本發(fā)明涉及功能性石膏建材，尤其涉及一種氧化鈣微膠囊及其制備方法和自干燥石膏材料。

背景技術(shù)：

1、磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸時排放的固體廢棄物，國內(nèi)每年磷石膏累計堆放量上億噸，大量堆積的磷石膏不僅占用土地資源，而且還污染環(huán)境。國家新標(biāo)準(zhǔn)gb9776-2008的出臺實施對于開發(fā)磷石膏墻體材料提供了巨大的空間，工業(yè)副產(chǎn)石膏的大量使用，可以變廢為寶，對于實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟具有重要意義。目前，磷石膏的應(yīng)用研究多是在建材行業(yè)，尤其是制備墻體材料，但由于大摻量的磷石膏制品普遍存在吸水率高，耐水性能較差的缺點，不適用于潮濕等環(huán)境，以至于磷石膏資源化利用率降低。因此，提高磷石膏墻體材料的質(zhì)量和性能，是解決磷石膏直接利用的關(guān)鍵。

2、半水磷石膏為輕質(zhì)多孔材料，吸水率高，其水化產(chǎn)物二水硫酸鈣晶體的溶解度較大，在水的作用下很容易產(chǎn)生融蝕，使得其制品強度、硬度大大降低。但由于工作性能的要求，其實際用水量一般較高，多余的水必然形成孔隙，必然惡化石膏基材料的孔結(jié)構(gòu)，致使其性能劣化。由于石膏制品的性能受含水量的影響較大，一般情況下在使用之前需要采用烘干的方式將其中自由水去除，以消除其帶來的負(fù)面影響。

3、目前，工業(yè)生產(chǎn)過程中，一般采用窯爐烘干石膏制品后再出廠使用。然而，為改善石膏耐水性能，一般摻入一定量的礦物外加劑改性，這會導(dǎo)致石膏早期強度損失以及內(nèi)部自由水分揮發(fā)慢，不利于石膏制品的快速制備和性能提升。另一方面，墻體材料的厚度較大，也給石膏內(nèi)部的水分脫出帶來了一定的困難。

4、cn111792902a公開了一種高強耐水型磷石膏復(fù)合膠凝材料及其制備方法，所用的石膏基材料含有如下組分：磷建筑石膏粉100份、流變劑0.5-4份、水泥3-7份、固硫灰渣4-10份、煤氣化渣3-10份、沸石粉0.5-3份、防水劑1-4份、氧化鈣0.2-3份，該發(fā)明提供的高強耐水性石膏是通過添加水泥以及其他礦物摻合料改善石膏耐水性，但該石膏早期強度不高，水泥以及其他礦物摻合料需要后期充分水化后才能提高石膏強度以及改善耐水性能，周期時間長。

5、cn216427150u公開了一種磷石膏脫水烘干裝置，該發(fā)明通過壓板、插架、電動旋桿以及濾網(wǎng)架完成對濕狀磷石膏進行脫水烘干的功能。但該方法烘干成本高，工藝復(fù)雜，且存在脫水烘干不均勻以及不徹底等問題從而導(dǎo)致脫水效率差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對目前石膏墻體材料制備過程強度快速形成及內(nèi)部水分快速脫除的多方面需求，提供了一種自干燥型石膏材料的制備方法；本發(fā)明中利用工業(yè)廢物磷石膏為基材，通過添加氧化鈣微膠囊，使其充分水化完成后利用氧化鈣遇水放熱的原理加速石膏內(nèi)部水分蒸發(fā)。與傳統(tǒng)處理方法相比，這種處理方法具有效率高﹑效果顯著的優(yōu)點；此外，本發(fā)明充分發(fā)揮了工副產(chǎn)石膏的潛在價值，節(jié)約了烘干成本，為工業(yè)副產(chǎn)石膏的綜合利用提供了新的利用途徑，具有極大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

2、具體技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明的第一個發(fā)面是提供一種氧化鈣微膠囊的制備方法，包括：

4、利用含有羧基的有機硅烷對氧化鈣粉末進行處理，使改性氧化鈣粉末的表面攜帶羧基；

5、利用多醛基化合物對改性氧化鈣粉末進行處理，使醛基與羧基反應(yīng)并形成以氧化鈣粉末為核、以交聯(lián)形成的氣凝膠為殼的氧化鈣微膠囊。

6、進一步的，有機硅烷添加量為氧化鈣粉末質(zhì)量的1%-5%；多醛基化合物為多醛基海藻酸鈉的乙醇溶液，濃度為2wt%-10wt%。

7、本發(fā)明的第二個方面是提供一種根據(jù)上述制備方法制備獲得的氧化鈣微膠囊。

8、本發(fā)明的第三個方面是提供一種自干燥石膏材料，包括如下重量份原料：建筑石膏65-75份、水泥0-10份、生石灰8-15份、膨脹珍珠巖0.5-1.5份、氧化鈣微膠囊?5-10份、cacl2改性硅藻土5-10份、緩凝劑0.05-0.15份、減水劑0.1-0.25，水灰比0.58-0.62。

9、進一步的，建筑石膏為脫硫建筑石膏、磷建筑石膏中的一種或兩種按照任意比例混合。

10、進一步的，水泥為普通硅酸鹽水泥，其強度等級為42.5。

11、進一步的，生石灰為低熱石灰，其消化溫度低于60℃，消化速度大于30?min。

12、進一步的，膨脹珍珠巖容重50-100?kg/m3，吸水率200-300%。

13、進一步的，cacl2改性硅藻土的制備方法為：按照固液比為（3-5）:1的比例將硅藻土加入到?30wt%的cacl2溶液中，在?60-70?℃條件下攪拌1-3?h，過濾烘干至恒重得到改性硅藻土。

14、進一步的，緩凝劑為石膏專用蛋白質(zhì)類緩凝劑；減水劑為聚羧酸減水劑；保水劑為羥乙基甲基纖維素謎或羥丙基甲基纖維素醚中的一種或幾種。

15、本技術(shù)中利用生石灰遇水放熱的原理，使生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，其體積膨脹1-2倍，起到填充石膏內(nèi)部孔洞的作用，同時改變磷石膏體系的酸堿度，促進磷石膏和水泥中al、si、ca等離子的溶出，加速其水化產(chǎn)物水化硅（鋁）酸鈣、鈣礬石等物質(zhì)生成，使體系力學(xué)性能及耐水性提升；同時，與水反應(yīng)熟化后形成的熟石灰中石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結(jié)構(gòu)，顆粒極細(xì)（粒徑約為1μm），比表面積可達10-30?m2/g，因而其表面可吸附一層較厚的水膜，以吸附大量的水，從而快速吸收石膏內(nèi)的水分，起到自干燥效果。

16、本發(fā)明中利用有機硅烷，如silane-peg-cooh（硅烷-聚乙二醇-羧基）或甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等在氧化鈣粉末表面發(fā)生水解反應(yīng)，以在氧化鈣粉末表面接枝上硅烷基團，從而在氧化鈣粉末表面帶入羧基；另一方面，多醛基化合物，如通過高碘酸鈉氧化海藻酸鈉轉(zhuǎn)化形成的多醛基海藻酸鈉（masa）與羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成具有多孔結(jié)構(gòu)的海藻酸鈉氣凝膠，這種氣凝膠包覆于氧化鈣粉末的表面，從而制備獲得以氧化鈣粉末為核、以交聯(lián)形成的海藻酸鈉氣凝膠為殼的氧化鈣微膠囊。上述氧化鈣微膠囊可以持續(xù)吸收水分與氧化鈣反應(yīng)，以在材料內(nèi)部形成一個均勻的熱源，使得氧化鈣與水的放熱反應(yīng)持續(xù)更長時間，有助于石膏墻體材料更均勻、更徹底地干燥，提高自干燥效率及石膏墻體材料的耐久性。

17、上述方案的有益效果是：

18、1）本發(fā)明所制備的自干燥型石膏材料早期強度發(fā)展速度快，8?h達到拆模強度，1d強度超過3.5?mpa，1d強度達到28?d強度的80%以上，容重800-1200?kg/m3以上，解決了現(xiàn)有石膏制品早期強度低、生產(chǎn)周期長以及烘干工藝復(fù)雜等問題；

19、2）本發(fā)明通過生石灰的放熱反應(yīng)加速石膏材料內(nèi)部水分的揮發(fā)，并采用膨脹珍珠巖實現(xiàn)墻體材料輕質(zhì)的同時提供水分快速遷移的通道，改性硅藻土實現(xiàn)材料內(nèi)部濕度的快速吸收，氧化鈣微膠囊進一步實現(xiàn)材料內(nèi)部的緩慢放熱，最終達到實現(xiàn)石膏墻體材料內(nèi)部快速自干燥的效果；

20、3）本發(fā)明中以磷石膏或脫硫石膏為主要原材料，實現(xiàn)石膏類固廢的資源化利用，減少固體廢棄物的堆放，提升石膏的利用效率，而且制備工藝簡單，全程無需烘干處理，節(jié)省人力物力。