[发明专利]一种粉煤灰-脱硫石膏-水泥自膨胀抗裂型干粉砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种粉煤灰-脱硫石膏-水泥自膨胀抗裂型干粉 砂浆及其制备方法。

背景技术

干粉砂浆也叫干拌砂浆、干混砂浆，是指在专门的生产厂家内，将胶凝材料、细集料、 外加剂和填充料等按一定比例混合而成的干粉状材料。制备完成的干粉砂浆通常用袋装或 散装的形式运到建筑工地，然后按一定的比例加水后就可直接使用。与现场拌制的砂浆相 比，干粉砂浆具有质量好、生产效率高、品种丰富和环境友好等特点。在欧美一些发达国 家，干粉砂浆得到了广泛应用，已基本取代了传统砂浆。在我国，干粉砂浆的应用尚处于 起步阶段，政府对现今干粉砂浆制备及应用的重视，并已出台了一些关于干粉砂浆的规章、 标准等，借以以加快干粉砂浆的推广应用。但是，目前制约干粉砂浆推广应用的重要因素 之一是和传统砂浆相比，一方面其价格较高，另一方面由于原材料中大量采用水泥、高效 外加剂、掺合料等，使得其在节能环保方面不够理想，不符合我国发展“可持续性”建筑 材料的要求。

烟气脱硫石膏(flue gas desulphurization gypsum，简称FGD)和粉煤灰(fly ash，简称 FA)是燃煤电厂的两大工业废渣。粉煤灰作为一种具有潜在水硬性的活性矿物掺合料已在 混凝土尤其高性能混凝土制备中有了一定程度的利用，但由于其水化活性上的局限性，在 水泥水化体系中大多只能扮演惰性填料的角色，大大影响了其应用范围。另一方面，电厂 为控制燃煤机组排放的大量二氧化硫气体而采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术进行处 理，这样相应产生的副产品——烟气脱硫石膏(主要成分CaSO₄·2H₂O)的排放量大幅度 增加，预计到2010年末，全国年产脱硫石膏将达850万t左右，将成为继粉煤灰后燃煤电 厂的又一大固体废弃物。而在对脱硫石膏的综合利用过程中，对于质量均匀、CaSO₄含量 较高的脱硫石膏往往被用来生产水泥调凝组分或建筑石膏粉等。但是，不能忽略的一个现 实是：多数电厂燃煤品质较差、燃煤种类频繁变化以及在脱硫技术上的一些缺陷，往往造 成脱硫石膏的品质较差和不稳定，这些劣质的脱硫石膏通常得不到较好的再利用，造成大 量的堆放，占用土地且造成二次污染。

将粉煤灰和脱硫石膏(尤其是劣质脱硫石膏)结合起来共同进行开发，充分利用脱硫 石膏对粉煤灰的硫酸盐活性激发效应，并将其应用于干粉砂浆的制备及应用，不失为一种 较好的解决方法。对于脱硫石膏和粉煤灰的综合利用，目前国内外已有少数研究者开展了 相关的研究工作。香港的Poon C S等人利用脱硫石膏进行了粗粉煤灰的活性激发效应研究 和危险固体废弃物的固化研究，取得了一定的成果；而土耳其的ARIOZ O等人则利用粉 煤灰、脱硫石膏以及石灰等材料共同复合进行建筑砖的生产及应用研究，并探讨了各因素 对建筑砖性能的影响研究；国内的原永涛等人进行了粉煤灰-脱硫石膏胶结材的力学性能 以及固结特性研究。但是，脱硫石膏-粉煤灰胶结材的强度毕竟有限，其应用大受限制； 而针对砂浆材料的开发，充分利用脱硫石膏水化的微膨胀特性，以及粉煤灰与脱硫石膏之 间的活性激发效应，在抗裂组分的改性作用下，生产出粉煤灰-脱硫石膏-水泥自膨胀抗 裂型干粉砂浆，用于建筑物的外墙及内墙抹面，则具有十分广阔的应用前景，在这方面的 系统研究尚未见报道。同时，通过检索，对于以粉煤灰和脱硫石膏为基材的自膨胀抗裂型 干粉砂浆的设计及制备技术还未见有公开的相关专利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉煤灰-脱硫石膏-水泥自膨胀抗裂型干粉砂浆及其制 备方法，其性能完全可达到建筑物内、外墙抹面的要求。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种粉煤灰-脱硫石膏-水泥自膨胀抗裂型干粉砂浆由胶凝材料、改性增强组分以及 骨架细颗粒材料混合而成。所述的胶凝材料包括：脱硫石膏、粉煤灰和水泥，各成分占胶 凝材料质量比为：粉煤灰10％～60％、脱硫石膏20％～70％、水泥10％～20％。所述的 改性增强组分包括：甲基纤维素醚、聚丙烯混杂纤维、无水硫酸钠和减水剂；各成分占胶 凝材料的质量比为：甲基纤维素醚0.1％～0.3％，聚丙烯混杂纤维0.2％～0.8％，无水硫 酸钠0～2％，减水剂0.5％～2.5％。所述的骨架细颗粒材料为细石英砂颗粒，掺入量为胶 凝材料质量的1.5～3倍。