一種磷石膏混凝土及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種磷石膏混凝土及其制備方法，屬于磷石膏綜合利用的【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用磷石膏作為摻合料替代部分水泥制備混凝土，所述原料的質(zhì)量以每立方米磷石膏混凝土計(jì)：磷石膏19.5～97.5kg、水泥292.5～370.5kg、減水劑7.8～8.97kg、水150～165kg、砂子880～960kg、石子870～960kg。制備方法包括以下步驟：先將磷石膏晾干或烘干；對(duì)磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，得到粒徑小于80μm的顆粒超過(guò)98%的磷石膏粉料；按質(zhì)量稱(chēng)取原料，攪拌均勻，得到磷石膏混凝土。本發(fā)明制備的磷石膏混凝土能達(dá)到C30混凝土的技術(shù)指標(biāo)要求，其抗?jié)B性能可達(dá)到P12抗?jié)B等級(jí)要求。本發(fā)明可以大量利用磷石膏，解決磷石膏堆存問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種磷石膏混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磷石膏綜合利用的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磷石膏混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是生產(chǎn)磷酸或磷肥過(guò)程中排出的一種固體廢棄物。我國(guó)是世界第一大磷肥生產(chǎn)國(guó)，隨著磷肥業(yè)的迅猛發(fā)展，磷石膏的排放量呈逐年大幅遞增趨勢(shì)。到目前為止，我國(guó)磷石膏堆存量已超過(guò)3億噸,預(yù)計(jì)“十二五”末磷石膏的年產(chǎn)生量將達(dá)到7000萬(wàn)噸。磷石膏若任意排放不僅污染環(huán)境，占用土地，企業(yè)還要投入大量的渣場(chǎng)建設(shè)資金和運(yùn)行管理費(fèi)用。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外磷石膏的利用現(xiàn)狀是可以做水泥緩凝劑、粉刷石膏、紙面石膏板、空心板、石膏磚、砌塊、井下充填、聯(lián)產(chǎn)水泥和硫酸、筑路材料、制硫酸銨。磷石膏代替天然石膏生產(chǎn)石膏建材時(shí)，由于磷石膏呈酸性，會(huì)導(dǎo)致建筑構(gòu)件和生產(chǎn)設(shè)備腐蝕。中國(guó)已有用磷石膏制石膏板、砌塊、建筑用石膏粉等方面的應(yīng)用，但在磷石膏前期預(yù)處理和焙燒等方面依然存在著提純困難、能耗高等缺陷，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。采用石膏+碳酸銨制硫酸銨存在問(wèn)題是副產(chǎn)品碳酸鈣雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高。
[0004]綜上所述，磷石膏大量堆放，占用土地、污染環(huán)境，將其資源化利用已是刻不容緩、勢(shì)在必行。但目前磷石膏的利用依然存在各種困難和問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用磷石膏作為摻合料替代部分水泥的磷石膏混凝土及其制備方法。在減少磷石膏的預(yù)處理工序、保證制備的磷石膏混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性的同時(shí)，積極推進(jìn)磷石膏的資源化利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種磷石膏混凝土，所述原料的質(zhì)量以每立方米磷石膏混凝土計(jì):磷石膏 19.5 ~97.5kg、水泥 292.5 ~370.5kg、減水劑 7.8 ~8.97kg、水 150 ~165kg、砂子 880 ~960kg、石子 870 ~960kg。
[0008]所述的水泥為P.042.5普通硅酸鹽水泥或混凝土外加劑檢測(cè)專(zhuān)用基準(zhǔn)水泥。
[0009]所述的減水劑為聚羧酸減水劑或萘系減水劑。
[0010]所述的砂子為含泥量不小于5%的細(xì)沙，石子為5~25mm連續(xù)級(jí)配的碎石。
[0011]本發(fā)明還提供了一種磷石膏混凝土的制備方法，包括如下步驟:
[0012](I)磷石膏的干燥:將磷石膏自然放置3-7d，或者將磷石膏置于干燥設(shè)備內(nèi)干燥；
[0013](2)粉磨分級(jí):將干燥后的磷石膏放入粉磨設(shè)備中粉磨一定時(shí)間，再對(duì)磷石膏粉進(jìn)行分級(jí)處理，要使得到的磷石膏粉料中粒徑小于80 μ m的顆粒超過(guò)98% ；
[0014](3)混凝土的配制:以每立方米磷石膏混凝土計(jì)按質(zhì)量稱(chēng)取如下原料:磷石膏19.5 ~97.5kg、水泥 292.5 ~370.5kg、減水劑 7.8 ~8.97kg、砂子 880 ~960kg、石子870~960kg投入攪拌機(jī),拌合40~60s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水150~165kg,拌合60~90s,攪拌均勻，制得磷石膏混凝土 ；
[0015]進(jìn)一步，
[0016]所述烘干溫度不能超過(guò)60°C ；
[0017]所述的干燥過(guò)程，要將磷石膏中所含的吸附水降低至質(zhì)量百分比1%以下，才視為
磷石膏已干燥.[0018]本發(fā)明以廢渣磷石膏做為摻合料替代部分水泥制備磷石膏混凝土，不僅可以資源化利用磷石膏，而且制備出了強(qiáng)度高、抗?jié)B性?xún)?yōu)良的混凝土。另外，將磷石膏替代水泥制備混凝土之前，僅對(duì)其做了簡(jiǎn)單的干燥和粉磨分級(jí)處理，與現(xiàn)有很多磷石膏資源化技術(shù)相比，簡(jiǎn)化了磷石膏的預(yù)處理工序，也節(jié)約了能源和利用成本。
[0019]采用磷石膏作為摻合料替代部分水泥制備的磷石膏混凝土，在其水化過(guò)程中，水泥水化生成的Ca (OH) 2與磷石膏中少量活性SiO2反應(yīng)，可以生成C-S-H凝膠，從而提高混凝土強(qiáng)度；而大量未水化的磷石膏微粒則充分發(fā)揮微集料效應(yīng)，它們?cè)谒酀{體中分散狀態(tài)良好，不僅有助于新拌和硬化混凝土均勻性的改善，而且有助于混凝土中孔隙和毛細(xì)孔的充填和“細(xì)化”;此外，磷石膏的加入能夠減少水泥用量、降低水化熱，這將有助于減少因熱應(yīng)力而導(dǎo)致的微裂紋，進(jìn)一步提高混凝土的抗?jié)B性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明磷石膏混凝土制備方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。以下實(shí)施例中，聚羧酸減水劑為北京成城交大建材有限公司生產(chǎn)的CCAR高效減水劑，砂子為含泥量不小于5%的細(xì)沙,石子為`5~25mm連續(xù)級(jí)配的碎石。
[0022]實(shí)施例1
[0023]將磷石膏在干凈的地面平鋪開(kāi)來(lái)，自然放置3d之后，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為
0.8% ;將自然風(fēng)干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為98.80% ;以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏19.5kg、P.042.5普通娃酸鹽水泥370.5kg、聚羧酸減水劑8.97kg、砂子960kg、石子870kg投入攪拌機(jī),拌合40s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水150kg,拌合70s,攪拌均勻,制得磷石膏混凝土A；
[0024]實(shí)施例2
[0025]將磷石膏在干凈的地面平鋪開(kāi)來(lái)，自然放置7d之后，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為
0.6% ;將自然風(fēng)干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為98.56% ;以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏19.5kg、P.042.5普通娃酸鹽水泥370.5kg、聚羧酸減水劑7.8kg、砂子880kg、石子960kg投入攪拌機(jī),拌合40s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水165kg,拌合60s,攪拌均勻,制得磷石膏混凝土B ；
[0026]實(shí)施例3
[0027]將磷石膏置于烘箱內(nèi)干燥，溫度設(shè)定45°C，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為0.5%，將磷石膏取出，停止干燥；將烘干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為99.16% ；以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏78kg、P.042.5普通娃酸鹽水泥312kg、聚羧酸減水劑7.8kg、砂子890kg、石子940kg投入攪拌機(jī)，拌合45s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水154kg,拌合90s,攪拌均勻，制得磷石膏混凝土 C ；
[0028]實(shí)施例4
[0029]將磷石膏置于烘箱內(nèi)干燥，溫度設(shè)定50°C，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為0.6%，將磷石膏取出，停止干燥；將烘干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為98.74% ;以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏78kg、混凝土外加劑檢測(cè)專(zhuān)用基準(zhǔn)水泥312kg、UNF-5型萘系減水劑8.19kg、砂子930kg、石子880kg投入攪拌機(jī)，拌合50s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水161kg,拌合80s,攪拌均勻，制得磷石膏混凝土D ;
[0030]實(shí)施例5
[0031]將磷石膏置于烘箱內(nèi)干燥，溫度設(shè)定55°C，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為0.3%，將磷石膏取出，停止干燥；將烘干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為99.43% ;以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏97.5kg、混凝土外加劑檢測(cè)專(zhuān)用基 準(zhǔn)水泥292.5kg、聚羧酸減水劑8.58kg、砂子960kg、石子870kg投入攪拌機(jī)，拌合40 s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水161 kg,拌合75 s,攪拌均勻，制得磷石膏混凝土 E ；
[0032]實(shí)施例6
[0033]將磷石膏置于烘箱內(nèi)干燥，溫度設(shè)定60°C，測(cè)量其吸附水質(zhì)量百分比為0.4%，將磷石膏取出，停止干燥；將烘干的磷石膏進(jìn)行粉磨分級(jí)，測(cè)定分級(jí)后磷石膏粉料的粒度分布，其中粒徑小于80 μ m的顆粒為99.60% ;以每立方米磷石膏混凝土計(jì),將磷石膏97.5kg、P.042.5普通硅酸鹽水泥292.5kg、UNF_5型萘系減水劑8.97kg、砂子880kg、石子960kg投入攪拌機(jī)，拌合60s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水157kg,拌合90s,攪拌均勻，制得磷石膏混凝土 F ；
[0034]取上述實(shí)施例1~6制備得到的磷石膏混凝土進(jìn)行坍落度、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果列于表1。
[0035]表1磷石膏混凝土性能
【權(quán)利要求】
1.一種磷石膏混凝土，其特征在于，用磷石膏作為摻合料替代部分水泥制備混凝土，所述原料以每立方米磷石膏混凝土計(jì):磷石膏19.5~97.5kg、水泥292.5~370.5kg、減水劑.7.8 ~8.97kg、水 150 ~165kg、砂子 880 ~960kg、石子 870 ~960kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏混凝土，其特征在于，所采用的水泥為P.042.5普通硅酸鹽水泥或混凝土外加劑檢測(cè)專(zhuān)用基準(zhǔn)水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏混凝土，其特征在于，減水劑為聚羧酸減水劑或萘系減水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏混凝土，其特征在于，所述砂子為含泥量不小于5%的細(xì)沙，石子為5~25mm連續(xù)級(jí)配的碎石。
5.一種磷石膏混凝土的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)磷石膏的干燥:將磷石膏自然放置3~7d，或者將磷石膏置于干燥設(shè)備內(nèi)干燥； (2)粉磨分級(jí):將干燥后的磷石膏放入粉磨設(shè)備中粉磨一定時(shí)間，再對(duì)磷石膏粉進(jìn)行分級(jí)處理，要使得到的磷石膏粉料中粒徑小于80 μ m的顆粒超過(guò)98% ； (3)混凝土的配制:以每立方米磷石膏混凝土計(jì)按質(zhì)量稱(chēng)取如下原料:磷石膏19.5~97.5kg、水泥 292.5 ~370.5kg、減水劑 7.8 ~8.97kg、砂子 880 ~960kg、石子 870 ~960kg投入攪拌機(jī)，拌合40~60s,混合均勻；再向混合均勻的攪拌物中加入水150~165kg,拌合60~90s，攪拌均勻，制得磷石膏混凝土。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種磷石膏混凝土的制備方法，其特征在于，烘干溫度不超過(guò)60℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種磷石膏混凝土的制備方法，其特征在于，使磷石膏中所含的吸附水降低至質(zhì)量百分比1%以下。
【文檔編號(hào)】C04B18/04GK103755248SQ201310714866
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】劉家祥, 王貽遠(yuǎn), 李敏, 雷文, 杜萬(wàn)法, 張志強(qiáng), 李中全, 任家安 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué), 濟(jì)源市豐田肥業(yè)有限公司