[发明专利]高活性无水磷石膏胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高活性无水磷石膏胶凝材料及其制备方法，它包括75‑95份的无水磷石膏、4‑20份的碱性激发剂、1‑10份的硫酸盐和0.15‑0.95份的减水剂；将无水磷石膏、碱性激发剂、硫酸盐加入搅拌机中混合，使物料均匀分散，然后加水，同时加入减水剂，搅拌至均匀分散，得到无水石膏胶凝材料。本发明废弃物利用率高，可减少电石渣、白泥等工业固体废弃物的污染问题，大量使用工业碱性固废在降低生产成本的同时也取得了显著的环保效益。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高活性无水磷石膏胶凝材料及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸时的工业副产物，主要成分为二水硫酸钙，含量达到90％左右。由于制备工艺的影响，磷石膏呈强酸性(pH＜3)，并且含有磷、氟、有机物以及一些放射性元素。磷石膏中杂质和放射性元素的存在，以及由于磷矿不同带来的性质不稳定的问题制约了磷石膏的综合利用，导致磷石膏主要采取露天堆存方式处理，不仅占用大量土地、浪费资源，且有害杂质随雨水浸出，产生酸性废水，引起土壤、水系、大气的严重污染和生态危害。

进入21世纪以来,我国资源不断被开发,逐步由农业大国转向工业大国,虽然处于“微笑曲线”的底端,但也在一定程度上为我国经济发展带来了强劲动力。然而，在粗放型的线性发展模式下，一味追求经济的快速发展，带来的是生态环境被破坏，资源不断被浪费。工业化进程的不断发展，工业固废排放量不断增加，种类繁多，成分复杂，处理相当困难。传统的堆存和填埋侵占土地，不仅污染空气和河流，影响人们身体健康，而且严重忽略了工业碱性固废可以作为原材料生产新型建材这一优点。

《天然硬石膏的活性激发与改性研究》：本文研究了细度与激发剂(重铬酸钾、改性三聚氰胺、生明矾石、烧明矾石、硫酸钠、草酸钠、生石灰和水玻璃等近十余种)对天然硬石膏的水化及其硬化体性能的影响。采用提高原料细度的物理方法和选用合适激发剂(硫酸钠，生石灰，水玻璃3种)的化学方法，使天然硬石膏的活性得到有效激发，并使其水硬性有所增强。但由于其激发效果有限，未能使硬石膏早期强度增加更显著，且化学分析纯试剂成本较高，不利于工业化使用。

申请号201310384778.2的中国发明专利公开了一种磷石膏胶凝材料的制备方法但其主要胶凝材料为磷二水石膏和粉煤灰，由于杂质含量多存在性能不稳定的问题，同时本体强度低、耐水性差也制约了其实验。无水磷石膏煅烧温度在500-700℃，杂质含量少，性能比二水磷石膏更稳定，制备胶凝材料具有利废率高，早期强度高的优点，引入无水磷石膏可以较好的解决上述技术问题，但是引入无水磷石膏后又会存在活性差、难以激发、水化率低、硬化体强度低等问题。

目前，研究人员多采用无机盐激发的方式来提高无水石膏水化率，以解决上述问题，但又带来制品容易泛霜的问题，且激发过程主要发生在无水石膏的溶解阶段，激发效果仍较差。虽然人们希望在建材领域引入无水磷石膏，但尚无更好的办法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对无水磷石膏水化硬化速度很慢，且早期强度低，利用率低等问题，提供一种高活性无水磷石膏胶凝材料及其制备方法，该方法利废高、成本低，所得产品性能好，实现了节能环保，以废治废。

为实现上述目的，本发明所设计一种高活性无水磷石膏胶凝材料，它包括以下重量份数的原料组份：

且水的用量为无水磷石膏重量的0.3-0.6。

进一步地，它包括以下重量份数的原料组份：

无水磷石膏 78-93份，

碱性激发剂 8-15份，

硫酸盐 2-8份，

减水剂 0.35-0.75份，