一種磷石膏膨脹劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑用膨脹劑領(lǐng)域，尤其涉及一種磷石膏膨脹劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著膨脹劑產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)的逐漸發(fā)展，人們對膨脹熟料及膨脹劑成品原材料 的研究越來越深入，但關(guān)于磷石膏膨脹劑的專利和文獻(xiàn)并不多，磷石膏膨脹劑的相關(guān)產(chǎn)品 也沒有實(shí)際應(yīng)用，現(xiàn)有的關(guān)于磷石膏膨脹劑的專利或文獻(xiàn)中，磷石膏的處理方式多為水洗、 石灰中和以及高溫煅燒，此處理方式能耗高，處理成本大，工業(yè)化投產(chǎn)可能性不大。
[0003] 國內(nèi)市場內(nèi)，現(xiàn)有的混凝土膨脹劑，大多是硬石膏或脫硫石膏與膨脹熟料混磨制 成，比表面積大，微粉含量多，早期水化快，例如《膨脹劑與膨脹混凝土》2007年02期中題目 為"利用磷石膏研制混凝土高效膨脹劑"的文章中提到了介紹了利用工業(yè)廢棄物磷石膏煅 燒脫水制取硬石膏，再與特制高鋁熟料配合研制混凝土高效膨脹劑。同時隨著高性能混凝 土的日益普及，為適應(yīng)其高強(qiáng)度、高流動性及早強(qiáng)性的產(chǎn)品要求，許多水泥生產(chǎn)廠家減小水 泥粒徑，增大水泥比表面積，加快水泥的水化速率，以增大水泥的早期強(qiáng)度。這兩者綜合起 來，使得目前的膨脹劑加入到混凝土中，使得混凝土的施工性能差，具體體現(xiàn)為早期水化過 快，塌損大，凝結(jié)時間快，可施工時間短。
[0004] 磷石膏緩凝性能優(yōu)于硬石膏：水泥熟料中的C3A水化速度快，其水化產(chǎn)物溶解度也 大，在存在石膏的情況下，最初水化的C 3A與溶解的CaSO4化合，生成鈣礬石，部分鈣礬石附 著在C3A表面，阻礙了 C3A的快速水化，從而達(dá)到緩凝的目的。磷石膏是二水石膏，與硬石膏 相比，二者溶解度差別不大，但二水石膏溶解速度快的多，相同條件下達(dá)到溶解平衡，二水 石膏只需幾分鐘，硬石膏多達(dá)40天，因此，二水石膏抑制C 3A快速水化的能力比硬石膏強(qiáng)， 所以用磷石膏取代硬石膏，會降低C3A的水化速率，從而延長水泥的凝結(jié)時間。此外磷石膏 中水溶性P 2O5和氟化物等主要雜質(zhì)，隨同磷石膏一起溶解并呈酸性，進(jìn)入水泥漿體之中，與 堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，致使溶液無法達(dá)到氫氧化鈣的飽和或過飽和，推遲了鋁酸鈣消耗 硫酸鹽形成鈣礬石或單硫型水化硫鋁酸鹽，阻礙水泥的早期水化進(jìn)程，延長凝結(jié)時間。
[0005] 另外，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增大磷石膏比表面積，控制膨脹熟料細(xì)度及粒徑分布也可以增加 延長水泥的凝結(jié)時間，提高混凝土的塌損性能，膨脹率和強(qiáng)度。磷石膏比表面積越大，水化 速率越快，對水泥早期水化抑制越明顯，膨脹熟料比表面積越小，微粉含量越少，在水泥塑 性階段膨脹能的損失越小，有效膨脹率就越大。
[0006] 磷石膏只需低溫干燥除掉自由水，降低了磷石膏處理的能耗，節(jié)省資源，降低膨脹 劑的生產(chǎn)成本，提高其工業(yè)可行性，此外低溫干燥磷石膏，可以保證其主要緩凝組分二水石 膏、有機(jī)磷及F等不會脫水或被除去。同時，增大磷石膏的比表面積，可提高磷石膏中二水 石膏的溶解速率，從而降低水泥在塑性階段的水化速率，提高混凝土的保塌性，延長混凝土 的操作時間；減小膨脹熟料的比表面積，降低膨脹熟料在混凝土塑性階段的水化速率，從而 降低膨脹能在塑性階段的損失，提高膨脹劑的膨脹率。本發(fā)明制備的磷石膏膨脹劑，緩凝效 果明顯，延長了混凝土的可操作時間，且膨脹率高，強(qiáng)度無明顯損失，成本低廉，具有極好的 市場應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種磷石膏膨脹劑及其制備方法。根據(jù)發(fā)明的一個方面， 本發(fā)明提供一種磷石膏膨脹劑，包含15_35wt. %的干燥的磷石膏和65-85wt. %的膨脹熟料， 其中磷石膏和膨脹熟料混合在一起，所述磷石膏膨脹劑的比表面積為150-250 m2 /g，所述 磷石膏通過低溫干燥后獲得，其表面積為300-450 rtf /g，所述磷石膏包括：〇-lwt. %的水， 39. 55-50. 9wt. % 的 SO3, 28. 05-36. Iwt. % 的 CaO, 5. 1-9. 2wt. % 的 SO2,0-0· 6wt. % 的水溶性 P2O5,0-0· 3wt. %的水溶性氟；所述膨脹熟料比表面積為150-200 m2 /g，325目標(biāo)準(zhǔn)篩篩余不 大于50%，200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩余不大于25%。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的某些【具體實(shí)施方式】，所述磷石膏的干燥方式為：自然晾干或在 20-60°C的溫度條件下加熱干燥。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的某些【具體實(shí)施方式】，所述膨脹熟料選自下述熟料中的一種或幾種： 氧化鈣熟料、硫鋁熟料和氧化鈣-硫鋁復(fù)合熟料。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的某些【具體實(shí)施方式】，所述磷石膏和膨脹熟料混合后磨細(xì)或分別磨細(xì) 后再混合。
[0011] 根據(jù)發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種制備磷石膏膨脹劑的方法，包括以下步 驟： 將低溫干燥的磷石膏粉磨至比表面積300-450 in2 /g ; 將膨脹熟料粉磨至比表面積150-200 m2 /g，325目標(biāo)準(zhǔn)篩篩余< 50%，200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩 余彡25% ; 將兩者按比例（15-35) :(65-85)混合均勻，混合后磷石膏膨脹劑的比表面積150-250 m2 /g。
[0012] 根據(jù)發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種制備磷石膏膨脹劑的方法，包括以下步 驟： 將低溫干燥的磷石膏和膨脹熟料按比例（15-35) :(65-85)混合均勻； 將混合在一起的磷石膏和膨脹熟料進(jìn)行粉磨，粉磨后的磷石膏膨脹劑的比表面積為 150-250 m2/g。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于： 1. 磷石膏處理簡易方便，無需水洗或煅燒，節(jié)約磷石膏處理的資源和降低能耗，節(jié)約成 本，提高工業(yè)生產(chǎn)的可行性 2. 磷石膏膨脹劑膨脹率高，強(qiáng)度無明顯損失，保塌性能良好，可延長混凝土的開放時間 1-1. 5h。
[0014] 上述
【發(fā)明內(nèi)容】
非意在描述本發(fā)明的每種實(shí)施方式的每一個公開實(shí)施例。下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】更具體地舉例說明示例性實(shí)施例，可以使得本發(fā)明的上述和進(jìn)一步的實(shí)施方 案的特征和優(yōu)勢更為明顯。
[0015] 具體實(shí)施例： 應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本說明 書的教導(dǎo)設(shè)想其它各種實(shí)施方案并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改。因此，以下的【具體實(shí)施方式】不具有 限制性意義。
[0016] 除非另外指明，否則本說明書和權(quán)利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特 性的所有數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下均是由術(shù)語"約"來修飾的。因此，除非有相反的 說明，否則上述