專利名稱：石膏基復(fù)合水硬性固化劑及石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石膏固化劑，尤其涉及一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑及石膏基復(fù)
合水硬性固化砌塊。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)隨著一大批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為社會發(fā)展的一個主題，需要從省能源、省資源、再生利用的角度出發(fā)發(fā)展新材料，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。大量的固體廢棄物如粉煤灰、脫硫石膏、氟石膏、磷石膏、高鎂石灰等被棄置、堆存，占據(jù)大量的土地，污染空氣和水源，給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了威脅，造成資金和土地資源的嚴(yán)重浪費，同時也浪費了大量的優(yōu)質(zhì)資源。石膏基復(fù)合水硬性固化劑以石膏作為粉煤灰的活化材料和固化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)粉煤灰在常溫下快速固化，符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，促進節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。 現(xiàn)有技術(shù)的石膏基復(fù)合水硬性固化劑是以石膏為主，摻有水泥、無機鹽材料與粉煤灰制成的水硬性膠凝材料。其中，無機鹽材料作為固化活化劑在水泥_石灰_石膏復(fù)合固化粉煤灰的基礎(chǔ)上對粉煤灰進行進一步地固化。然而，采用現(xiàn)有技術(shù)固化活化劑的石膏基復(fù)合水硬性固化劑的固化速度，以及使用現(xiàn)有技術(shù)的石膏基復(fù)合水硬性固化劑制成的石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度都不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑、用于提高石膏的溶解
度并增加石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 —種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為 水泥 17% 氟石膏 25-33% 粉煤灰 50-57% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽2-4% 上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 —種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為 水泥 17% 脫硫石膏 20-25% 粉煤灰 50% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽2-5% 硫酸鈉 3-8%
氟化鈣 2-4%硫酸鋁 2-4%上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為
水泥 17%
磷石膏 20-25%
粉煤灰 50%
高鎂石灰 3-5%
硫代硫酸鈉或無機銨鹽3-5%
硫酸鈉 5-8%
氟化鈣 2-4%
硫酸鋁 2-4%
上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
其中，所述水泥為硅酸鹽水泥。
其中，所述石灰為高鎂石灰，所述高鎂石灰的組分及含量為氧化f丐 65-67%氧化鎂 4-10%。 本發(fā)明提供的石膏基復(fù)合水硬性固化劑，根據(jù)粉煤灰固化原理及活性激發(fā)方法，
采用復(fù)合激發(fā)方法輔以活化劑實現(xiàn)粉煤灰的固化，水化反應(yīng)快，整體強度高。 本發(fā)明的另一技術(shù)問題在于提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，能夠提高石膏
的溶解度并增加石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 —種石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，其組分及含量為 水泥 8-10% 氟石膏 12-15% 粉煤灰 30% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽 2-5% 細(xì)砂 40% 上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 所述砌塊的形成條件為PH > 14，水量控制為過飽和。
其中，所述細(xì)砂的砂粒粒徑《2mm。 本發(fā)明提供的石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊不需要焙燒或蒸壓，免除了窯爐和蒸壓設(shè)備，大大減少了固定資產(chǎn)的投資。采用陽光通風(fēng)隧道加溫養(yǎng)護，溫度控制在4(TC -e(rc，通風(fēng)風(fēng)速為0. 05米/秒，相對濕度為40-60%，雙真空擠出成型并按尺寸切還，凝結(jié)硬化快，便于磚坯的搬運和碼垛，且后期強度可持續(xù)增長，不會因自然風(fēng)化而降低強度，使用壽命大大延長。
具體實施例方式
本發(fā)明旨在提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑及石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，通過加入固化活化劑組分，提高石膏的溶解度的同時增加石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。 下面對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 在石膏基復(fù)合水硬性固化劑的組分中，石膏可以采用天然石膏、磷石膏、脫硫石膏或氟石膏。石膏優(yōu)選為氟石膏，對粉煤灰起到硫酸鹽激發(fā)和固化作用。
實施例一 本發(fā)明實施例提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為 水泥 17% 氟石膏 25-33% 粉煤灰 50-57% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽 2-4%
上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 其中，硫代硫酸鈉或無機銨鹽為活化劑A，優(yōu)選為硫代硫酸鈉。 在石膏基復(fù)合水硬性固化劑與建筑用砂混合制備石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的過程中，活化劑A能提高石膏的溶解度生成高度分散的硫酸鈣，與體系中的氫氧化鈣反應(yīng)，更容易與粉煤灰生成鈣礬石等水化物產(chǎn)物；同時，水解后可提高溶液中的0H-濃度，促使粉煤灰玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破解，加速水化反應(yīng)。 采用上述石膏基復(fù)合水硬性固化劑，根據(jù)粉煤灰固化原理及活性激發(fā)方法，采用復(fù)合激發(fā)方法輔以活化劑實現(xiàn)粉煤灰的固化，針對氟石膏系組分的石膏基復(fù)合水硬性固化劑，活化劑A的加入能夠促進粉煤灰活性，加快水化反應(yīng)，提高整體強度。
實施例二 本發(fā)明實施例提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為 水泥 17% 脫硫石膏 20-25% 粉煤灰 50% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽 2-5% 硫酸鈉 3-8% 氟化鈣 2-4% 硫酸鋁 2-4% 上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 其中，硫代硫酸鈉或無機銨鹽為活化劑A，優(yōu)選為硫代硫酸鈉；硫酸鈉及其它無機鹽(氟化鈣、硫酸鋁)構(gòu)成活化劑B，其中活化劑B也可以為三乙醇銨，含量則為0. 05-0. 06%。 在石膏基復(fù)合水硬性固化劑與建筑用砂混合制備石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的過程中，活化劑A能提高石膏的溶解度生成高度分散的硫酸鈣，與體系中的氫氧化鈣反應(yīng)，
6更容易與粉煤灰生成鈣礬石等水化物產(chǎn)物；同時，水解后可提高溶液中的OH-濃度，促使粉煤灰玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破解，加速水化反應(yīng)?；罨瘎〣能與水化體系中的陽離子形成易溶于水的螯合物，且在粉煤灰微粒顆粒表面形成許多可溶點；更能促使水泥礦物水化，析出氫氧化鈣，使溶解速率提高，致使與石膏的反應(yīng)速度加快，水化硫鋁酸鈣量增多，有利于凝結(jié)和密實，從而提高早期強度，其中，水化硫鋁酸鈣中的鋁大部分來自粉煤灰，小部分來自水泥礦物；同時形成不穩(wěn)定絡(luò)合物，使氫氧化鈣過飽和程度提高，有效阻止水化初期形成疏松結(jié)晶產(chǎn)品的趨勢，從而提高石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。 采用上述石膏基復(fù)合水硬性固化劑，根據(jù)粉煤灰固化原理及活性激發(fā)方法，采用復(fù)合激發(fā)方法輔以活化劑實現(xiàn)粉煤灰的固化，針對脫硫石膏系組分的石膏基復(fù)合水硬性固化劑，活化劑A和活化劑B的加入能夠促進粉煤灰活性，加快水化反應(yīng)，提高整體強度。
實施例三 本發(fā)明實施例提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其組分及含量為 水泥 17% 磷石膏 20-25% 粉煤灰 50% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽 3-5% 硫酸鈉 5-8% 氟化鈣 2-4% 硫酸鋁 2-4% 上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。 其中，硫代硫酸鈉或無機銨鹽為活化劑A，優(yōu)選為硫代硫酸鈉；硫酸鈉及其它無機鹽(氟化鈣、硫酸鋁)構(gòu)成活化劑B，其中活化劑B也可以為三乙醇銨，含量則為0. 05-0. 06%。 在石膏基復(fù)合水硬性固化劑與建筑用砂混合制備石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的過程中，活化劑A能提高石膏的溶解度生成高度分散的硫酸鈣，與體系中的氫氧化鈣反應(yīng)，更容易與粉煤灰生成鈣礬石等水化物產(chǎn)物；同時，水解后可提高溶液中的OH-濃度，促使粉煤灰玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破解，加速水化反應(yīng)?；罨瘎〣能與水化體系中的陽離子形成易溶于水的螯合物，且在粉煤灰微粒顆粒表面形成許多可溶點；更能促使水泥礦物水化，析出氫氧化鈣，使溶解速率提高，致使與石膏的反應(yīng)速度加快，水化硫鋁酸鈣量增多，有利于凝結(jié)和密實，從而提高早期強度，其中，水化硫鋁酸鈣中的鋁大部分來自粉煤灰，小部分來自水泥礦物；同時形成不穩(wěn)定絡(luò)合物，使氫氧化鈣過飽和程度提高，有效阻止水化初期形成疏松結(jié)晶產(chǎn)品的趨勢，從而提高石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。 采用上述石膏基復(fù)合水硬性固化劑，根據(jù)粉煤灰固化原理及活性激發(fā)方法，采用復(fù)合激發(fā)方法輔以活化劑實現(xiàn)粉煤灰的固化，針對磷石膏系組分的石膏基復(fù)合水硬性固化劑，活化劑A和活化劑B的加入能夠促進粉煤灰活性，加快水化反應(yīng)，提高整體強度。
進一步地，所述的粉煤灰為電廠排出的低鈣粉煤灰或高鈣粉煤灰(高鈣粉煤灰的活性高于低鈣粉煤灰)，粉煤灰中含有的Si02、 AL203、 Fe203、 Ca0，生成鈣礬石和其他水化產(chǎn)物，同時降低材料成本。
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進一步地，水泥為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥與粉煤灰進行火山灰反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化硅酸鈣凝膠，使粉煤灰固化磚具有早期強度，從而實現(xiàn)免蒸免壓，減少投資，降低成本。 進一步地，高鎂石灰的組分及含量為
氧化f丐 65-67%
氧化鎂 4-10% 高鎂石灰可調(diào)節(jié)溶液的ra值，為生成鈣礬石創(chuàng)造條件，同時對粉煤灰和脫硫石膏起堿性活化劑的作用，促使粉煤灰中的活性物質(zhì)與其反應(yīng)，生成有利于鈣礬石的前期材料和其它水泥石材料。 下面通過粉煤灰的固化原理進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
1、水泥固化粉煤灰原理 粉煤灰同水泥進行水化，在形成硬化體的過程中，水泥熟料礦物的水化反應(yīng)在先，火山灰二次水化反應(yīng)在后，兩類水化反應(yīng)交替進行相輔相成按照"粉末效應(yīng)原理"，為水泥熟料礦物水化反應(yīng)提供較多的水化產(chǎn)物沉淀場合，從而促進水泥熟料礦物的水化等作用。
2 、石灰固化粉煤灰原理 石灰固化粉煤灰原理是當(dāng)粉煤灰在常溫下處于氫氧化鈣的液相環(huán)境中時，由于氫氧化鈣通過擴散到達(dá)粉煤灰球體表面，發(fā)生化學(xué)吸附和浸蝕使玻璃體溶解，激發(fā)活性Si02和AL203與氫氧化鈣相互作用生成水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽。
3、石膏固化粉煤灰原理 石膏對粉煤灰起到硫酸鹽激發(fā)作用，粉煤灰在石膏和堿性復(fù)合激發(fā)劑作用下生成水化鋁酸鈣、硅酸鈣和鈣礬石。
4、固化活化劑 在水泥_石灰_石膏復(fù)合固化粉煤灰的基礎(chǔ)上，添加了活化劑A和活化劑B。活化劑A能提高石膏的溶解度生成高度分散的硫酸鈣，與體系中的氫氧化鈣反應(yīng)，更容易與粉煤灰生成鈣礬石等水化物產(chǎn)物；同時，水解后可提高溶液中的OH-濃度，促使粉煤灰玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破解，加速水化反應(yīng)?；罨瘎〣能與水化體系中的陽離子形成易溶于水的螯合物，且在粉煤灰微粒顆粒表面形成許多可溶點；更能促使水泥礦物水化，析出氫氧化鈣，使溶解速率提高，致使與石膏的反應(yīng)速度加快，水化硫鋁酸鈣量增多，有利于凝結(jié)和密實，從而提高早期強度，其中，水化硫鋁酸鈣中的鋁大部分來自粉煤灰，小部分來自水泥礦物；同時形成不穩(wěn)定絡(luò)合物，使氫氧化鈣過飽和程度提高，有效阻止水化初期形成疏松結(jié)晶產(chǎn)品的趨勢，從而提高石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的致密性和強度。
實施例四 本發(fā)明實施例提供一種石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，其組分及含量為 水泥 8-10% 氟石膏 12-15% 粉煤灰 30% 高鎂石灰 3-5% 硫代硫酸鈉或無機銨鹽 2-5% 細(xì)砂 40%
上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
所述砌塊的形成條件為PH > 14，水量控制為過飽和。
進一步地，所述細(xì)砂的砂粒粒徑《2mm。 石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊屬于石膏基復(fù)合水硬性固化劑制品，充分水化后的主要水化產(chǎn)物有水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、鈣礬石、水化硫鋁酸鈣和水石榴石等，同時存在著過量的氫氧化鈣，需要說明的是，水化硫鋁酸鈣為單琉型水化硫鋁酸鈣，其抗碳化和抗凍融的性能較強。對于石膏基復(fù)合水硬性固化劑制品來說，氫氧化鈣的存在是水泥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、混凝土耐久的物質(zhì)基礎(chǔ)和標(biāo)志。由水泥最初水化生成的氫氧化鈣礦物，隨著與粉煤灰中硅、鋁質(zhì)等材料的水化反應(yīng)不斷進行，最終使水泥結(jié)石穩(wěn)定。 采用上述配比的石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊不需要焙燒或蒸壓，免除了窯爐和蒸壓設(shè)備，大大減少了固定資產(chǎn)的投資。采用陽光通風(fēng)隧道加溫養(yǎng)護，溫度控制在40°C _60°C ，通風(fēng)風(fēng)速為0. 05米/秒，相對濕度為40-60% ，雙真空擠出成型并按尺寸切坯，凝結(jié)硬化快，便于磚坯的搬運和碼垛，且后期強度可持續(xù)增長，不會因自然風(fēng)化而降低強度，使用壽命大大延長。 基于我國國情原因，磷石膏的雜質(zhì)較多，不易分離，因此，優(yōu)選氟石膏作為石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的石膏原料。 另外，需要說明的是，采用的粉煤灰也可采用粉煤灰、磨細(xì)礦粉和尾礦微粉的混合物，均為綠色環(huán)保材料；采用的細(xì)砂可以來自天然砂、人造砂和改造土壤取砂，基于綠色環(huán)?？紤]，優(yōu)選改造土壤獲得細(xì)砂，具體為將低堿砂土風(fēng)化取得細(xì)砂和亞砂土，其中，亞砂土可以回收利用作為植物種植的土壤。 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其特征在于，其組分及含量為水泥 17％氟石膏25-33％粉煤灰50-57％高鎂石灰 3-5％硫代硫酸鈉或無機銨鹽 2-4％上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
1. 一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其特征在于，其組分及含量為水泥氟石膏粉煤灰高鎂石灰硫代硫酸鈉或無機銨鹽上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
2. —種石膏基復(fù)合水硬性固化劑，其特征在于，其組分及含量為水泥脫硫石膏粉煤灰高鎂石灰硫代硫酸鈉或無機銨鹽硫酸鈉氟化鈣硫酸鋁上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
3. —種石膏基復(fù)合水硬性固化劑水泥磷石膏粉煤灰高鎂石灰硫代硫酸鈉或無機銨鹽硫酸鈉 5-8%氟化鈣 2-4%硫酸鋁 2-4%上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的石硅酸鹽水泥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的石灰的組分及含量為65-67%4-10%。
6. —種石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，其特征在于，其組分及含量為水泥 8-10%氟石膏 12-15%粉煤灰 30%高鎂石灰 3-5%,其特征在于，其組分及含j17%25-33%50-57%3-5%2-4%,其特征在于，其組分及含j17%20-25%50%3-5%2- 5%3- 8%2-4%2- 4%,其特征在于，其組分及含j17%20-25%50%3- 5%3-5%基復(fù)合水硬性固化劑，其特征在于，所述水泥為基復(fù)合水硬性固化劑，其特征在于，所述高鎂石氧化鈣氧化鎂硫代硫酸鈉或無機銨鹽2-5%2細(xì)砂 40%上述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，其特征在于，所述砌塊的形成條件為PH > 14，水量控制為過飽和。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，其特征在于，所述細(xì)砂的砂粒粒徑《2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石膏基復(fù)合水硬性固化劑及石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊，涉及石膏基復(fù)合水硬性凝膠材料領(lǐng)域。所述石膏基復(fù)合水硬性固化劑的組分為水泥，石膏以及活性化學(xué)物質(zhì)A、B(金屬鹽、堿金屬鹽、堿土金屬鹽)。本發(fā)明應(yīng)用于石膏基復(fù)合水硬性固化砌塊的制備。
文檔編號C04B18/08GK101786848SQ200910052989
公開日2010年7月28日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者施無我 申請人:施無我