[發明專利]一種磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法及砂漿

有效

• 申請號: 202110662118.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113429145B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 陳鴻;楊林;王宏杰;曹建新;王憲亮;桂彬;范勇;張粵
• 申請（專利權）人: 貴州大學;貴州宇昆科技集團有限公司
• 主分類號: C04B20/12
• 分類號: C04B20/12;C04B18/04;C04B28/00
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發明公開了一種磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法及砂漿，是以磷石膏為原料，經陳化處理后依次用陽離子淀粉和甲基硅酸鹽防水劑包覆，從而獲得水泥基濕拌砂漿用的改性磷石膏集料。本發明的改性磷石膏集料在使用時，具有不與周圍水泥反應，不會造成水泥基建材膨脹、開裂和空鼓的特點，可在水泥基建材中大量使用；此外，還具有能耗低、制備工藝簡單的特點。

技術領域

本發明涉及一種磷石膏改性制備砂漿集料的方法及砂漿，特別是一種原狀磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法及砂漿。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產過程中排放的一種固體廢棄物，長期堆放對周邊環境造成嚴重污染。因此，磷石膏資源化利用一直是研究的熱點及難點。

目前，磷石膏在砂漿中的應用方式主要有2種，一是將磷石膏用作水泥基砂漿的緩凝劑，主要是利用磷石膏溶出的硫酸根離子與水泥中鋁酸三鈣反應生成鈣礬石，從而阻礙水泥的水化起到緩凝的效果。但是，該技術磷石膏摻量不能高于3～5％，用量非常少。二是制作石膏砂漿，其采用磷石膏(二水硫酸鈣)煅燒技術，將二水硫酸鈣脫水轉變成半水硫酸鈣，半水硫酸鈣在常溫下的溶解度大于二水硫酸鈣，因此，可以溶解重結晶成二水硫酸鈣，從而使漿體凝結硬化產生強度。該應用中雖然能夠將磷石膏進行大量的應用，但是，石膏砂漿的應用范圍較小，且制作過程能耗大，成本高。因此，如果能夠通過對磷石膏加以改性處理從而使其大量的摻入水泥基砂漿，將會提高磷石膏的應用范圍，并有效的控制成產成本。

為了提高磷石膏在水泥基建材中摻量，如文獻“磷石膏制多孔集料混凝土的研究”就指出將磷石膏集料用水泥進行包殼處理。磷石膏預處理方式是：磷石膏干燥后于200℃下脫水1h，研磨后過0.147mm標準篩，于圓盤造粒機中水化造粒制成多孔集料。集料包殼采用325水泥，其與集料的質量比為1:4。該制備方法是將磷石膏炒制脫水成半水石膏，在成球加水過程中將重新水化成二水石膏，產生一定的強度，同時再采用水泥進行外表面的包裹?？梢姡摷夹g是立足于采用水泥包裹，其基本原理是利用水泥水化生成的水化硅酸鈣，以及磷石膏與水泥生成的鈣礬石等水化產物來實現對磷石膏的包裹。

上述技術存在的技術問題是包裹不完全，使用時水會滲入集料內部將硫酸根和鈣離子溶出，以及在生產攪拌過程中，顆粒容易破損，裸露的磷石膏直接與水泥發生反應，生成鈣礬石，導致后期遇水后又新生成鈣礬石產生膨脹，導致砂漿開裂，空鼓等問題；同時，還存在制備過程能耗高、工藝復雜的問題。

因此，能否避免磷石膏在使用過程中與周圍的水泥再次反應生成鈣礬石，是決定磷石膏能否在水泥基建材中大量使用的關鍵因素，也是解決磷石膏資源化利用的突破方向之一。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法及砂漿。本發明的改性磷石膏集料在使用時，具有對水泥反應影響小的優點，不會造成水泥基建材膨脹、開裂和空鼓的特點，可在水泥基建材中大量使用；此外，還具有能耗和成本較低、制備工藝簡單的特點。

本發明的技術方案：一種磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法，是以磷石膏、石灰、石粉和磷酸溶液為原料，經陳化處理后依次用陽離子淀粉和甲基硅酸鹽防水劑包覆，從而獲得水泥基濕拌砂漿用的改性磷石膏集料。

前述的磷石膏改性制備水泥基濕拌砂漿集料的方法，步驟如下：

第一步：取含水率低于5％的磷石膏，加入磷石膏質量的8-11％的石灰、6-9％的石粉和5-6％的磷酸溶液攪拌中和，陳化1-3天，得A品；

第二步：取水，加入水質量的2-6％的陽離子淀粉，攪拌混合均勻，加熱至80-100℃，糊化2-3小時后停止加熱，放置冷卻，得B品；

第三步：取A品，先加入A品質量的10-15％的B品，混合攪拌均勻，于40-60℃下烘20-40min，得C品；