一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法，屬于建筑裝飾材料合成領(lǐng)域。本發(fā)明利用液氮將粉煤灰加壓冷卻，隨后使其迅速解壓而細(xì)化，使粉煤灰中微球結(jié)構(gòu)得到保留，再利用無水乙醇為分散介質(zhì)，濕法球磨處理生石灰，避免生石灰達(dá)到一定細(xì)度后的團(tuán)聚，再將處理后的粉煤灰、生石灰與石膏粉混合，加入穩(wěn)泡劑硅酮酰胺和引氣劑鋁粉膏，再加入去離子水，將反應(yīng)生成的漿料澆筑后，用石蠟蒸氣熏烤，得到輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。所得石膏板容重在400～500kg/m3，較常規(guī)石膏板降低了一倍，得益于空隙中的冷凝后的石蠟，使其防水性提高，而生石灰與粉煤灰中的二氧化硅、氧化鋁等反應(yīng)生成特定水化產(chǎn)物，使得石膏板的強(qiáng)度提高了10倍以上，大大提高了石膏板的使用壽命。
【專利說明】
一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法，屬于建筑裝飾材料合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是石膏資源大國(guó)，天然石膏資源豐富，已探明儲(chǔ)量居世界首位，同時(shí)加工副產(chǎn)石膏(磷石膏、氟石膏、檸檬酸石膏和脫硫石膏等)產(chǎn)量巨大，目前達(dá)到1.3億噸/年，其中脫硫石膏產(chǎn)量為5500萬噸/年。日本和歐洲一些國(guó)家的脫硫石膏利用率達(dá)到100%，但是我國(guó)脫硫石膏的資源化利用率只有50%左右，且大多為低附加值的利用，如石膏砌塊、水泥緩凝劑等。脫硫石膏利用率低，不僅僅是資源的浪費(fèi)，還容易導(dǎo)致二次環(huán)境污染。
[0003]石膏存在三種主要相態(tài):二水石膏，半水石膏以及無水石膏，其中半水石膏分為α型和β型，α-半水石膏具有晶面完整、水化熱低、需水量少、硬化體強(qiáng)度高等特點(diǎn)，性能和價(jià)值遠(yuǎn)優(yōu)于半水石膏。石膏建材具有輕質(zhì)、變形小、生產(chǎn)能耗低、尺寸穩(wěn)定性好、干燥時(shí)不開裂及對(duì)人體無害等優(yōu)點(diǎn)，其主要包括粉刷石膏、抹灰石膏、石膏制品及其它裝飾部件等。
[0004]α-半水石膏具有很高的強(qiáng)度，抗折性能優(yōu)秀，具有一定的耐水性及表面硬性，易澆筑成型，易發(fā)泡，可與很多材料復(fù)合，很適于做各類建筑板材及澆筑制品。
[0005]石膏為輕質(zhì)多孔材料，吸水率高，一般市售石膏板的吸水率高達(dá)40%，石膏的水化產(chǎn)物二水硫酸鈣晶體的溶解度比較大，遇水易溶蝕，使制品強(qiáng)度、硬度降低，石膏的水溶性和在潮濕環(huán)境下強(qiáng)度的迅速下降大大限制了石膏板的使用。而目前提高防水性能的主要方法是減小孔隙率或改變石膏膠凝體系，這與追求輕質(zhì)石膏產(chǎn)品目標(biāo)相悖，而開發(fā)孔隙率較大的輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板材將彌補(bǔ)這一不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對(duì)傳統(tǒng)石膏板在制備過程中出現(xiàn)的，為達(dá)到輕質(zhì)目的，提高石膏板的孔隙率，使板材的防水抗潮性能降低，強(qiáng)度降低，無法滿足建筑材料使用要求的問題，提供了一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法，本發(fā)明首先利用液氮將粉煤灰加壓冷卻，隨后使其迅速解壓而細(xì)化，使粉煤灰中微球結(jié)構(gòu)得到保留，再利用無水乙醇為分散介質(zhì)，濕法球磨處理生石灰，避免生石灰達(dá)到一定細(xì)度后的團(tuán)聚，再將處理后的粉煤灰、生石灰與石膏粉混合，加入穩(wěn)泡劑硅酮酰胺和引氣劑鋁粉膏，再加入去離子水，將反應(yīng)生成的漿料澆筑后，用石蠟蒸氣熏烤，得到輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。所得石膏板容重在400?500kg/m3，較常規(guī)石膏板降低了一倍，得益于空隙中的冷凝后的石蠟，使其防水性提高，而生石灰與粉煤灰中的二氧化硅、氧化鋁等反應(yīng)生成特定水化產(chǎn)物，使得石膏板的強(qiáng)度提高了 10倍以上，大大提高了石膏板的使用壽命。
[0007 ]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(I)稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以6?8mL/min速率向反應(yīng)爸中通入液氮，直至反應(yīng)爸壓力達(dá)到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細(xì)粉煤灰，備用；
(2)在球磨機(jī)中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200?300r/min，濕法球磨40?50min，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細(xì)生石灰粉末；
(3)在反應(yīng)釜中，依次加入30?50g步驟(I)備用細(xì)粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g招粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20?30min，出料，得混合漿料；
(4)將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的65?70%，再將模具轉(zhuǎn)入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板；
(5)在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于i甘禍上方5?10cm，熏烤5?1min，翻至另一面，繼續(xù)熏烤5?1min，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
[0008]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:丈量房間面積，根據(jù)房間面積，選取本發(fā)明所得2?4cm厚度輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩?zhàn)臃鄹稍锖螅克⑷槟z漆，經(jīng)檢測(cè)所得吊頂結(jié)構(gòu)單位面積容重較常規(guī)石膏板降低50?80%，吊頂龍骨材料使用量減少40?60%，使用30年后，未發(fā)生脫落現(xiàn)象。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
(1)與常規(guī)600?800kg/m3的石膏板相比，本發(fā)明所得400?450kg/m3的石膏板的原料節(jié)約率達(dá)到20?30%，大量的節(jié)約了石膏，石灰等原料；
(2)從建筑結(jié)構(gòu)方面分析，由于建筑整體重量減小，建筑結(jié)構(gòu)材料用料可相對(duì)減少；
(3)本發(fā)明所得石膏板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較常規(guī)石膏板而言提高了50%以上，使用壽命提高了3倍以上，減少了建筑材料的消耗。
【具體實(shí)施方式】
[0010]稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以6?8mL/min速率向反應(yīng)爸中通入液氮，直至反應(yīng)爸壓力達(dá)到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細(xì)粉煤灰，備用；在球磨機(jī)中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200?3001'/111；[11，濕法球磨40?501]1；[11，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細(xì)生石灰粉末;在反應(yīng)釜中，依次加入30?50g上述備用細(xì)粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g鋁粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20?30min，出料，得混合漿料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的65?70%，再將模具轉(zhuǎn)入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板;在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于坩禍上方5?10cm，熏烤5?lOmin，翻至另一面，繼續(xù)熏烤5?1min，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
[0011]實(shí)例I
稱取200g粉煤灰，加入盛有60mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以6mL/min速率向反應(yīng)釜中通入液氮，直至反應(yīng)釜壓力達(dá)到IMPa，保壓處理lOmin，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入80°C烘箱中，干燥3h，得細(xì)粉煤灰，備用；在球磨機(jī)中，依次加入200g生石灰，200mL無水乙醇，按球料比為1: ^加入球磨珠’調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至〗。。!./!!^]!，濕法球磨40min，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入70°C真空干燥箱中，干燥處理20min，得細(xì)生石灰粉末;在反應(yīng)釜中，依次加入30g上述備用細(xì)粉煤灰，50g上述所得生石灰粉末，和200g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為600r/min，攪拌混合30min后，加入6g娃酮酰胺和1g招粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1min，隨后加入60mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的65%，再將模具轉(zhuǎn)入45°C烘箱中，干燥2h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板;在坩禍中加入20g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于坩禍上方5cm，熏烤5min，翻至另一面，繼續(xù)熏烤5min，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
[0012]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:丈量房間面積，根據(jù)房間面積，選取本發(fā)明所得2cm厚度輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩?zhàn)臃鄹稍锖螅克⑷槟z漆，經(jīng)檢測(cè)所得吊頂結(jié)構(gòu)單位面積容重較常規(guī)石膏板降低50%，吊頂龍骨材料使用量減少40%，使用30年后，未發(fā)生脫落現(xiàn)象。
[0013]實(shí)例2
稱取250g粉煤灰，加入盛有70mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以7mL/min速率向反應(yīng)釜中通入液氮，直至反應(yīng)釜壓力達(dá)到1.5MPa，保壓處理15min，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入85 0C烘箱中，干燥4h，得細(xì)粉煤灰，備用；在球磨機(jī)中，依次加入250g生石灰，250mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至250r/min，濕法球磨45min，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入72°C真空干燥箱中，干燥處理25min，得細(xì)生石灰粉末;在反應(yīng)釜中，依次加入40g上述備用細(xì)粉煤灰，55g上述所得生石灰粉末，和250g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為800r/min，攪拌混合40min后，加入7g娃酮酰胺和12g招粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)15min，隨后加入70mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)25min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的68%，再將模具轉(zhuǎn)入48°C烘箱中，干燥3h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板;在坩禍中加入25g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于坩禍上方8cm，熏烤8min，翻至另一面，繼續(xù)熏烤8min，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
[0014]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:丈量房間面積，根據(jù)房間面積，選取本發(fā)明所得3cm厚度輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩?zhàn)臃鄹稍锖螅克⑷槟z漆，經(jīng)檢測(cè)所得吊頂結(jié)構(gòu)單位面積容重較常規(guī)石膏板降低60%，吊頂龍骨材料使用量減少50%，使用30年后，未發(fā)生脫落現(xiàn)象。
[0015]實(shí)例3 稱取300g粉煤灰，加入盛有80mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以8mL/min速率向反應(yīng)釜中通入液氮，直至反應(yīng)釜壓力達(dá)到2MPa，保壓處理20min，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入90°C烘箱中，干燥5h，得細(xì)粉煤灰，備用；在球磨機(jī)中，依次加入300g生石灰，300mL無水乙醇，按球料比為1: ^加入球磨珠’調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至〗。。!./!!^]!，濕法球磨50min，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入75°C真空干燥箱中，干燥處理30min，得細(xì)生石灰粉末;在反應(yīng)Il中，依次加入50g上述備用細(xì)粉煤灰，60g上述所得生石灰粉末，和300g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為900r/min，攪拌混合50min后，加入8g娃酮酰胺和15g招粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，隨后加入80mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的70%，再將模具轉(zhuǎn)入50°C烘箱中，干燥4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板;在坩禍中加入30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于坩禍上方10cm，熏烤1min，翻至另一面，繼續(xù)熏烤lOmin，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
[0016]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:丈量房間面積，根據(jù)房間面積，選取本發(fā)明所得4cm厚度輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩?zhàn)臃鄹稍锖?，涂刷乳膠漆，經(jīng)檢測(cè)所得吊頂結(jié)構(gòu)單位面積容重較常規(guī)石膏板降低80%，吊頂龍骨材料使用量減少60%，使用30年后，未發(fā)生脫落現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應(yīng)釜中，再以6?8mL/min速率向反應(yīng)爸中通入液氮，直至反應(yīng)爸壓力達(dá)到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應(yīng)釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉(zhuǎn)入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細(xì)粉煤灰，備用； (2)在球磨機(jī)中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200?300r/min，濕法球磨40?50min，出料，將所得濕料轉(zhuǎn)入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細(xì)生石灰粉末； (3)在反應(yīng)釜中，依次加入30?50g步驟(I)備用細(xì)粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動(dòng)攪拌器，設(shè)定轉(zhuǎn)速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g招粉膏，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20?30min，出料，得混合漿料； (4)將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達(dá)到模具高度的65?70%，再將模具轉(zhuǎn)入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板； (5)在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板置于i甘禍上方5?10cm，熏烤5?1min，翻至另一面，繼續(xù)熏烤5?1min，待熏烤結(jié)束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質(zhì)高強(qiáng)防水石膏板。
【文檔編號(hào)】C04B111/40GK106082918SQ201610469772
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月26日
【發(fā)明人】周榮, 許博偉
【申請(qǐng)人】周榮