕性佳，耐久性佳，適于墻體砌筑和路面砌筑。本發(fā)明通過原料改進和方法改進，解決了現(xiàn)有技術中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導致色調(diào)不均、強度不高的問題，同時還出乎意料的解決了磷石膏磚耐水性和耐久性不佳的問題，開辟了磷石膏利用的新途徑，也解決了彩磚的成本高和質(zhì)量缺陷問題。
【專利說明】一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領域，尤其涉及一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法。
【背景技術】
[0002]磷石膏是磷化工企業(yè)在磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，含有磷、氟等有害雜質(zhì)，露天堆存既占用大量土地，又容易對土壤和地表水造成嚴重污染。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的磷石膏廢渣每年排放量已達4000萬t以上，而利用率僅為10%以下。目前，國內(nèi)的磷化工企業(yè)在濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量磷石膏，對環(huán)境造成了不良影響。如何有效處理磷石膏廢洛已成為磷化工企業(yè)面臨的難題。磷石膏磚是以磷石膏為原料生產(chǎn)的石膏磚，具有質(zhì)輕、隔熱、防火等良好性能，但耐水性和耐酸蝕性較差。現(xiàn)有技術中常見的有以改進磚體空間形狀或構造的磷石膏磚，如CN202338056U公開的一種磷石膏磚；或者是改進材料和制造方法得到的磷石膏磚，如CN101684675B公開的一種蒸壓磷石膏磚，以及CN1673154B公開的一種免燒磷石膏磚。這些磷石膏磚產(chǎn)品共同的缺點是顏色單一，用于建筑墻體砌筑之后外層被抹灰砂漿或瓷磚遮蓋，因而其使用量和利用率也相應降低。
[0003]彩磚是由河沙、水泥、砂石料、顏料等構成的多色磚材，常見的有廣場磚、草坪磚、路沿石、樓頂磚、灰 砂磚等。彩磚具有色彩，可用于墻體砌筑，也鋪在路面上有滲水干凈環(huán)保等作用，且堅固抗壓、不易碎?，F(xiàn)有技術中常見的彩磚有路面廣場磚和建筑墻體外層的陶瓷彩磚，前者多以水泥為主要原料，成本較高；后者則主要是在薄層陶瓷上以彩釉涂層或噴漆而得，磚釉容易老化、開裂、剝落，翻新困難，在與建筑墻體內(nèi)層磚體需靠粘接劑粘結，提高了成本，且強度不高，陶瓷磚體容易碎裂，不利于長期使用；超過使用壽命或人為損壞后的瓷磚脫落的釉面料塵，被人體吸入后，更會危及健康，不利于環(huán)保。綜上所述，現(xiàn)有技術中缺乏一種兼具高強度、低成本、耐用、色彩豐富的彩磚。目前磷石膏磚主要用于墻體砌筑，將顏料與磷石膏磚原料混合時容易出現(xiàn)原料不易調(diào)和、磚體色調(diào)不均、強度不高的情況。
[0004]高強耐水磷石膏磚可適用于砌體結構的所有建筑的外墻和內(nèi)填充墻，不得用于長期受熱(200°C以上)，受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位；并且按照《石膏砌塊》JC/T698的性能要求，磷石膏磚的軟化系數(shù)應> 0.6%。然而，在現(xiàn)有技術中，磷石膏磚的軟化系數(shù)普遍偏低，耐水性并不理想，并且耐久性不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，解決了現(xiàn)有技術中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不利于環(huán)保、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導致色調(diào)不均、強度不高，磷石膏磚耐水性不高、耐久性不佳的問題。
[0006]一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，包括以下步驟:
[0007]( I)按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，備用；
[0008](2)將達到陳化要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2~3min后，加入顏料攪拌2~5min后；再加水攪拌4~6min,得到色調(diào)均勻的混合衆(zhòng)料；
[0009]所述顏料為鉻系顏料、赤鐵礦型復合無機顏料、群青顏料中的任一種或幾種；
[0010]所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ；
[0011](3)利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體；
[0012](4)利用飽和蒸汽在80~120°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0013]所述達到陳化要求的磷石膏磚混合原料使用輪輾攪拌機攪拌2min。
[0014]所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
[0015]所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水攪拌4min。
[0016]所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0017]磷石膏的主要成分為二水硫酸鈣(CaSO4.2H20), 二水硫酸鈣的含量一般在70%以上，另含少量磷酸鹽和氟化物雜質(zhì)。根據(jù)已經(jīng)廣泛采用的磷石膏預處理方法，用石灰和磷石膏，并陳化一定時間，以達到陳化要求。石灰可以使磷石膏中的有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)，同時有利于促進磷石膏和其他成分之間的化學反應。將磷石膏磚的混合原料經(jīng)過陳化后，使用輪碾攪拌機攪拌2~3min,再與顏料混合攪拌2~5min,再加水攪拌4~6min,能夠得到調(diào)和效果最佳的料漿，避免了色調(diào)不均的情況。
[0018]鉻系顏料屬無機顏料，主要成分為鉻酸鹽，有鉛鉻黃、鑰鉻紅、防銹顏料鍶鉻黃、鋅鉻黃等二十多個品種，具有著色力高、穩(wěn)定性好、耐光性、耐化學品性好等特點。
[0019]復合無機顏料CICP/MM`O (ComplexInorganicColorPigments/Mix Metal OxidePigments)，具有極佳的耐候性、耐溫性、化學穩(wěn)定性和環(huán)保顏料的特性，根據(jù)DCMA的分類方法，將復合無機顏料按照顏料的化學成分和晶體結構分為14種，在實踐中應用最多和最主要的有3種類型:金紅石型，尖晶石型和赤鐵礦型。本發(fā)明就是采用其中的赤鐵礦型復合無機顏料來進行彩色磷石膏磚的制作。赤鐵礦型復合無機顏料主要有C.1.:PG-17鉻鋁綠、PG-17鐵鉻棕、PG-17鐵鉻黑、PR-101鐵紅、PR-101鐵棕等，適用于需要具有優(yōu)異的耐候性、耐高溫性和環(huán)保特性的產(chǎn)品中。目前國內(nèi)赤鐵礦型復合無機顏料的應用較為少見。
[0020]群青顏料(英文名稱Ultramarine blue,分子式:Na6Al4Si6S402(l)是一種粉狀藍色無機顏料，環(huán)保、無毒害，由硫磺、粘土、石英、碳等混合燒制成。群青顏料可用于提白，可消除白色涂料或其它白色顏料中的黃色光；耐堿、耐熱、耐高溫，不溶于水和一般的有機或無機溶劑，但有較好的親水性，在大氣中對日曬及風雨侵蝕極其穩(wěn)定，但不耐酸，遇酸分解變色。群青顏料在與磷石膏磚混合原料攪拌2~5min,再加水攪拌4~6min后,可達到在混料料漿中分散均勻的效果，有利于色調(diào)均勻。避免了因色調(diào)不均而造成顏色差異較大的情況。
[0021]在自然環(huán)境中，由于大氣中的CO2 (酸性介質(zhì))不斷向磷石膏磚內(nèi)部擴散，并與其中的堿性水化物發(fā)生化學反應，使磷石膏磚呈中性化(即碳化)，從而降低了磷石膏磚的堿性，當有水和氧存在時，會加速磷石膏磚結構的力學性能惡化，使發(fā)生耐久性破壞。因此，磷石膏磚的碳化系數(shù)是結構耐久性可靠度和概率壽命估計的重要指標。
[0022]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術相比，提供了一種以磷石膏為主要原料的彩磚，其色調(diào)均勻、成本低、強度高、耐水性和耐酸蝕性佳，耐久性佳，適于墻體砌筑和路面砌筑。本發(fā)明通過原料改進和方法改進，解決了現(xiàn)有技術中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導致色調(diào)不均、強度不高的問題，同時還出乎意料的解決了磷石膏磚耐水性和耐久性不佳的問題，開辟了磷石膏利用的新途徑，也解決了彩磚的成本高和質(zhì)量缺陷問題。采用本發(fā)明方法制得的彩色磷石膏磚的強度、硬度、耐水性、抗壓性、抗凍性、放射性等指標符合國家標準磚技術標準。按本領域常識，長期處于水中或潮濕環(huán)境的重要建筑物或構筑物，必須選用軟化系數(shù)大于0.80的材料。而本發(fā)明的彩色磷石膏磚平均軟化系數(shù)大于0.80，符合耐水性建筑材料的品質(zhì)要求，并且優(yōu)于普通磷石膏磚。碳化系數(shù)是通過磷石膏磚的碳化試驗來檢測其耐久性，本發(fā)明彩色磷石膏磚的碳化系數(shù)平均大于0.80，其耐久性優(yōu)于普通磷石膏磚。普通磷石膏磚的抗壓強度在10~20MPa之間，而本發(fā)明彩色磷石膏磚的抗壓強度平均達到20MPa以上，優(yōu)于普通磷石膏磚。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例來描述本發(fā)明的技術方案。以下所述為本發(fā)明的較佳實施例，可用于解釋和支持本發(fā)明，但不對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，以及依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以下實施例所作的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
[0024]實施例1
[0025]按常規(guī)方 法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚混合料2460kg、鉻系無機顏料24kg。磷石膏磚混合料包括常規(guī)的磷石膏、膠凝材料、石灰、骨料。
[0026]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鉻系無機顏料攪拌5min后；再加水攪拌4min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在90°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0027]抗壓強度:21.3MPa ；
[0028]色調(diào)均勻；
[0029]軟化系數(shù):0.89 ；
[0030]碳化系數(shù):0.87 ;
[0031]吸水率:17%。
[0032]實施例2
[0033]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚混合料2460kg、群青藍色顏料49kg。
[0034]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入群青藍色顏料攪拌3min后；再加水攪拌5min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在110°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0035]抗壓強度:23.7MPa ；
[0036]色調(diào)均勻；
[0037]軟化系數(shù):0.86 ；
[0038]碳化系數(shù):0.89 ;
[0039]吸水率:13%。[0040]實施例3
[0041]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚混合料2460kg、鐵紅復合無機顏料37kg。
[0042]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鐵紅復合無機顏料攪拌2min后；再加水攪拌5min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0043]抗壓強度:25.3MPa ；
[0044]色調(diào)均勻；
[0045]軟化系數(shù):0.90 ;
[0046]碳化系數(shù):0.88 ;
[0047]吸水率:3%。
[0048]實施例4
[0049]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚 混合料2460kg、鉻系無機顏料22.14kg。
[0050]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2.5min后，加入鉻系無機顏料攪拌3min后；再加水攪拌4min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在80~120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0051]抗壓強度:21.3MPa ;
[0052]色調(diào)均勻；
[0053]軟化系數(shù):0.87 ；
[0054]碳化系數(shù):0.86 ;
[0055]吸水率:16%。
[0056]所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ；
[0057]所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
[0058]所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水攪拌4min。
[0059]所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0060]實施例5
[0061]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚混合料2460kg、群青藍色顏料49.2kg。
[0062]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌3min后，加入群青藍色顏料攪拌4min后；再加水攪拌6min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在110°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0063]抗壓強度:23.7MPa ；
[0064]色調(diào)均勻；
[0065]軟化系數(shù):0.85 ；
[0066]碳化系數(shù):0.87 ;[0067]吸水率:12%。
[0068]實施例6
[0069]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準備，磷石膏磚混合料2460kg、鐵鉻棕復合無機顏料35.67kg。
[0070]先將陳化達到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鐵紅復合無機顏料攪拌5min后；再加水攪拌5min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結果為:
[0071]抗壓強度:25.3MPa ;
[0072]色調(diào)均勻；
[0073]軟化系數(shù):0.88 ；
[0074]碳化系數(shù):0.86 ;
[0075]吸水率:4%。
[0076]下面以實施例1~3所得彩色磷石膏磚作為試驗材料進行耐久性試驗、吸水率試驗、抗壓強度與軟化系數(shù)試驗。
[0077]試驗例I耐久性試驗
[0078]1.1試驗設備及試劑
[0079]1.1.1碳化箱，CO2供氣瓶，小口玻璃瓶(5000ml)，材料試驗機，氣體分析儀(測定CO2濃度用)，1%的酚酞酒精溶液(用濃度70%的酒精配制)。
[0080]1.1.2試驗步驟
[0081]選取本發(fā)明實施例1的磚樣15塊，在室內(nèi)放置7d，再開始試驗。其中5塊磚樣到7d時作抗壓強度試驗，以此作為對比強度。
[0082]另外10塊磚樣放入C02濃度為80%以上的碳化箱內(nèi)。箱內(nèi)的C02可以用壓縮C02供給，也可以引進由石灰石加鹽酸產(chǎn)生的C02氣體。箱內(nèi)的C02濃度用氣體分析儀測定。
[0083]每周取磚一塊劈開，用1%酚酞酒精溶液檢查碳化深度。當酚酞實際滴在磚剖面上，試件中心不限紅色時，則認為試件已全部碳化。此時取其中5塊，放置室內(nèi)7d，然后做抗壓強度試驗，作為碳化后強度。
[0084]以相同的方法對實施例2和3中的磚樣進行取樣和試驗。
[0085]1.1.3結果計算
[0086]碳化系數(shù)按下式計算:
[0087]Kc=Pc/P
[0088]式中，Kc-碳化系數(shù)；
[0089]Pc——試件碳化后抗壓強度(MPa);
[0090]P——對比試件抗壓強度(MPa)。
[0091]1.2.試驗結果
[0092]實施例1~3的碳化系數(shù)如表1所示。
[0093]表1本發(fā)明彩色磷石膏磚的碳化系數(shù)
[0094]
【權利要求】
1.一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，備用； (2)將達到陳化要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2~3min后，加入顏料攪拌2~5min后；再加水攪拌4~6min,得到色調(diào)均勻的混合衆(zhòng)料； 所述顏料為鉻系顏料、赤鐵礦型復合無機顏料、群青顏料中的任一種或幾種； 所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ； (3)利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體； (4)利用飽和蒸汽在80~120°C條件下養(yǎng)護制得成品。
2.如權利要求1所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述達到陳化要求的磷石膏磚混合原料使用輪輾攪拌機攪拌2min。
3.如權利要求1~2任一所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
4.如權利要求3所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水攪拌4min。
5.如權利要 求3所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
【文檔編號】C04B28/14GK103626461SQ201310533147
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】徐韋洪, 楊永彬, 楊步雷, 向前勇, 劉敏, 劉小成, 鄒國軍 申請人:貴州開磷（集團）有限責任公司