專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)基于無(wú)水石膏Ⅲ或α無(wú)水石膏的水硬粘結(jié)劑的方法和所獲得的水硬粘結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理基于天然硫酸鈣(石膏)或合成硫酸鈣(硫石膏，磷石膏和同一類(lèi)型的其它副產(chǎn)物)的粉末狀起始原料的方法，以便制備出可用作水泥的基于非常高比例的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏(在ASTM分類(lèi)中為α型)的新型水硬粘結(jié)劑。
本發(fā)明還涉及從該方法獲得的產(chǎn)物，它能夠用作水泥。
石膏具有各種晶體形式；基于分子規(guī)模，它具有層狀結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中水層與CaSO4層交替存在。
石膏用于生產(chǎn)熟石膏(plaster)已經(jīng)有數(shù)千年，它是一種最古老的結(jié)構(gòu)材料，從公元前六世紀(jì)已為人們了解。
目前，其它工業(yè)中使用石膏，尤其用于·水泥生產(chǎn)(作為硬結(jié)調(diào)節(jié)劑)；·農(nóng)業(yè)應(yīng)用；·各種工業(yè)(化學(xué)品、紙張等)。
迄今為止，最重要的用途是通過(guò)將石膏脫水后用于水泥和熟石膏生產(chǎn)中。
而在水泥工業(yè)中，石膏被引入到熟料中并在大約1400℃的溫度下煅燒(當(dāng)制造熟石膏時(shí))，主要原理是從石膏中完全或部分脫除水分-牽涉到結(jié)晶現(xiàn)象的復(fù)雜操作很難控制。
人們已經(jīng)建議了幾種類(lèi)型的硫酸鈣處理方法來(lái)制備熟石膏。尤其能夠制備改進(jìn)的熟石膏(有時(shí)候表示為α熟石膏)，一旦在固化后它的機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)熟石膏的性能。在這類(lèi)處理過(guò)程中發(fā)生的這一現(xiàn)象不太為人們所了解，而且一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械性能的改進(jìn)歸因于在所獲得產(chǎn)物中存在無(wú)水石膏III或α石膏，沒(méi)有確切知道該類(lèi)型在產(chǎn)物中的比例，也不知道以穩(wěn)定和再現(xiàn)方式生產(chǎn)它的條件它僅僅以痕量存在。
傳統(tǒng)上，改進(jìn)的熟石膏是通過(guò)在壓力釜中在濕條件下煅燒，隨后在熱、干燥氣流中進(jìn)行熱干燥步驟來(lái)從石膏生產(chǎn)的。煅燒是在大約5-10巴的壓力下在飽和蒸汽氛圍中進(jìn)行大約10小時(shí)的時(shí)間。
為了努力克服生產(chǎn)改進(jìn)熟石膏的傳統(tǒng)方法(非常高成本的過(guò)程，有不確定的再現(xiàn)性)的缺陷，人們已經(jīng)提出了其它的方法以嘗試著通過(guò)使用不同的手段和技術(shù)來(lái)使傳統(tǒng)方法的基本條件得以再現(xiàn)(法國(guó)專(zhuān)利FR-A-2 389855，F(xiàn)R-A-2 445 940，F(xiàn)R-A-2 572 721，US2 269 580，US-A-3 145 980)。
本發(fā)明的方法是從以下觀察結(jié)果形成的 當(dāng)以正常方法處理硫酸鈣以獲得“改進(jìn)熟石膏”時(shí)，所獲得的產(chǎn)物實(shí)際上是無(wú)水形式(γ無(wú)水石膏)或水合形式(半水合物、二水合物…)的混合物。本發(fā)明者的研究已揭示這些情況主要是由兩個(gè)因素引起的。首先，煅燒產(chǎn)生α無(wú)水石膏和其它形式，其次，在煅燒之后產(chǎn)物發(fā)生變化，它發(fā)生了部分轉(zhuǎn)變，尤其再水合。在本發(fā)明的方法中形成的主要概念是生產(chǎn)含有一定重量比例(大大高于已知的改進(jìn)熟石膏中所含有的量)的α無(wú)水石膏的穩(wěn)定最終產(chǎn)物；為此，在煅燒之后所獲得的化合物的結(jié)構(gòu)通過(guò)驟冷來(lái)冷結(jié)。這嚴(yán)重地妨礙了通過(guò)熱處理形成的α無(wú)水石膏的隨后轉(zhuǎn)變。
PCT專(zhuān)利文獻(xiàn)PCT/FR96/00622公開(kāi)了驟冷操作優(yōu)選以這樣一種方式進(jìn)行，即通過(guò)煅燒加熱的原料經(jīng)過(guò)6-12分鐘的時(shí)間加熱至低于100℃的溫度。它能夠通過(guò)使用在多個(gè)部位注入運(yùn)動(dòng)的原料中的冷干燥壓縮空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，空氣的流速經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后獲得合適的冷卻速率。
然而，該驟冷不足以有效地產(chǎn)生真正顯著的比例的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。現(xiàn)有技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)不能生產(chǎn)出非常高百分?jǐn)?shù)的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏，即90％，因此不能生產(chǎn)能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑。
本發(fā)明的方法能夠生產(chǎn)此類(lèi)產(chǎn)物。
本發(fā)明的目的是完善一種獲得高比例的穩(wěn)定、可溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的方法。
本發(fā)明的方法能夠?qū)?0％的純硫酸鈣轉(zhuǎn)化成無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
為此目的，本發(fā)明提供了合成基于天然硫酸鈣(石膏)或合成硫酸鈣(硫石膏(sulphogypsum)、磷石膏(phosphogypsum)、鈦石膏(titanogypsum)等)的水硬粘結(jié)劑的方法，在于加熱這些硫酸鈣以形成·基于無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑，特征在于它含有70％以上的穩(wěn)定、可溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏和在于進(jìn)行以下步驟·加熱或驟冷步驟，根據(jù)被處理石膏的特性，將被處理石膏的溫度從環(huán)境溫度升高至220℃-350℃范圍內(nèi)的溫度；·快速驟冷所獲得產(chǎn)物的步驟，在不足2分鐘的時(shí)間內(nèi)將其溫度從220℃-350℃降低至80℃以下，目的是為了通過(guò)結(jié)晶阻斷和固定來(lái)使α無(wú)水石膏變穩(wěn)定。
在該方法的一個(gè)實(shí)施方案中，加熱溫度是300-310℃。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，驟冷的溫度是在40-50℃范圍內(nèi)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，取決于石膏的性質(zhì)和粒度，經(jīng)過(guò)10-40分鐘的時(shí)間提高溫度。
在處理之前，被處理石膏包括0-20％的水，和它的粒度是在0-30毫米(mm)范圍內(nèi)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，被處理石膏包括5％-15％的水和它的粒度是在0-10mm范圍內(nèi)。
由上述方法獲得的基于無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑體現(xiàn)特征于它含有70％以上的穩(wěn)定和水溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
由上述方法獲得的基于無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑體現(xiàn)特征于它含有90％以上的穩(wěn)定和水溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
由上述方法獲得的基于無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑體現(xiàn)特征于機(jī)械強(qiáng)度是在24小時(shí)22MPa；在8天30MPa；在14天高于40MPa。
本發(fā)明還涉及通過(guò)進(jìn)行上述方法所獲得的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑。
本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造性概念因此是提高α無(wú)水石膏在產(chǎn)物中的比例，所使用的主要手段是通過(guò)快速冷卻來(lái)限制煅燒之后的產(chǎn)物中的變化。為了進(jìn)一步提高α無(wú)水石膏的比例，本發(fā)明者還自我優(yōu)化了煅燒操作以便在煅燒之后獲得最高可能質(zhì)量的這一產(chǎn)品。
當(dāng)加熱時(shí)石膏形成了一系列的水合或無(wú)水產(chǎn)物。
在大約100℃，獲得了α或β半水合物(各自取決于是否使用蒸汽壓或流動(dòng)空氣)，如以下反應(yīng)中所確定
單斜晶六角晶在大約300℃下，獲得了無(wú)水石膏III或高度可溶性但非常不穩(wěn)定的無(wú)水石膏，在與水蒸汽接觸之后立即再水合成半水合物
六角晶六方晶對(duì)于α半水合物在約300℃下和對(duì)于β在350℃下，無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的無(wú)水石膏II(過(guò)燒)II六方晶正交晶無(wú)水石膏III在液體水接觸之后緩慢再水合。
在大約1230℃下，發(fā)生了新的轉(zhuǎn)變反應(yīng)I正交晶 面心立方體無(wú)水石膏I CaSO4僅僅艱難地再水合。
超過(guò)1250℃，無(wú)水石膏I發(fā)生分解
目前在工業(yè)上對(duì)于熟石膏的應(yīng)用僅僅使用·α半水合物；
·β半水合物；和·無(wú)水石膏II(不可溶或過(guò)燒)。
本發(fā)明的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏由于其高度不穩(wěn)定性而不能使用。
熟石膏在建筑物中的性能的變化及其就強(qiáng)度、耐水性、對(duì)某些支持體的粘附性等而言的弱點(diǎn)也是已知的。
本發(fā)明涉及通過(guò)特定的和新型的包括兩個(gè)主要階段的石膏熱處理方法所獲得的水硬粘結(jié)劑。首先，脫水階段，產(chǎn)生了高百分比的無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)CaSO4。其次，快速冷卻階段會(huì)“阻斷”結(jié)晶，使無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)CaSO4變穩(wěn)定和使之能夠被使用。
在干燥氛圍中的這一快速冷卻或驟冷從來(lái)沒(méi)有在熟石膏工業(yè)中進(jìn)行過(guò)。
商品熟石膏只通過(guò)脫水和煅燒石膏但沒(méi)有任何驟冷來(lái)獲得的，后者構(gòu)成了本發(fā)明的主要方面。
本發(fā)明的這一新型水硬粘結(jié)劑的技術(shù)條件包括1.脫水階段，包括將需要處理的低濕度石膏(3％-15％水分)的溫度升高；經(jīng)過(guò)10-40分鐘的時(shí)間將溫度升高至220℃-350℃的溫度(取決于石膏性質(zhì))，或更精確地說(shuō)在300℃和310℃之間。
2.在干燥氛圍中快速冷卻或驟冷。
這一快速冷卻或驟冷在石膏工業(yè)中從來(lái)沒(méi)有設(shè)想過(guò)而且穩(wěn)定了高度可溶性的無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)CaSO4無(wú)水石膏，通過(guò)在不足2分鐘的時(shí)間必須將溫度從220-350℃降低至80℃以下的熱沖擊(thermalshock)來(lái)阻斷它的結(jié)晶。
高百分比的穩(wěn)定和可溶性無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)CaSO4(高于70％或甚至90％)產(chǎn)生比大部分的目前粘結(jié)劑更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的優(yōu)異水硬粘結(jié)劑。
這一新型粘結(jié)劑具有以下特征·耐火性根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NF P 92-507屬于可燃性分類(lèi)Mo；·在scawater中的優(yōu)異固結(jié)作用；
·對(duì)所有支持體的顯著粘附性；和·在非常低或高的溫度下固結(jié)，等。
這一粘結(jié)劑的工業(yè)應(yīng)用使得它理想地用于水泥、混凝土和熟石膏工業(yè)中，用于使廢物或工業(yè)副產(chǎn)物變惰性，用于它和那些可與硫酸鈣充分混合的材料形成的混合物的生產(chǎn)中，在發(fā)展中國(guó)家中用于建筑物防風(fēng)雨罩中，等…。
這一水硬粘結(jié)劑可通過(guò)使用已知技術(shù)來(lái)生產(chǎn)低溫煅燒(220-350℃)和冷卻。它能夠在非常簡(jiǎn)單的車(chē)間中進(jìn)行。
除了它的技術(shù)品質(zhì)之外，這一水硬粘結(jié)劑還具有·經(jīng)濟(jì)上的重要性；·節(jié)約能量上的重要性；·生態(tài)上的重要性無(wú)污染。
在完成脫水之后，無(wú)水石膏III(或α無(wú)水石膏)CaSO4的百分?jǐn)?shù)已超過(guò)50％或甚至70％至80％，而快速冷卻將引起該形式III(或α無(wú)水石膏)CaSO4的結(jié)晶，使之變穩(wěn)定和可溶并使之能夠在工業(yè)上使用。
下面的實(shí)施條件似乎提供了最佳結(jié)果。在起始原料中水分的量首先需要檢測(cè)，然后如果需要，將該水量調(diào)節(jié)至基本上在12％-20％范圍內(nèi)的值；然后進(jìn)行煅燒，在足以將原料床上方氣體的溫度升高至350℃-550℃范圍內(nèi)的值和將原料核心的平均溫度升高至高于220℃和低于350℃的溫度值的條件下加熱粉末狀原料來(lái)調(diào)節(jié)它的溫度。加熱例如可通過(guò)使用位于原料床上方的紅外輻射加熱器來(lái)進(jìn)行，該加熱器的功率可與原料的輻射時(shí)間長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)。
對(duì)于用這些操作條件所獲得的最佳結(jié)果的一個(gè)可能解釋是如下所述。
在原料床的核心處220-350℃的溫度對(duì)于生產(chǎn)α形式和沒(méi)有其它形式是理想的。脫除的水從原料床中逃逸出來(lái)進(jìn)入到更熱的氛圍中，在該氛圍中溫度高于其臨界點(diǎn)(365℃)。因此，它快速達(dá)到超臨界狀態(tài)，防止或限制再水合和原料表面發(fā)生變化，使得當(dāng)煅燒結(jié)束時(shí)α無(wú)水石膏的比例是非常高的(不可能得到精確的比例，因?yàn)槔鋮s之前選取的樣品立即發(fā)生變化)。
從α無(wú)水石膏至燒石膏的放熱轉(zhuǎn)變是非?？焖俚暮屯ㄟ^(guò)冷卻(使α無(wú)水石膏變穩(wěn)定)來(lái)阻斷。此外，似乎表明冷卻完全阻斷從α無(wú)水石膏至燒石膏型熟石膏的變化，后者僅僅在最終產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)痕量(與含有大比例的這一形式的已知粘結(jié)劑相反)。
當(dāng)本發(fā)明一組的粘結(jié)劑(沒(méi)有填料)根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NF P 92-507進(jìn)行耐火試驗(yàn)時(shí)(0.30米(m)/0.40m樣品接受來(lái)自恒定熱源的輻射)，獲得產(chǎn)物。在該標(biāo)準(zhǔn)中定義的四個(gè)指數(shù)(火焰指數(shù)，火勢(shì)發(fā)展指數(shù)，最大火焰長(zhǎng)度指數(shù)，燃燒指數(shù))的測(cè)定可使該產(chǎn)品分入MO類(lèi)型，在該標(biāo)準(zhǔn)中定義的六個(gè)類(lèi)型中屬于最高者。
此外，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的強(qiáng)度試驗(yàn)得到以下結(jié)果·壓縮強(qiáng)度40MPa；和·彎曲強(qiáng)度10MPa。
另外，對(duì)浸沒(méi)樣品進(jìn)行的定性測(cè)試顯示該產(chǎn)品的強(qiáng)度在此情況下保持良好。
下面的研究(表述硫酸鈣脫水)能使本發(fā)明的方法很好地進(jìn)行，以獲得可用作水泥的真實(shí)水硬粘結(jié)劑。
附圖是為了說(shuō)明目的而給出并在本質(zhì)上沒(méi)有限定意義。它們代表了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和使本發(fā)明更容易被理解。


圖1是石膏的熱脫水曲線。
圖2顯示了二維Doehlert矩陣。
圖3顯示了空間的均勻平鋪。
圖4顯示了均勻的三維Doehlert矩陣。
圖5是顯示X-射線譜圖的重疊的示圖。
A- 硫酸鈣的脫水該研究涉及粉末狀硫酸鈣型原料的處理， 以生產(chǎn)具有就固結(jié)速率和某些物理性能(導(dǎo)熱性能，機(jī)械強(qiáng)度，隔音等…)而言的有益特性的新型水硬粘結(jié)劑。
這一方法在于依次結(jié)合兩種類(lèi)型的處理
·將粉末狀原料加熱至220℃-350℃范圍內(nèi)的溫度以形成α無(wú)水石膏(或無(wú)水石膏III)(參見(jiàn)圖1)；·驟冷被加熱的原料以使這一亞穩(wěn)定相被穩(wěn)定化。因此，阻斷了它演變成其它晶體形式而且避免了再水合成燒石膏(熟石膏的主要相)。B- 實(shí)驗(yàn)方法以經(jīng)驗(yàn)方式對(duì)天然石膏和對(duì)磷石膏、鈦石膏、硼石膏和脫硫石膏進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)。
然而，本發(fā)明者使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)測(cè)定牽涉到α無(wú)水石膏相的形成的各種因素的影響和限制操作的次數(shù)。
我們因此從280℃改變溫度至320℃，恒溫階段的時(shí)間從10分鐘變化至70分鐘；和我們使用三組粒度范圍＜80；80-100；100-200um。
實(shí)驗(yàn)策略(基于數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)方法)的方法使用了從以無(wú)量綱編碼的變量寫(xiě)出的多項(xiàng)式開(kāi)始的事件所用的模型。根據(jù)以下公式，自然變量U1對(duì)應(yīng)于這些變量X1中的每一個(gè)Uai＝U0i+Xai×ΔUi其中i＝因數(shù)；Uai＝實(shí)驗(yàn)a的自然變量i的值；U0i＝在實(shí)驗(yàn)范圍的中心處自然變量i的值；Ui0=Ui(+1)+Ui(-1)2]]>Xai＝對(duì)于實(shí)驗(yàn)a的編碼變量i的值；ΔUi＝自然變量i的變化的量ΔUi0=Ui(+1)+Ui(-1)2]]>當(dāng)生產(chǎn)該新型水硬粘結(jié)劑時(shí)，該策略使用均勻的Doehlert矩陣，一種能夠使多項(xiàng)式模型的系數(shù)被消除(通過(guò)均方規(guī)則)的策略。
對(duì)于所研究的變量來(lái)說(shuō)的[(-1)(+1)]編碼的空間，在下面給出一般等式y(tǒng)=b0+Σi=1kbixi+Σi=1kbiiXi2+Σi<jj=2kbijXiXj]]>其中y＝測(cè)量的響應(yīng)(輸出參數(shù))；b0＝響應(yīng)的平均值；bi＝變量i的主效應(yīng)；bii＝變量i的效應(yīng)平方值；bij＝在變量i和j之間相互作用的效應(yīng)。
在圖3中示出的雙變量情況中，所進(jìn)行的7個(gè)實(shí)驗(yàn)都分布在以半徑1的圓來(lái)表述的處于中心的規(guī)則六角形中。
兩個(gè)變量是溫度(280℃至320℃)和時(shí)間(10-70分鐘)。實(shí)驗(yàn)矩陣(編碼的變量)和實(shí)驗(yàn)策略(自然變量)示于表1中。
表1均勻二維Doehlert矩陣的實(shí)驗(yàn)矩陣和實(shí)驗(yàn)策略這一模型因此體現(xiàn)特征于5個(gè)溫度值和3個(gè)溫度水平。
作為例子，對(duì)于溫度我們有U0i＝(320+280)/2＝300℃，其中U(-1)i＝280℃U(+1)i＝320℃ΔUi＝(320+280)/2＝20℃和Xi＝0.5這一策略具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)·如果，在進(jìn)行圖4中示出的第一中心六角形的7個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，只有4個(gè)結(jié)果(α無(wú)水石膏的百分?jǐn)?shù)，在圖4中以實(shí)線表示)有用，則僅僅需要3次操作來(lái)構(gòu)造第二規(guī)則中心六角形。類(lèi)似的方法能夠構(gòu)造第三個(gè)六角形。
因此，空間能夠以均勻方式平鋪和確定了生產(chǎn)α無(wú)水石膏的最佳條件。
·此外，為了研究第三個(gè)因素(例如粒度)的影響，僅僅需要6個(gè)附加實(shí)驗(yàn)(其中三個(gè)的粒度高于用于進(jìn)行第一批7個(gè)實(shí)驗(yàn)的粒度和另外三個(gè)以更低的粒度，按對(duì)稱(chēng)方式)。
用球示出了三維均勻Goehlert矩陣，在赤道平面內(nèi)在球的中心有六角形。其特征在于。
因此，Doehlert三維均勻矩陣在赤道面上通過(guò)六邊形具有固定軸向位置的球體得到表現(xiàn)。其特征在于具有5個(gè)溫度值、7個(gè)時(shí)間段和3種粒度分布(參見(jiàn)圖5)。
這樣，實(shí)驗(yàn)規(guī)劃使得本申請(qǐng)人能夠明顯地限制操作次數(shù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、?shí)驗(yàn)方案與結(jié)果如表2所示。C-結(jié)果本發(fā)明者進(jìn)行了從天然石膏開(kāi)始的13個(gè)操作，由表5中示出的實(shí)驗(yàn)策略測(cè)定。
熱重法(TGA)和差示掃描量熱法(DSC)能夠測(cè)定α無(wú)水石膏的百分?jǐn)?shù)。X-射線衍射法用于確認(rèn)所存在的相和區(qū)分兩種類(lèi)型的αCaSO4，我們表示為α1和α2(參見(jiàn)圖6)。
結(jié)果示于下表中
表2實(shí)驗(yàn)矩陣，實(shí)驗(yàn)策略和從天然石膏開(kāi)始的處理產(chǎn)品的分析結(jié)果?！翊蟆ば　鸱浅Ｐ?高/長(zhǎng)加熱溫度/時(shí)間-低/短加熱溫度/時(shí)間·燒石膏→α無(wú)水石膏吸熱反應(yīng)·α2無(wú)水石膏在燒石膏和α1無(wú)水石膏的混合物中的比例。
操作13、3和9顯示了對(duì)于300℃-310℃的煅燒溫度獲得了最佳百分?jǐn)?shù)的α無(wú)水石膏(≠90％)。我們注意到這些良好的結(jié)果對(duì)應(yīng)于燒石膏的最低吸熱反應(yīng)溫度(在實(shí)驗(yàn)13中為110℃)。
圖6定性地和半定性地顯示了在所處理產(chǎn)品中存在的相。如果被處理的產(chǎn)品是α1無(wú)水石膏和燒石膏的混合物，則2，80埃(A)線具有100％強(qiáng)度。
相反，在產(chǎn)品中較大量的α2無(wú)水石膏將引起3.49埃00線的增加，然后達(dá)到100％強(qiáng)度，和α2無(wú)水石膏的2.85埃(A)線的逐漸明顯的外觀。與此同時(shí)，在6.02埃、3.01埃和2.80埃處的線的相對(duì)強(qiáng)度降低。將X-射線衍射譜加以重疊后揭示在α1無(wú)水石膏和燒石膏的混合物中α2無(wú)水石膏的比例隨溫度的提高而增加。
所描述的本發(fā)明能夠生產(chǎn)出含有70％以上的穩(wěn)定和可溶性α無(wú)水石膏(或甚至80％-90％)的具有以下突出性能和用途的屬于真正水硬粘結(jié)劑的產(chǎn)品·快速固結(jié)在3分鐘內(nèi)；·固結(jié)促進(jìn)劑；·高強(qiáng)度(7天35MPa)；·絕熱和隔音材料；·工業(yè)殘?jiān)奶幚矶栊曰蛟鰪?qiáng)；·建筑物正面的涂層；·建筑物的抹灰；·居室制品的預(yù)制等；除了這些技術(shù)質(zhì)量以外，該水硬粘結(jié)劑具有·經(jīng)濟(jì)上的重要性；·節(jié)約能量上的重要性；·生態(tài)上的重要性無(wú)污染。
本發(fā)明的方法能夠?qū)?0％以上的純硫酸鈣轉(zhuǎn)化成無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
所有類(lèi)型的石膏含有純硫酸鈣+雜質(zhì)。
取決于硫酸鈣的純度，獲得了不同類(lèi)型的水泥。
不考慮最終的產(chǎn)品，該新型粘結(jié)劑包括10％以下的“熟石膏”。
權(quán)利要求
1.合成基于天然硫酸鈣(石膏)或合成硫酸鈣(硫石膏、磷石膏、鈦石膏)的水硬粘結(jié)劑的方法，在于加熱這些硫酸鈣以形成·基于無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑，特征在于它含有70％以上的穩(wěn)定、可溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏和在于進(jìn)行以下步驟·加熱或驟冷步驟，根據(jù)被處理石膏的特性，將被處理石膏的溫度從環(huán)境溫度升高至220℃-350℃范圍內(nèi)的溫度；·快速驟冷所獲得產(chǎn)物的步驟，在不足2分鐘的時(shí)間內(nèi)將其溫度從220℃-350℃降低至80℃以下， 目的是為了通過(guò)結(jié)晶阻斷和固定來(lái)使α無(wú)水石膏變穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于加熱溫度是300℃-310℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于驟冷溫度是在40℃-50℃范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于取決于石膏的性質(zhì)和粒度，經(jīng)過(guò)10-40分鐘的時(shí)間提高該溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于在處理之前，處理過(guò)的石膏包括0-20％的水，和其粒度是在0-30毫米(mm)范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于處理過(guò)的石膏包括5％-15％的水和其粒度是在0-10mm范圍內(nèi)。
7.基于權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)的方法獲得的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的、能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑，其特征在于它含有70％以上的穩(wěn)定和可溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
8.基于權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)的方法獲得的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的、能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑，其特征在于它含有90％以上的穩(wěn)定或可溶性無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏。
9.基于權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)的方法獲得的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏的、能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑，其特征在于機(jī)械強(qiáng)度是在24小時(shí)22MPa；在8天30MPa；在14天高于40MPa。
全文摘要
合成基于天然硫酸鈣(石膏)的水硬粘結(jié)劑的方法,該方法在于加熱硫酸鈣以獲得大比例的無(wú)水石膏III或α無(wú)水石膏,然后驟冷。該方法在于將硫酸鈣完全脫水,將如此脫水的物質(zhì)突然冷卻。本發(fā)明在建筑工業(yè)中發(fā)現(xiàn)了優(yōu)選的用途,可以獲得能夠用作水泥的水硬粘結(jié)劑。
文檔編號(hào)G07D7/12GK1335827SQ99816129
公開(kāi)日2002年2月13日 申請(qǐng)日期1999年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月17日
發(fā)明者J·庫(kù)圖利爾 申請(qǐng)人:歐洲工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)公司