一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法与流程

本发明属于固废资源化处理领域，具体涉及一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法。

背景技术：

磷石膏是湿法磷酸产业和磷肥产业的副产品，每生产一吨的磷酸就会产生4-5吨的磷石膏，化工制品产能的增加带来的就是其连带产生的废弃物的激增。磷石膏不同于普通的二水石膏，里面含有较多的杂质，杂质的类型比较复杂种类比较多。一般按杂质性质可以将其分为磷酸盐杂质、氟化物杂质、有机杂质和其他杂质。磷酸盐主要形式是磷酸钙、磷酸氢钙等，氟化物主要形式是氟化钠、氟化钙等，有机杂质包括乙二醇甲醚乙酸酯等，其他杂质一般是重金属材料和放射性的杂质为主。这些杂质中对磷石膏应用影响最大的就是磷酸盐和氟化物杂质，磷石膏无论是作为原材料还是缓凝剂应用到水泥产业中时，磷酸盐和氟化物对水泥凝结和早期抗压强度都有较大的不利影响。

对磷石膏杂质去除的研究发现用氨水、氢氧化钙和柠檬酸等化学试剂能一定程度的除去杂质，降低杂质带来的负面影响。虽然处理后磷石膏可以代替部分的天然石膏，但是天然石膏在水泥产业中用量有限，并不能解决磷石膏大量堆积的现状。也有学者提出用煅烧和蒸压的方法处理磷石膏，通过处理使石膏改性成为半水石膏同时使杂质失去活性，处理后的磷石膏在建材方面有一定的应用，但是处理成本较高，处理的量也有一定限制，实际应用效益不佳。通过之后研究，尝试将磷石膏应用于蒸压加气混凝土中，发现磷石膏的杂质在蒸压加气混凝土造成的负面影响较小，现在虽然有人使用磷石膏制作出来蒸压加气混凝土，但是所用的磷石膏的都是经过预处理的，这些预处理不仅会造成成本的上升，还会带来环境污染。所以发明一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，加入原状磷石膏，同时还保证强度等各项性能都达到国家蒸压加气混凝土的要求。该发明不仅解决磷石膏大量堆积的问题，还能很好地降低生产成本减少污染保护环境。

cn10273712b公开了一种磷石膏混凝土加气块。它由下述原料按重量百分比混合而成：磷石膏矿物质40-51％、二氧化硅质量百分含量高于80％的矿物质15-25％、氧化钙质量百分含量高于50％的石灰石15-25％、生石灰16-18％、水泥2-5％。本发明通过对磷石膏进行物理变性制成节能建筑材料，不但减少了工业废渣对环境造成的污染，而且有效地节约了矿产资源，提高了资源利用率。但是该发明中进行烘干粉磨处理，不适合工厂里面的生产应用。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，本发明制备得到的原状磷石膏蒸压加气混凝土具有不用预处理、直接应用、处理简单、成本较低、制品强度高的特点。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照质量计称取以下组分：原状磷石膏100-831g，粉煤灰500-1000g，石灰50-250g，胶凝材料50-250g，减水剂1-2g，碱激发剂1-20g，发泡剂1-15g，水400-800g；所述原状磷石膏固含量在50%以上，粘度范围在1000-4000pa·s；

步骤2，将碱激发剂和所需要的水称好，倒入玻璃烧杯中，用玻璃棒充分搅拌获得混合液a；

步骤3，将原状磷石膏、粉煤灰、胶凝材料和石灰倒入搅拌锅中，用60±5r/min的搅拌速度慢速搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中间，并且加入减水剂，得混合物b；

步骤4，往混合物b中加入混合液a，然后用60±5r/min的搅拌速度慢速搅拌90s，得混合物c；

步骤5，将发泡剂加入混合物c中，先用60±5r/min的搅拌速度慢搅拌15s后，切换搅拌速度为130±10r/min的快搅拌，搅拌30s后，装模，然后放入70℃湿气养护箱中养护24h，拆模获得未蒸压样品d；

步骤6，将未蒸压样品d放入蒸压釜中，在100-300℃温度下，0.5-3mpa压强下蒸压6-24h时间，取出后烘干，获得成品。

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

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

作为改进的是，所述发泡剂为铝粉或双氧水中一种或几种混合而成。

有益效果：

与现有技术相比，本发明一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法具有如下优势：

1.本发明中制备的原状磷石膏蒸压加气混凝土不需要对磷石膏进行预处理，避免了对磷石膏进行预处理造成二次污染，节省成本，保护环境，操作简单；

2.本发明制备的原状磷石膏基蒸压加气混凝土，制造过程需要的原状磷石膏量大，并且制成的磷石膏成品性能均超过国家标准，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，能够很好解决磷石膏堆积导致的环境污染问题；

3.本发明将难以处理的工业固废磷石膏大批量（10-39%）直接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为原状磷石膏蒸压加气混凝土的sem图；

图2为粉煤灰蒸压加气混凝土的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

一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按质量计称取以下组分：

原状磷石膏100g

粉煤灰600g

石灰50g

胶凝材料250g

减水剂1g

碱激发剂1g

发泡剂1g

水400g

其中，原状磷石膏固含量在50%以上，粘度范围在1000pa·s之间。

所述碱激发剂为硫酸钠；胶凝材料为硅酸盐水泥；所述发泡剂为铝粉。

步骤2，将1g碱激发剂倒入烧杯中，加入400g水，充分搅拌配成混合碱激发剂；

步骤3，将100g原状磷石膏、600g粉煤灰、50g石灰、250g胶凝材料倒入搅拌锅中，55r/min的速度搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，再加入1g减水剂，混合均匀；

步骤4，向步骤3中混合溶液中加入配置好的混合碱激发剂中，55r/min的速度搅拌90s；

步骤5，将1g发泡剂加入搅拌锅中，先55r/min的速度慢速搅拌15s，再用120r/min的速度快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模得未蒸压样品d；

步骤6，将未蒸压样品d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

一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按质量计称取以下组分：

原状磷石膏258g

粉煤灰500g

石灰125g

胶凝材料150g

减水剂1.5g

碱激发剂10g

发泡剂7g

水600g

其中，原状磷石膏固含量在50%以上，粘度范围在3000pa·s之间；

所述碱激发剂为硫酸钠和氢氧化钠的混合物；所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿渣的混合物；所述发泡剂为铝粉和双氧水的混合物。

步骤2，将10g碱激发剂倒入烧杯中，加入400g水，充分搅拌配成混合碱激发剂；

步骤3，将258g原状磷石膏、500g粉煤灰、125g石灰、150g胶凝材料倒入搅拌锅中，60r/min的速度搅拌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，混合均匀；

步骤4，向步骤3中混合溶液中加入配置好的混合碱激发剂中，60r/min的速度搅拌90s；

步骤5，将7g发泡剂加入搅拌锅中，先60r/min的速度慢速搅拌15s，再用130r/min的速度快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模得未蒸压样品d；

步骤6，将未蒸压样品d放入蒸压釜中，控制蒸压温度为225℃，蒸压压力为2mpa，蒸压时间为16h，然后取出烘干，获得成品。

实施例3

一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按质量计称取以下组分：

原状磷石膏831g

粉煤灰1000g

石灰250g

胶凝材料50g

减水剂2g

碱激发剂20g

发泡剂15g

水800g

其中，原状磷石膏固含量在50%以上，粘度范围在4000pa·s之间。

所述碱激发剂为硫酸钠、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的混合物；

所述胶凝材料为硅酸盐水泥、粉煤灰、偏高岭土和矿渣的混合物；发泡剂为铝粉和双氧水的混合物。

步骤2，将20g碱激发剂倒入烧杯中，加入400g水，充分搅拌配成混合碱激发剂；

步骤3，将831g原状磷石膏、1000g粉煤灰、250g石灰、50g胶凝材料倒入搅拌锅中，65r/min的速度搅拌90s，在搅拌停止后，将叶片和锅壁的泥浆刮入锅中，再加入2g减水剂，混合均匀；

步骤4，向步骤3中混合溶液中加入配置好的混合碱激发剂中，65r/min的速度搅拌90s；

步骤5，将15g发泡剂加入搅拌锅中，先65r/min的速度慢速搅拌30s，再用140r/min的速度快速搅拌30s，装模放入70℃湿气养护箱中养护24h，然后拆模得未蒸压样品d；

步骤6，将未蒸压样品d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。

性能测试

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磷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。

不同密度等级的磷石膏基蒸压加气混凝土试块的抗压强度

本发明是一种原状磷石膏蒸压加气混凝土的制备方法，使用原状磷石膏作为原料，制作出来的原状磷石膏蒸压加气混凝土性能优异，远远高于国家标准。相比于粉煤灰蒸压加气混凝土，本发明采用大量的固废——原状的磷石膏，在节省成本的同时，还能保证强度高于粉煤灰蒸压加气混凝土。相比于磷石膏蒸压加气混凝土，本发明革新了技术，通过控制参数，可以获得性能更为优异的原状磷石膏蒸压加气混凝土。不仅在原材料上做除了创新——直接使用原状磷石膏，而且原状磷石膏蒸压加气混凝土的强度优异，比现有的磷石膏蒸压加气混凝土更具优势。

从图1中可以很容易的看出与粉煤灰蒸压加气混凝土相比，原状磷石膏基蒸压加气混凝土在孔隙处结构更为丰富，交错的硬石膏相与托勃莫来石相保证孔隙结构完整性，也为强度提供了保证。在b07级别中本发明的原状磷石膏蒸压加气混凝土抗压强度高达6.6mpa，超出国家标准1.6mpa。虽然固废掺量很高，却不影响本发明的原状磷石膏蒸压加气混凝土的高性能表现。

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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