一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法与流程

本发明属于固废资源化处理领域，具体涉及一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法。

背景技术：

随着环保理念更加深入人心，现在的中国能源结构出现很多新面孔，就光电站这一方面，出现了核能发电、潮汐发电、风能发电和太阳发电等绿色发电方法。但是光靠这些方法并不能满足供给14亿人口的用电需求，现阶段发电站还是主要是以燃烧煤炭发电为主。燃烧煤炭发电带来的弊端就是会排放大量二氧化硫，现在运用的最多的方法是对烟气进行湿法石灰脱硫处理，脱硫石膏就是这一处理工序中产生的副产品。

脱硫石膏相比于天然石膏，原始物理状态就不一样，易磨性也相差较大，最影响其应用的是高含水量，流变性能差的缺点。如果脱硫石膏制品不处理直接使用，会出现颗粒离析、分层严重和制品容重较大的问题，严重影响其实际使用。通过研究，有学者提出用煅烧的方法来处理脱硫石膏，控制合适的参数，可以使煅烧后的脱硫石膏制成的制品获得良好的性能达到应用标准。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，该方法所得脱硫石膏基蒸压加气混凝土具有脱硫石膏大掺量，处理简单，成本较低，强度高的特点,与传统粉煤灰基蒸压加气混凝土相比，主要增强的矿物组分为硅基托勃莫来石，硫基托勃莫来石和石膏基增强材料。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土，包括以下按质量计的组分：

脱硫石膏300-900g

粉煤灰600-900g

石灰50-200g

胶凝材料50-190g

减水剂1g-2g

碱激发剂1-20g

发泡剂1-15g

水500-800g。

作为改进的是，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上。

作为改进的是，所述碱激发剂为硫酸钠、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠的一种或者多种混合而成。

作为改进的是，所述胶凝材料为硅酸盐水泥、粉煤灰、偏高岭土或矿渣的一种或者多种混合而成。

作为改进的是，所述发泡剂为铝粉或双氧水一种或者两种混合而成。

上述脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将脱硫石膏放入40-70℃烘箱中烘24-48h后，转入球磨机中充分球磨，获得360-450m²/kg的脱硫石膏粉料；

第二步，称取碱激发剂和水，倒入玻璃烧杯中，用玻璃棒充分搅拌获得混合液a；

第三步，将脱硫石膏、胶凝材料和石灰倒入搅拌锅中，用62±5r/min的搅拌速度慢速搅拌90s后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中间，再加入减水剂，得混合物b；

第四步，往混合物b中加入混合液a，然后以62±5r/min慢速搅拌90s，得混合物c；

第五步，将发泡剂加入混合物c中，先用62±5r/min的搅拌速度慢搅拌15s后，切换搅拌速度为125±10r/min的快搅拌，搅拌30s后，装模，连同模具一起置入70℃湿气养护箱中养护24h，拆模获得未蒸压样品d；

第六步，将未蒸压样品d放入蒸压釜中，在100-300℃下，0.5-3mpa下蒸压6-24h后烘干，即得脱硫石膏基蒸压加气混凝土。

有益效果：

与现有技术相比，本发明一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，通过粉煤灰、石灰和胶凝材料构建组织框架，改善脱硫石膏颗粒离析、分层严重和制品容重较大的问题。该方法所消耗的脱硫石膏量大，而且制品各项性能优异，达到国家标准，可以运用于实际生产，解决脱硫石膏带来的环境污染并且实现脱硫石膏高值化建材化的应用目的，带来可观的经济价值；具有如下优势：

1.经过简单的烘干粉磨处理后的脱硫石膏即可直接用于制备工序，节省成本，方便处理，操作简单；

2.本发明涉及一种大掺量脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备，所消耗的脱硫石膏量大，而且制品各项性能优异，并且制成的脱硫石膏成品性能超过国家标准，可以大量应用实际的工程生产中取代部分粉煤灰蒸压加气混凝土，能够很好解决脱硫石膏堆积导致的环境污染问题；

3.解决脱硫石膏带来的环境污染并且实现脱硫石膏高值化建材化的应用目的，带来可观的经济价值；本发明将难以处理的工业固废脱硫石膏大掺量（20%-50%）的运用起来创造了实际的经济价值，拓宽蒸压加气混凝土的原料来源并创造出实际的经济价值。

附图说明

图1为普通粉煤灰蒸压加气混凝土的sem图；

图2为脱硫石膏基蒸压加气混凝土的sem图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，包括以下质量份组分：

脱硫石膏600g

粉煤灰900g

石灰50g

胶凝材料50g

减水剂1g

碱激发剂1g

发泡剂1g

水500g

其中，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上，所述碱激发剂为硫酸钠；所述胶凝材料为偏高岭土；所述发泡剂为铝粉。

上述脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将脱硫石膏放入40℃烘箱中，烘干24h，然后放入球磨机中充分球磨，获得360m²/kg脱硫石膏粉料。然后将1g碱激发剂倒入烧杯中，加入500g水，充分搅拌配成混合碱激发剂。然后将600g脱硫石膏、900g粉煤灰、50g石灰、250g胶凝材料倒入搅拌锅中，慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，然后加入1g减水剂并将配置好的混合碱激发剂倒入搅拌好的粉料中，然后在缓慢搅拌90s，最后再将1g发泡剂加入搅拌锅中，先慢速搅拌15s，再快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模放入蒸压釜中，控制蒸压温度为100℃，蒸压压力为0.5mpa，蒸压时间为6h，然后取出烘干，获得成品。

实施例2

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，包括以下质量份组分：

脱硫石膏700g

粉煤灰750g

石灰125g

胶凝材料125g

减水剂1.5g

碱激发剂12g

发泡剂7g

水650g

其中，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上，所述碱激发剂为碳酸钠；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥；所述发泡剂为双氧水。

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将脱硫石膏放入55℃烘箱中，烘干36h，然后放入球磨机中充分球磨，获得400m²/kg脱硫石膏粉料。然后将12g碱激发剂倒入烧杯中，加入650g水，充分搅拌配成混合碱激发剂。然后将700g脱硫石膏、750g粉煤灰、125g石灰、125g胶凝材料倒入搅拌锅中，慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，然后加入1.5g减水剂并将配置好的混合碱激发剂倒入搅拌好的粉料中，然后在缓慢搅拌90s，最后再将7g发泡剂加入搅拌锅中，先慢速搅拌15s，再快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模放入蒸压釜中，控制蒸压温度为220℃，蒸压压力为1.6mpa，蒸压时间为18h，然后取出烘干，获得成品。

实施例3

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，包括以下质量份组分：

脱硫石膏800g

粉煤灰600g

石灰200g

胶凝材料190g

减水剂2g

碱激发剂20g

发泡剂15g

水800g

其中，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上，所述碱激发剂为硫酸钠与硅酸钠混合而成；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥与偏高岭土混合而成；所述发泡剂为铝粉或双氧水混合而成。

上述脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将脱硫石膏放入70℃烘箱中，烘干48h，然后放入球磨机中充分球磨，获得400m²/kg脱硫石膏粉料。然后将20g碱激发剂倒入烧杯中，加入650g水，充分搅拌配成混合碱激发剂。然后将800g脱硫石膏、600g粉煤灰、200g石灰、190g胶凝材料倒入搅拌锅中，慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，然后加入2g减水剂并将配置好的混合碱激发剂倒入搅拌好的粉料中，然后在缓慢搅拌90s，最后再将7g发泡剂加入搅拌锅中，先慢速搅拌15s，再快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模放入蒸压釜中，控制蒸压温度为300℃，蒸压压力为3mpa，蒸压时间为24h，然后取出烘干，获得成品。

实施例4

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，包括以下质量份组分：

脱硫石膏300g

粉煤灰900g

石灰50g

胶凝材料50g

减水剂1g

碱激发剂1g

发泡剂1g

水500g

其中，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上，所述碱激发剂为硫酸钠；所述胶凝材料为偏高岭土；所述发泡剂为铝粉。

上述脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将脱硫石膏放入40℃烘箱中，烘干24h，然后放入球磨机中充分球磨，获得360m²/kg脱硫石膏粉料。然后将1g碱激发剂倒入烧杯中，加入500g水，充分搅拌配成混合碱激发剂。然后将300g脱硫石膏、900g粉煤灰、50g石灰、250g胶凝材料倒入搅拌锅中，慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，然后加入1g减水剂并将配置好的混合碱激发剂倒入搅拌好的粉料中，然后在缓慢搅拌90s，最后再将1g发泡剂加入搅拌锅中，先慢速搅拌15s，再快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模放入蒸压釜中，控制蒸压温度为100℃，蒸压压力为0.5mpa，蒸压时间为6h，然后取出烘干，获得成品。

实施例5

一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，包括以下质量份组分：

脱硫石膏900g

粉煤灰600g

石灰200g

胶凝材料190g

减水剂2g

碱激发剂20g

发泡剂15g

水800g

其中，所述脱硫石膏中二水石膏掺量为70%以上，所述碱激发剂为硫酸钠与硅酸钠混合而成；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥与偏高岭土混合而成；所述发泡剂为铝粉或双氧水混合而成。

上述脱硫石膏基蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将脱硫石膏放入70℃烘箱中，烘干48h，然后放入球磨机中充分球磨，获得400m²/kg脱硫石膏粉料。然后将20g碱激发剂倒入烧杯中，加入650g水，充分搅拌配成混合碱激发剂。然后将900g脱硫石膏、600g粉煤灰、200g石灰、190g胶凝材料倒入搅拌锅中，慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，然后加入2g减水剂并将配置好的混合碱激发剂倒入搅拌好的粉料中，然后在缓慢搅拌90s，最后再将7g发泡剂加入搅拌锅中，先慢速搅拌15s，再快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模放入蒸压釜中，控制蒸压温度为300℃，蒸压压力为3mpa，蒸压时间为24h，然后取出烘干，获得成品。

性能检测：

力学性能检测依照国家标准《蒸压加气混凝土性能试验方法》（gb/t11969-2008），采用边长为100mm的标准立方体试件的模具，将按照配方制备好的脱硫石膏基蒸压加气混凝土放入模具中，使混凝土均匀地充满整个模具，放入蒸汽养护箱中养护24h后，拆模后放入烘干箱中烘干，之后对其进行强度的测试。

不同密度等级的脱硫石膏基蒸压加气混凝土试块的抗压强度

注：表格中序号1为实施例1和实施例4的所得产品的性能平均值；

表格中序号2为实施例2的配方制备的产品；

表格中序号3为实施例3和实施例5的所得产品的性能平均值。

本发明是一种脱硫石膏基蒸压加气混凝土及其制备方法，采用大量的脱硫石膏作为基体材料，制作出来的样品性能优异，各项性能高于国家标准，比市面上生产的粉煤灰基蒸压加气混凝土性能还要优异，可以用于实际生产。在解决脱硫石膏堆积导致的环境问题的同时，还实现了固废的高值化利用，创造出实际的经济价值。

在b06密度级别的样品中，脱硫石膏基蒸压加气混凝土抗压强度达到4.4mpa，同等级的粉煤灰蒸压加气混凝土仅有3.7mpa。本发明制作出来的脱硫石膏基蒸压加气混凝土使用了20-50%脱硫石膏的固废情况下依旧可以获得比市面上售卖的粉煤灰蒸压加气混凝土更好的性能。对比图1-2的扫描电镜图，可以很轻易的发现脱硫石膏基蒸压加气混凝土具有独有的网状托勃莫来石结构，基体比粉煤灰蒸压加气混凝土更加的完整。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

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