[发明专利]一种磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法及砂浆

说明书

本发明公开了一种磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法及砂浆，是以磷石膏为原料，经陈化处理后依次用阳离子淀粉和甲基硅酸盐防水剂包覆，从而获得水泥基湿拌砂浆用的改性磷石膏集料。本发明的改性磷石膏集料在使用时，具有不与周围水泥反应，不会造成水泥基建材膨胀、开裂和空鼓的特点，可在水泥基建材中大量使用；此外，还具有能耗低、制备工艺简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种磷石膏改性制备砂浆集料的方法及砂浆，特别是一种原状磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法及砂浆。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的一种固体废弃物，长期堆放对周边环境造成严重污染。因此，磷石膏资源化利用一直是研究的热点及难点。

目前，磷石膏在砂浆中的应用方式主要有2种，一是将磷石膏用作水泥基砂浆的缓凝剂，主要是利用磷石膏溶出的硫酸根离子与水泥中铝酸三钙反应生成钙矾石，从而阻碍水泥的水化起到缓凝的效果。但是，该技术磷石膏掺量不能高于3～5％，用量非常少。二是制作石膏砂浆，其采用磷石膏(二水硫酸钙)煅烧技术，将二水硫酸钙脱水转变成半水硫酸钙，半水硫酸钙在常温下的溶解度大于二水硫酸钙，因此，可以溶解重结晶成二水硫酸钙，从而使浆体凝结硬化产生强度。该应用中虽然能够将磷石膏进行大量的应用，但是，石膏砂浆的应用范围较小，且制作过程能耗大，成本高。因此，如果能够通过对磷石膏加以改性处理从而使其大量的掺入水泥基砂浆，将会提高磷石膏的应用范围，并有效的控制成产成本。

为了提高磷石膏在水泥基建材中掺量，如文献“磷石膏制多孔集料混凝土的研究”就指出将磷石膏集料用水泥进行包壳处理。磷石膏预处理方式是：磷石膏干燥后于200℃下脱水1h，研磨后过0.147mm标准筛，于圆盘造粒机中水化造粒制成多孔集料。集料包壳采用325水泥，其与集料的质量比为1:4。该制备方法是将磷石膏炒制脱水成半水石膏，在成球加水过程中将重新水化成二水石膏，产生一定的强度，同时再采用水泥进行外表面的包裹。可见，该技术是立足于采用水泥包裹，其基本原理是利用水泥水化生成的水化硅酸钙，以及磷石膏与水泥生成的钙矾石等水化产物来实现对磷石膏的包裹。

上述技术存在的技术问题是包裹不完全，使用时水会渗入集料内部将硫酸根和钙离子溶出，以及在生产搅拌过程中，颗粒容易破损，裸露的磷石膏直接与水泥发生反应，生成钙矾石，导致后期遇水后又新生成钙矾石产生膨胀，导致砂浆开裂，空鼓等问题；同时，还存在制备过程能耗高、工艺复杂的问题。

因此，能否避免磷石膏在使用过程中与周围的水泥再次反应生成钙矾石，是决定磷石膏能否在水泥基建材中大量使用的关键因素，也是解决磷石膏资源化利用的突破方向之一。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法及砂浆。本发明的改性磷石膏集料在使用时，具有对水泥反应影响小的优点，不会造成水泥基建材膨胀、开裂和空鼓的特点，可在水泥基建材中大量使用；此外，还具有能耗和成本较低、制备工艺简单的特点。

本发明的技术方案：一种磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法，是以磷石膏、石灰、石粉和磷酸溶液为原料，经陈化处理后依次用阳离子淀粉和甲基硅酸盐防水剂包覆，从而获得水泥基湿拌砂浆用的改性磷石膏集料。

前述的磷石膏改性制备水泥基湿拌砂浆集料的方法，步骤如下：

第一步：取含水率低于5％的磷石膏，加入磷石膏质量的8-11％的石灰、6-9％的石粉和5-6％的磷酸溶液搅拌中和，陈化1-3天，得A品；

第二步：取水，加入水质量的2-6％的阳离子淀粉，搅拌混合均匀，加热至80-100℃，糊化2-3小时后停止加热，放置冷却，得B品；

第三步：取A品，先加入A品质量的10-15％的B品，混合搅拌均匀，于40-60℃下烘20-40min，得C品；