[发明专利]磷石膏缓凝高效减水剂的制备方法

说明书

一、所属技术领域，本发明涉及利用磷石膏废渣制造混凝土外加剂，其配方及其制备方法，属于建筑材料制造领域。

二、背景技术

缓凝高效减水剂是混凝土外加剂中应用范围很广的一种外加剂，它是兼有缓凝和大幅度减少拌和用水量的外加剂。随基本建设发展，对混凝土的性能提出了更多和更高的要求。高性能的减水剂对水泥具有高的分散作用，能较好的保持混凝土的坍落度。渗入这类外加剂可以使混凝土具有高性能，可以得到高强高性能混凝土。现有缓凝减水剂的主要成分多为高分子聚合物及无机盐。磷石膏渣是湿法磷酸生产中产生的工业废渣，每生产1吨磷酸排出磷石膏渣约4吨。磷石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，约占65～96％，以及硅化合物、磷酸盐、其它硫酸盐，此外还含有少量有害化合物如氟化物，游离酸。此类废渣在我国利用率仅10％左右，长期堆放占用土地，浪费土地资源，可溶有害物质还会随降水进入地表水污染环境。近年来，已有人开展利用磷石膏废渣的研究工作，CN1037324发明了“作水泥缓凝剂的磷石膏改性方法”，方法为用磷石膏加入一种天然矿物或工业废渣，经加热、保温，冷却后即可用作水泥生产的缓凝剂，该缓凝剂可以提高水泥的缓凝效果及抗压强度等物理性能。CN 1279219发明了“磷石膏水泥缓凝剂及其制备方法”，该方法是以磷石膏，粉煤灰、钙质材料、活化剂为主要原料，经配料、搅拌、成型、养护等工艺制备的含有活化粉煤灰和二水石膏为主要成分的新型磷石膏水泥缓凝剂。其原料配方范围为：磷石膏30～70％、粉煤灰26～60％、钙质材料4～10％、活化剂0.1～0.5％。该发明可对水泥进行稳定、正常的调凝，还可以提高水泥早期强度、降低水泥成本、提高水泥产量。但是，在现有技术中，还没有将磷石膏改性用于混凝土或砂浆拌合过程，用做混凝土外加剂。

三、发明内容

1、发明的目的是改进磷石膏水泥缓凝剂的配方及制备方法，使其性能提高，减水率提高，缓凝时间延长，用于拌和混凝土取代节约水泥。

2、本发明的技术方案是：发明的构思是将磷石膏经过改性处理后，巧妙处置了废渣中的水溶性氟化物、磷酸盐、硫酸盐杂质，利用磷酸盐和硫酸盐对水泥水化过程产生缓凝作用，制成用于混凝土拌和过程需要的缓凝剂。其具体步骤是：(1)该磷石膏缓凝高效减水剂，由磷石膏废渣、改性剂、普通减水剂混合组成，其特征是初配磷石膏缓凝剂组成的重量％为：折干磷石膏51～98，改性剂2～49，二者之和为100，磷石膏渣中CaSO₄·2H₂O含量的重量％为65％～96％，此外还含有磷酸盐，硫酸盐及硅酸盐，改性剂为NaCO₃、NaHCO₃、NaOH、KOH、K₂CO₃、Na₂S、NaHSO₃、Na₂SO₃、CaO、Ca(OH)₂中的任选一种；复配磷石膏缓凝普通或高效减水剂组成的重量％为：初配磷石膏缓凝剂80～90，普通减水剂10～20，二者之和为100，普通减水剂为木质素减水剂木钠、木钙、木镁，多元醇系减水剂、糖密、糖钙、纤维素及其衍生物，腐植酸系减水剂黄、黑腐植酸及其盐中的任一种，或初配磷石膏缓凝剂80-95，高效减水剂5～20，二者之和为100，高效减水剂为萘系、蒽系减水剂、三聚氰胺系减水剂，氨基磺酸盐系减水剂、脂肪酸系高效减水剂，古马隆系高效减水剂，聚羧酸系减水剂中的一种；(2)磷石膏缓凝高效减水剂的制备方法，包括磷石膏渣加改性剂初配、低温干燥改性处理、粉细、加普通或高效减水剂复配得磷石膏缓凝普通或高效减水剂几个步骤，其特征是：第一步初配磷石膏缓凝剂，将折干水分的磷石膏渣与改性剂按配方比例配好混合好；第二步低温干燥改性，将初配好的磷石膏缓凝剂放入干燥设备，在温度≤400℃条件下干燥改性处理0.2～1h，冷却，其分子结构由CaSO₄·2H₂O变为CaSO₄·(0～0.67)H₂O；第三步粉细，将冷却后的改性磷石膏缓凝剂粉细为粒径≤5mm的细粒；第四步复配，将粉细的磷石膏缓凝剂与普通或高效减水剂按磷石膏缓凝普通或高效减水剂的复配配方配好，放入复配机，混合复配0.1～1h，即可以得到磷石膏缓凝普通或高效减水剂产品。该产品应用于水泥混凝土或砂浆拌和，减水率高于国标要求≥12％，缓凝作用使终凝时间达24h以上，仍然保持28d抗凝强度比≥120％，可以节约替代水泥5％。