一種石膏基膠凝材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膠凝材料，尤其涉及一種以水泥、石膏為膠結(jié)料的復(fù)合膠凝材料。
【背景技術(shù)】
[0002]膠凝材料是在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，制成有一定機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合固體的物質(zhì)。硅酸鹽水泥是當(dāng)今世界上最主要的建筑用膠凝材料，它的熟料以硅酸三鈣(C3S)礦物為主，硅酸鹽水泥具有原料儲(chǔ)備豐富、生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)。但硅酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，早期強(qiáng)度低，收縮率大，耐久性差，對(duì)于要配制那些要求固化時(shí)間短、早期強(qiáng)度高、收縮率低的特種砂漿無(wú)法達(dá)到各方面的性能要求。
[0003]傳統(tǒng)的石膏具有凝結(jié)硬化快、不收縮、輕質(zhì)、保溫、節(jié)能等特點(diǎn)，已廣泛用作室內(nèi)裝修材料，但由于其強(qiáng)度低、耐水性能差(軟化系數(shù)低)這兩大世界性難題限制了它的應(yīng)用范圍。硬石膏又稱為無(wú)水石膏，有天然的和人造取的兩大類，后者由二水石膏經(jīng)360?1000°C煅燒形成的硬石膏，其中二水石膏經(jīng)360?500°C煅燒的石膏，稱慢溶硬石膏叫硬石霄I1-S，500?700°C生成的硬石霄叫硬石霄I1-U，稱不溶性硬石霄，700?100CTC生成的硬石膏叫硬石膏I1-E，稱為澆注硬石膏I1-E。無(wú)水石膏強(qiáng)度高于建筑石膏，但仍存在缺陷，人們通過(guò)添加水泥和火山灰質(zhì)活性材料對(duì)無(wú)水石膏進(jìn)行改性，期望提高無(wú)水石膏的強(qiáng)度和耐水性，取得一定效果，但由于成本高，無(wú)法獲得推廣應(yīng)用。法國(guó)通過(guò)特殊煅燒工藝，制備出高強(qiáng)度石膏，命名石膏-水泥。該產(chǎn)品已投放市場(chǎng)，但該產(chǎn)品的水化產(chǎn)物仍為二水石膏，屬氣硬性材料，耐水性能差，應(yīng)用范圍有限。而傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥由于強(qiáng)度高、耐候性好、耐水性好，已廣泛用作建筑材料、公路材料等，但也存在生產(chǎn)能耗大、生產(chǎn)成本高、固化慢和收縮變形大等缺陷，在某些方面使用不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種原材料來(lái)源廣、成本較低且具有早強(qiáng)、高強(qiáng)和收縮率低的膠凝材料。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉10?30 %，石膏混合料20 %?60 %，活性摻合料10 %?45 %，堿性激發(fā)劑4 %?15 %，促凝劑O?6%，早強(qiáng)劑O?I %，減水劑O?I %，石灰O?5% ;
所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為1:3?4:5 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏、氟石膏、硬石膏I1-S、硬石膏I1-U或硬石膏I1-E ;其粒度為，氟石膏、硬石霄I1-S、硬石霄I1-E為80?300目，天然硬石霄和硬石霄I1-U為100?500目；
所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)氟石粉、硅灰、磨細(xì)化鐵爐渣、磨細(xì)爐渣中的一種或兩種以上的混合物，綜合比表面積彡400g/cm2；
所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、堿渣或電石渣中的一種或兩種以上混合物；
所述促凝劑為選自 Na2S04、K2SO4, NaHSO4, KHSO4, CuSO4, FeSO4, AL2 (SO4) 3、ZnSO4,KAL (SO4)2, K2Cr2O7中的一種或兩種以上的混合物。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括有超塑化劑和穩(wěn)定劑。
[0007]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述超塑化劑為干酪素或聚羧酸醚高效減水劑。
[0008]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素醚或陰離子型高分子共聚物。
[0009]本發(fā)明采用的有益效果是:本發(fā)明的膠凝材料利用硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥和石膏在一定的比例下混合后能反應(yīng)生成具有膨脹特性的鈣礬石，使其具備快凝、快硬和收縮率低的特性，從而可用于制備以縮短工期，快速交付使用為目的的各種快硬性砂漿。本發(fā)明不僅能提供具有早強(qiáng)、高強(qiáng)和收縮率低的膠凝材料，同時(shí)其原料來(lái)源廣、生產(chǎn)成本低且具有環(huán)保減排的功能。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0011]實(shí)施例1，一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉30%，石膏混合料20 %，活性摻合料22 %，堿性激發(fā)劑15%，促凝劑6 %，早強(qiáng)劑I %，減水劑I %，石灰5 %;所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為1:3 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏；其粒度為200目；所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰和磨細(xì)爐渣中的混合物，綜合比表面積520g/cm2;所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥的混合物；所述促凝劑為選自Na2S04、AL2 (SO4) 3和K 2Cr207中的混合物。參照GB175水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為21.5MPa，抗折強(qiáng)度為4.4MPa，28天抗壓強(qiáng)度為49.6MPa，抗折強(qiáng)度為7.0MPa?
[0012]實(shí)施例2，一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉20%，石膏混合料60 %，活性摻合料10 %，堿性激發(fā)劑4 %，促凝劑2 %，早強(qiáng)劑0.5%，減水劑0.5 %，石灰3%;所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為2:3 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏和硬石膏I1-S ;其粒度為，硬石膏I1-S為300目，天然硬石膏為200目；所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)氟石粉、硅灰、磨細(xì)化鐵爐渣和磨細(xì)爐渣的混合物，綜合比表面積450g/cm2;所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、堿渣和電石渣中的混合物；所述促凝劑為選自Na2S04、K2S04、NaHS04、KHS04、CuS04、FeS04、AL2(S04)3、ZnS04、KAL(S04)jP K2Cr2O7中的混合物。參照 GB175 水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為16.5MPa，抗折強(qiáng)度為3.8MPa，28天抗壓強(qiáng)度為37.6MPa，抗折強(qiáng)度為6.8MPa。
[0013]實(shí)施例3，一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉30%，石膏混合1420%,活性摻合料45 %，堿性激發(fā)劑4 %，促凝劑0.25%,早強(qiáng)劑0.25%,減水劑0.25%,石灰0.25% ;所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為4:5 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏、氟石膏、硬石膏I1-E ;其粒度為，氟石膏、硬石膏I1-S、硬石膏I1-E為300目，天然硬石膏為500目；所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)氟石粉、硅灰、磨細(xì)化鐵爐渣和磨細(xì)爐渣的混合物，綜合比表面積450g/cm2;所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、堿渣和電石渣的混合物；所述促凝劑為選自Na2SO4, K2SO4, AL2 (SO4) 3和ZnSO 4的混合物。參照GB175水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為15.7MPa，抗折強(qiáng)度為3.6MPa，28天抗壓強(qiáng)度為36.3MPa，抗折強(qiáng)度為6.6MPa。
[0014]實(shí)施例4，一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉30%，石膏混合1420%,活性摻合料43 %，堿性激發(fā)劑4 %，促凝劑0.25%,早強(qiáng)劑0.25%,減水劑0.25%,石灰0.25%, 1%的干酪素和1%的羥乙基纖維素醚；所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為4:5 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏、氟石膏、硬石膏I1-E ;其粒度為，氟石膏、硬石膏Π-S、硬石膏I1-E為300目，天然硬石膏為500目；所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)氟石粉、硅灰、磨細(xì)化鐵爐渣和磨細(xì)爐渣的混合物；所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、堿渣和電石渣的混合物，綜合比表面積430g/cm2;所述促凝劑為選自Na 2S04、K2SO4, AL2 (SO4) 3和ZnSO 4的混合物。經(jīng)試驗(yàn)表明，分別在8、15、30、45、60min時(shí)用鏟刀在表面劃一道，可以看到使用干酪素作為超塑化劑，可在45min時(shí)仍具有很好的自愈合性能，這在實(shí)際施工中，可以使施工工具劃過(guò)的地方自動(dòng)愈合，從而達(dá)到光滑平整的表面。參照GB175水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為16.7MPa，抗折強(qiáng)度為3.8MPa，28天抗壓強(qiáng)度為37.5MPa，抗折強(qiáng)度為 6.8MPa。
[0015]本發(fā)明的膠凝材料利用硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥和石膏在一定的比例下混合后能反應(yīng)生成具有膨脹特性的鈣礬石，使其具備快凝、快硬和收縮率低的特性，從而可用于制備以縮短工期，快速交付使用為目的的各種快硬性砂漿。本發(fā)明不僅能提供具有早強(qiáng)、高強(qiáng)和收縮率低的膠凝材料，同時(shí)其原料來(lái)源廣、生產(chǎn)成本低且具有環(huán)保減排的功能。
[0016]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石膏基膠凝材料，其特征包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑，各組分的重量配比為:高爐礦渣粉10?30%，石膏混合料20 %?60 %，活性摻合料10 %?45 %，堿性激發(fā)劑4 %?15 %，促凝劑O?6 %，早強(qiáng)劑O?I %，減水劑O?I %，石灰O?5% ; 所述石膏混合料包括干基磷石膏和硬石膏粉，兩者的重量配比為1:3?4:5 ;所述硬石膏粉為天然硬石膏、氟石膏、硬石膏I1-S、硬石膏I1-U或硬石膏I1-E ;其粒度為，氟石膏、硬石霄I1-S、硬石霄I1-E為80?300目，天然硬石霄和硬石霄I1-U為100?500目； 所述活性摻合料為選自磨細(xì)水淬高爐礦渣、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)氟石粉、硅灰、磨細(xì)化鐵爐渣、磨細(xì)爐渣中的一種或兩種以上的混合物，綜合比表面積彡400g/cm2； 所述堿性激發(fā)劑為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、堿渣或電石渣中的一種或兩種以上混合物；所述促凝劑為選自 Na2S04、K2SO4, NaHSO4, KHSO4, CuSO4, FeSO4, AL2 (SO4) 3、ZnSO4,KAL (SO4)2, K2Cr2O7中的一種或兩種以上的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏基膠凝材料，其特征是還包括有超塑化劑和穩(wěn)定劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石膏基膠凝材料，其特征是所述超塑化劑為干酪素或聚羧酸醚高效減水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石膏基膠凝材料，其特征是所述穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素醚或陰離子型高分子共聚物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石膏基膠凝材料，包括高爐礦渣粉、石膏混合料、活性摻合料、堿性激發(fā)劑、促凝劑、石灰、減水劑和早強(qiáng)劑。本發(fā)明的膠凝材料利用硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥和石膏在一定的比例下混合后能反應(yīng)生成具有膨脹特性的鈣礬石，使其具備快凝、快硬和收縮率低的特性，從而可用于制備以縮短工期，快速交付使用為目的的各種快硬性砂漿。本發(fā)明不僅能提供具有早強(qiáng)、高強(qiáng)和收縮率低的膠凝材料，同時(shí)其原料來(lái)源廣、生產(chǎn)成本低且具有環(huán)保減排的功能。
【IPC分類】C04B18-14, C04B28-14
【公開號(hào)】CN104803651
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510207204
【發(fā)明人】蔣海托, 王東, 劉 英, 汪清, 王玉舟
【申請(qǐng)人】銅陵海源超微粉體有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日