專利名稱：一種脫硫石膏自流平材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種以脫硫石膏、鋁酸鹽水泥為主要組分的自流平材料及其制備方法。
背景技術：
我國能源結構以燃煤為主，燃煤產(chǎn)生的二氧化硫是導致空氣污染和酸雨的重要因素，因此煙氣脫硫成為普遍采用的污染控制技術。鈣基濕法煙氣脫硫是應用最為廣泛的煙氣污染控制技術，由此產(chǎn)生了大量的煙氣脫硫副產(chǎn)物——脫硫石膏。脫硫石膏主要由含兩個結晶水的硫酸鈣組成，以二水硫酸鈣計，品位一般在90％左右。目前，脫硫石膏資源化主要用于制備建筑石膏，也有用于制備高強度α-半水石膏的研究報道，通常需要在較高溫度或壓力下先將脫硫石膏脫水生成半水或無水石膏，應用受到一定限制。如何有效、大規(guī)模地資源化利用脫硫石膏是急需解決的問題。
自流平材料是一種以無機膠凝材料或有機材料為基料，與骨料及多種外加劑混合而成的建筑地面找平材料。自流平材料施工快捷，勞動強度低，所形成表面平整，強度較高，是理想的地面找平施工材料。有機自流平材料通常指環(huán)氧自流平材料，施工要求高，主要用于特殊性能需求的場所。無機自流平材料經(jīng)歷了石膏基、水泥基、混合膠凝材料基幾個階段的發(fā)展，目前，生成以鈣礬石為主要水化物的混合膠凝材料基自流平材料已經(jīng)是大部分商業(yè)產(chǎn)品的主流配方。
國內(nèi)現(xiàn)有開發(fā)的無機自流平材料制備技術主要如中國發(fā)明專利200410053030.5公開的一種普通硅酸鹽水泥為基料的“高性能水泥基自流平材料”；中國發(fā)明專利200510061004.1公開的一種以鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、重堿為主要組分的“自流平水泥及其生產(chǎn)工藝”；中國發(fā)明專利200510120515.6公開的一種以石膏尾礦粉、礦渣粉、普通水泥為主要組分的“石膏尾礦自流平材料及其制備方法”。
目前國內(nèi)尚沒有以脫硫石膏為主要組分的自流平材料制備技術。
脫硫石膏是二水石膏，本身不具有膠凝性能，但是基于其與鋁酸鹽反應生成高結合水和較高強度的鈣礬石的基本原理，可以有效實現(xiàn)資源化利用脫硫石膏制備自流平材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種以脫硫石膏、鋁酸鹽水泥為主要組分，具有早強、微膨脹、耐水性能良好，低成本的脫硫石膏自流平材料及其制備方法。
一種脫硫石膏自流平材料，以脫硫石膏、鋁酸鹽水泥為主要組分，各組分的質量百分比如下脫硫石膏 25-65％鋁酸鹽水泥25-60％硅酸鹽水泥0-25％粉煤灰0-20％可再分散乳膠粉0-8.0％高效減水劑0.1-1.0％保水劑0.05-0.5％消泡劑0.2-1.0％細骨料0-40％本發(fā)明所述脫硫石膏是鈣基濕法煙氣脫硫副產(chǎn)物，其基本成分是質量百分比約90％的二水硫酸鈣，含水率約10％，將其在5℃-90℃條件下干燥，然后破碎、過篩，使粒徑小于1mm。
本發(fā)明所述鋁酸鹽水泥為GB201-2000定義的鋁酸鹽水泥；硅酸鹽水泥為GB 175-1999定義的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或GB 12958-1999定義的復合硅酸鹽水泥；粉煤灰為GB 1596-91定義的二級粉煤灰。
本發(fā)明所述可再分散乳膠粉為以乙烯和醋酸乙烯為單體的聚合物粉體，例如瓦克(WACKER)聚合物材料(上海)有限公司的VINNAPAS5011L。
本發(fā)明所述細骨料為干燥的細河砂或細石英砂。
本發(fā)明所述高效減水劑為聚羧酸系高效減水劑，例如蘇州市興邦化學建材有限公司的聚羧酸高效減水劑，SUNBO PC-1016。
本發(fā)明所述保水劑—纖維素醚為羥乙基纖維素醚(HEMC)或羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)，例如拜爾(Bayer)公司的MT400PFV，湖州展望天明藥業(yè)有限公司的HT-K4000。
本發(fā)明所述消泡劑為有機硅消泡劑，例如江蘇賽歐信越消泡劑有限公司的改性聚硅氧烷有機硅消泡劑XPJ820。
本發(fā)明所述自流平材料的制備方法如下將脫硫石膏在5℃-90℃條件下干燥，然后破碎、過篩，使粒徑小于1mm；與本發(fā)明所述其他各組分按規(guī)定的質量百分比在混料機中充分混合均勻，即得所述自流平材料。
本發(fā)明所述的脫硫石膏自流平材料使用時，按水灰比0.3-0.4加水充分攪拌均勻后施工，拌合自流平材料用水可以是普通自來水。
本發(fā)明所述脫硫石膏自流平材料水化硬化基本機理如下(1)膠凝材料遇水后，鋁酸鹽水泥中的鋁酸鈣和硅酸鹽水泥中的鋁酸三鈣迅速發(fā)生水化，在有(脫硫)石膏存在的條件下生成鈣礬石；(2)鈣礬石的沉淀使早期的反應受擴散控制，同時聚羧酸減水劑的空間位阻作用，延緩了早期水化速度，保證了材料有足夠的施工時間；(3)隨著反應的進行，大量生成的鈣礬石晶體交錯連接在一起形成空間網(wǎng)狀結構，構成了材料早期的強度；(4)硅酸鹽水泥中硅酸三鈣水化生成的水化硅酸鈣膠體填充于鈣礬石晶體之間的空隙，提高了密實性，使膠結材獲得了更高的強度。
本發(fā)明可直接大規(guī)模利用二水脫硫石膏制備自流平材料，無需將其轉化為半水或無水石膏，生產(chǎn)工藝簡單，能源消耗少，生產(chǎn)成本較低。所制備的自流平材料凝結時間適中，早強，耐水性較好，具有微膨脹性能，可廣泛應用于各類地面找平施工。
具體實施例方式
實施例1脫硫石膏 60％鋁酸鹽水泥 30％硅酸鹽水泥 0％粉煤灰 0％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 0％
高效減水劑SUNBO PC-10160.4％保水劑HT-K4000 0.4％消泡劑XPJ820 0.2％細河砂 9％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.30加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度230mm，可工作時間大于30min，抗壓強度20MPa。本配方適合作墊層。
實施例2脫硫石膏 45％鋁酸鹽水泥 25％硅酸鹽水泥 0％粉煤灰 0％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 2％高效減水劑SUNBO PC-10160.35％保水劑HT-K4000 0.4％消泡劑XPJ820 0.25％細河砂 27％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.33加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度220mm，可工作時間大于30min，抗壓強度25MPa。本配方適合作墊層。
實施例3脫硫石膏 40％鋁酸鹽水泥 30％硅酸鹽水泥 10％粉煤灰 0％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 3.4％高效減水劑SUNBO PC-10160.6％保水劑HT-K4000 0.3％消泡劑XPJ820 0.7％
細河砂 15％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.37加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度230mm，可工作時間大于30min，抗壓強度30MPa。本配方適合作墊層和面層。
實施例4脫硫石膏 35％鋁酸鹽水泥 40％硅酸鹽水泥 10％粉煤灰 5％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 2.0％高效減水劑SUNBO PC-1016 0.6％保水劑HT-K4000 0.1％消泡劑XPJ820 0.3％細河砂 7％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.38加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度240mm，可工作時間大于30min，抗壓強度35MPa。本配方適合作墊層和面層。
實施例5脫硫石膏 30％鋁酸鹽水泥 45％硅酸鹽水泥 10％粉煤灰 10％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 4.0％高效減水劑SUNBO PC-1016 0.4％保水劑HT-K4000 0.2％消泡劑XPJ820 0.4％細河砂 0％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.40加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度230mm，可工作時間大于30min，抗壓強度37MPa。本配方適合作面層。
實施例6脫硫石膏26％鋁酸鹽水泥 53％硅酸鹽水泥 5％粉煤灰 9％可再分散乳膠粉VINNAPAS5011L 6.0％高效減水劑SUNBO PC-1016 0.25％保水劑HT-K4000 0.35％消泡劑XPJ8200.4％細河砂 0％按上表規(guī)定的質量百分比制備自流平材料，按水灰比0.39加水充分攪拌均勻后施工。該配方的基本性能為流動度240mm，可工作時間大于30min，抗壓強度40MPa。本配方適合作面層。
權利要求
1.一種脫硫石膏自流平材料，其特征在于以脫硫石膏、鋁酸鹽水泥為主要組分的混合膠凝材料體系，其各組分的質量百分比如下脫硫石膏25-65％鋁酸鹽水泥 25-60％硅酸鹽水泥 0-25％粉煤灰 0-20％可再分散乳膠粉 0-8.0％高效減水劑 0.1-1.0％保水劑 0.05-0.5％消泡劑 0.2-1.0％細骨料 0-40％
2.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述的脫硫石膏是鈣基濕法煙氣脫硫副產(chǎn)物，其基本成分是質量百分比約90％的二水硫酸鈣，含水分約10％，將其在5℃-90℃條件下干燥，然后破碎、過篩，使粒徑小于1mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述可再分散乳膠粉為以乙烯和醋酸乙烯為單體的聚合物粉體。
4.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述細骨料為干燥的細河砂或細石英砂。
5.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述高效減水劑為聚羧酸系高效減水劑。
6.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述保水劑為纖維素醚。
7.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于所述消泡劑為有機硅消泡劑。
8.根據(jù)權利要求1所述的脫硫石膏自流平材料，其特征在于制備方法如下將脫硫石膏烘干、破碎、過篩，使粒徑小于1mm；與本發(fā)明所述其他各組分按規(guī)定的質量比在混料機中充分混合均勻，即得所述的脫硫石膏自流平材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫硫石膏自流平材料及其制備方法，其主要組分質量百分比如下脫硫石膏30－65％，高鋁水泥25－60％，普通硅酸鹽水泥0－30％，粉煤灰0－20％，可再分散乳膠粉0－8.0％。其組成還包括適量的外加劑及細骨料。將各組分按規(guī)定的質量百分比在混料機中充分混合均勻，包裝，即得自流平材料。本發(fā)明可大規(guī)模利用脫硫石膏制備自流平材料，生產(chǎn)工藝較簡單，能耗少，成本較低。所制備的自流平材料凝結時間適中，早強和耐水性較好，具有微膨脹性能，可廣泛應用于各類地面找平施工。
文檔編號C04B14/06GK101054284SQ20071006900
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權日2007年5月25日
發(fā)明者官寶紅, 樓文斌, 吳忠標, 曾愛斌, 趙偉榮, 劉越 申請人:浙江大學