一種改性石膏基地坪砂漿及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于砂漿技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改性石膏基地坪砂漿及其制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 石膏具有來源廣泛、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，但石膏由于其晶體結(jié)構(gòu)特性，石膏制品呈現(xiàn) 疏松多孔狀結(jié)構(gòu)，吸水率較大，因此耐水性較差，一般飽水強度只有干強度的1/3左右，所以 大部分的石膏用來生產(chǎn)石膏板、石膏砌塊、粉刷石膏等，且由于石膏材質(zhì)較脆，在運輸及安 裝中易斷裂，也限制了其使用。石膏的另一個重要用途是在水泥生產(chǎn)中作為緩凝劑使用，可 以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。
[0003] 2013年我國工業(yè)副產(chǎn)品石膏產(chǎn)生量達到1.84億噸，其中石膏7550萬噸，磷石膏 7000萬噸。用于水泥緩凝劑行業(yè)的石膏達到6000萬噸，紙面石膏板行業(yè)2430萬噸，兩者占工 業(yè)副產(chǎn)品石膏利用量的96%。其中脫硫石膏和磷石膏的利用率分別為72%和27%，但是總 體而言，工業(yè)副產(chǎn)品石膏尤其是磷石膏有很大的存量累積，并且仍然每年增加。
[0004] 脫硫石膏是對含硫燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣進行凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。 磷石膏是磷肥廠的副產(chǎn)品，在貴州等地區(qū)有大量磷石膏存積，由于其酸性較強并含有較多 的F等雜質(zhì)，一般需要對其做前期處理。脫硫石膏是火力發(fā)電廠煙氣中S0 2與石灰石反應(yīng)生 成的副產(chǎn)品。工業(yè)副產(chǎn)品主要成分為CaS04 · 2H20,還含有一些雜質(zhì)，如未反應(yīng)完全的CaC03、 Ca〇、少量磷酸及鉀、鈉鹽。目前國內(nèi)對石膏的應(yīng)用范圍有限，利用量小，尤其是磷石膏，如果 不能很好地綜合利用這些工業(yè)石膏，不僅要占用大量的土地，還可能污染土壤和水源，帶來 嚴重的二次污染，影響企業(yè)和社會的良性發(fā)展。因而探索增大石膏在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，滿 足建材市場的需求，是今后石膏的發(fā)展方向之一。
[0005] 改性石膏基地坪砂漿是一種新型的地坪材料，傳統(tǒng)地坪材料采用水泥砂漿或者水 泥混凝土制備。普通水泥砂漿由于收縮大，粘結(jié)性能差，極易產(chǎn)生空鼓開裂，增加后期維護 成本。水泥混凝土的厚度一般需要5公分以上，并且密度大，會增加建筑物自重，其質(zhì)量與施 工控制關(guān)系密切，容易出現(xiàn)空鼓開裂等質(zhì)量問題。
[0006] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種利用工業(yè)副產(chǎn)β石膏（建筑石膏）制備石膏 基地坪砂漿的相關(guān)技術(shù)，以提高石膏基地坪砂漿的強度和耐水性等性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐水性強、 力學性能優(yōu)良、成本低廉且環(huán)保的改性石膏基地坪砂漿，可用于室內(nèi)地面的薄層找平與裝 飾。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種改性石膏基地坪砂漿，該地坪砂漿包括主料 及一種或多種建筑外加劑，其中主料包括建筑石膏、礦渣粉、水泥和中砂。
[0009] 進一步，所述改性石膏基地坪砂漿的主料由以質(zhì)量分數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石膏 如一50。/〇; Γ ? 礦渣粉 5-15%;
[0010] 水泥 2-10%; 中砂 30%-60%;
[0011] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括：
[0012] 緩凝劑 0.5-3%〇;
[0013] 減水劑 0-2%〇。
[0014] 其中，所述建筑石膏是指脫硫石膏和/或磷石膏經(jīng)煅燒加工后，以β-半水硫酸鈣為 主要成分的石膏。優(yōu)選地，所述建筑石膏是脫硫石膏和磷石膏的混合物經(jīng)煅燒加工而得，其 中磷石膏在混合物中的質(zhì)量占比為〇-50%。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述建筑石 膏是脫硫石膏和磷石膏按質(zhì)量比1:1預(yù)混后經(jīng)煅燒加工而得的，以半水硫酸鈣為主要成 分的石膏。
[0015] 所述改性石膏基地坪砂漿組分中的礦渣粉可通過水泥水化的氫氧化鈣激發(fā)，一方 面生成C-S-H凝膠，一方面與二水石膏生成一定量的鈣礬石，同時還生成少量的硬硅酸鈣 石，使得復合膠凝材料的后期抗壓強度和耐水性大幅度提高。磨細礦粉的化學成分更穩(wěn)定， 與普通硅酸鹽水泥非常相近，如CaO 30-42%，Si0235-38%，Al2〇3l〇-18%，MgO 5-14%等， 具有很好的水化活性，在堿性激發(fā)下可以很快水化從而提高材料的早期強度，同時利用了 冶金廠生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物。同時，礦渣粉具有很好的和易性和流動性，可以提高材料的施工 性、密實度和耐水性。
[0016] 優(yōu)選地，所述礦渣粉為S95粒化高爐礦渣粉。
[0017] 所述改性石膏基地坪砂漿組分中的水泥可大幅度提高膠凝材料抗壓強度性能，同 時提高材料的耐水性能;優(yōu)選地，所述水泥為P. 0425或525普通硅酸鹽水泥。
[0018] 所述改性石膏基地坪砂漿組分中的中砂含泥量小于1%，含水率小于0.3%。
[0019] 緩凝劑和減水劑為建筑外加劑，可以顯著改善地坪砂漿體系的力學性能、流動性、 穩(wěn)定性和施工性，是不可或缺的組成部分。
[0020] 優(yōu)選地，所述緩凝劑優(yōu)選為德國TRIC0SAL公司生產(chǎn)的Retardan P緩凝劑，該緩凝 劑的緩凝效果好，對強度影響低，可調(diào)節(jié)地坪砂漿的凝結(jié)時間。
[0021] 優(yōu)選地，所述減水劑優(yōu)選為三瑞G15石膏專用聚羧酸高效減水劑，其特點是對石膏 分散效果好，減水率高，大幅度提高地坪砂漿的最終強度。
[0022] 優(yōu)選地，所述改性石膏基地坪砂漿的主料還包括鋼渣粉，鋼渣粉可進一步提高砂 漿的和易性和流動性，以及提高材料的施工性、密實度和耐水性。
[0023] 鋼渣粉是煉鋼的廢渣，具有較高的硬度。磨細鋼渣粉在堿性條件下可以水化，本發(fā) 明利用水泥熟料水化后的Ca(0H)2或其他堿性激發(fā)劑，降低材料早期的水化熱并進一步提 高地坪砂漿等材料的后期硬度，提高材料的耐磨性。優(yōu)選地，所述磨細鋼渣粉為滿足國家相 關(guān)標準的一級鋼渣粉。
[0024] 優(yōu)選地，所述改性石膏基地坪砂漿包括主料和建筑外加劑，所述主料由以質(zhì)量分 數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石膏 20-50%; 礦渣粉 5-15%;
[0025] 水泥 2-10%; 鋼渣粉 2-10%; 中砂 3:5-60%;
[0026] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括：
[0027] 緩凝劑 0.5-3%〇;
[0028] 減水劑 0-1%〇。
[0029] 進一步，所述改性石膏還可以包括消泡劑、纖維素醚、可再分散性乳膠粉等一種或 幾種建筑外加劑。
[0030] 摻入一定量的消泡劑可快速消除攪拌過程中引入的氣泡，提高材料的密實度和表 面光潔度，最終提高建筑材料的強度;優(yōu)選地，所述消泡劑為德國明凌化工集團生產(chǎn)的P803 粉末消泡劑。
[0031] 摻入一定量的纖維素醚可提高粘結(jié)性能和保水性能，韓國三星化學品公司生產(chǎn)的 MECELLOSE PMC-40US。
[0032] 摻入一定量的可再分散性乳膠粉可提高地坪砂漿的粘結(jié)性、耐水性、耐磨性、內(nèi)聚 穩(wěn)定性等。進一步優(yōu)選為瓦克公司的5022L或5010N可再分散性乳膠粉。
[0033] 在本發(fā)明的一種較佳實施方式中，所述改性石膏基地坪砂漿包括主料和建筑外加 劑，所述主料由以質(zhì)量分數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石膏 20-40%； 礦渣粉 5-15%;
[0034] 水泥 2-10%； 中砂 3:5-60%;
[0035] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括：
[0036] 緩凝劑 0.5-2%〇;
[0037 ]減水劑 0-1%〇。
[0038] 在本發(fā)明的另一種較佳實施方式中，所述改性石膏基地坪砂漿包括主料和建筑外 加劑，所述主料由以質(zhì)量分數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石膏 25-40%; 礦渣粉 5-15%;
[0039] 水泥 2-10%; 鋼渣粉 2-10%; 中砂 4 5-60%;
[0040] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括： 緩凝劑 0.5-3%〇; 「 ? 減水劑 0.2-1%〇*
[0041] 纖維素醚 0.2 -丨_%。； 消泡劑 0.2-0.5%。。
[0042] 在本發(fā)明的又一較佳實施方式中，所述改性石膏基地坪砂漿包括主料和建筑外加 劑，所述主料由以質(zhì)量分數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石膏 25-45 %; 礦渣粉 5-15%;
[0043] 水泥 2-10%; 鋼渣粉 2-10%; 中砂 4,5·-60%；
[0044] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括： 緩凝劑 0.5-2%〇； 減水劑 0.2-1%〇；
[0045] 纖維素醚 0-1%?; 消泡劑 0-0.5%。； 可再分散乳膠粉 0-5%〇。
[0046] 在本發(fā)明的再一較佳實施方式中，所述改性石膏基地坪砂漿包括主料和建筑外加 劑，所述主料由以質(zhì)量分數(shù)計的如下組分所組成： 建筑石嘗 3:0-50%：； 礦渣粉 5-15%;
[0047] 水泥 2-10%; 鋼渣粉 ：2 -10%; 中砂 40-55%;
[0048] 所述建筑外加劑，以相對于主料質(zhì)量的千分比計算，包括： 緩凝劑 0.5-3%〇;
[0049]減水劑 0.2-1%〇; 纖維素醚 0.2-i %。； Γ ? 消泡劑 0.2-〇,5%。； 0050] 可再分散乳膠粉 1一5%〇。
[0051 ]本發(fā)明提供的改性石膏基地坪砂漿可替代傳統(tǒng)水泥砂漿和水泥混凝土等地坪材 料、可用于普通室內(nèi)地坪、大型超市、商場、地下車庫等場合地面找平和裝飾。
[0052]本發(fā)明還提供了一種上述石膏基地坪砂漿的制備方法，其包括步驟：
[0053] 1)制備建筑石膏；
[0054] 2)將主料的各原料和建筑外加劑按配比混合攪拌均勻，即制得所述改性石膏基地 坪砂漿。
[0055] 進一步，步驟1)中所述制備建筑石膏的方法為:先將工業(yè)副產(chǎn)品脫硫石膏和/或磷 石膏進行預(yù)處理后，混合進行烘干，然后進行煅燒，煅燒后研磨，最后冷卻陳化。該制備方法 可采用兩步法石膏煅燒系統(tǒng)來完成。
[0056] 所述兩步法是指將烘干過程和煅燒過程分開進行，烘干和煅燒在所述兩步法石膏 煅燒系統(tǒng)中分室進行，該系統(tǒng)是在石膏沸騰爐的技術(shù)基礎(chǔ)上，采用氣流干燥