專利名稱：一種磷石膏電石渣體系加氣混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明加氣混凝土，屬于新型建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用磷石膏電石渣等化工廢棄物制備的隔熱保溫、隔音保濕加氣混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
磷礦資源是我國(guó)的重要戰(zhàn)略資源，它既是制作磷肥、保障糧食安全的重要物資，又是精細(xì)磷化工的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有不可替代性、不可再生性。中國(guó)磷礦資源比較豐富，國(guó)土資源部信息中心統(tǒng)計(jì)，2005年底我同磷礦資源儲(chǔ)量基礎(chǔ)130億噸，僅次于摩洛哥，位居世界第二位；資源儲(chǔ)量66億噸，躍居世界第一位。磷化工是資源型加工工業(yè)，含磷制品是人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必需品。磷礦的利用主要有熱法、濕法兩類，熱法路線是經(jīng)黃磷加工成磷酸，進(jìn)而生產(chǎn)各類如三聚磷酸鈉、工業(yè)級(jí)次磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。濕法磷酸大部分企業(yè)用來(lái)生產(chǎn)肥料級(jí)磷肥，先進(jìn)的技術(shù)是用來(lái)生產(chǎn)工業(yè)磷酸，進(jìn)而生產(chǎn)工業(yè)級(jí)、食品級(jí)精細(xì)磷酸鹽。然而濕法磷酸的主要副產(chǎn)物磷石膏因化學(xué)成分復(fù)雜，含有殘留有機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷、氟及其他物質(zhì)等，綜合利用率不到20%，占用大量土地用以堆置，且可溶性P2O5和F_等隨雨水浸出，產(chǎn)生酸性廢水，引起土壤、水系、大氣的嚴(yán)重污染，給人類的生存環(huán)境造成了危害。另一方面，電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣。電石作為一種重要的化工原料，廣泛用于生產(chǎn)PVC、維尼綸、石灰氮、溶解乙炔等產(chǎn)品。目前我國(guó)年消耗電石約300多萬(wàn)噸，產(chǎn)生電石渣(干渣)近500萬(wàn)噸，其中使用電石最多的是電石法PVC。每生產(chǎn)It PVC需排放1.5 2t電石渣。電石渣的處理一般采用堆放，這將占用大量的土地資源，還污染附近的土壤和水體。。電石渣呈強(qiáng)堿性，其渣液PH值達(dá)12以上，因而給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，利用化工固體廢棄物等為主要原料生產(chǎn)產(chǎn)品，不僅可以使固體廢棄物得到大量利用，而且可以節(jié)約大量土地資源，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種磷石膏電石渣體系加氣混凝土及其制備方法，其能高效利用化工固體廢棄物，節(jié)約了土地資源、具有保溫隔熱、隔音調(diào)濕等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的制備采取以下的技術(shù)方案一種磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征是以磷石膏、電石渣為鈣質(zhì)材料，以P. 042. 5R水泥、粉煤灰為硅質(zhì)原料混合、加以改性齊U、發(fā)泡劑制成，其組分及其組分含量按質(zhì)量比為磷石膏電石渣P.042.5R水泥 粉煤灰改性劑發(fā)泡劑=1 0. 05 0. 2 0. 3 0. 4 0. 6 0. 8 0. 0005 0. 001 0. 01 0. 03。按上述方案，所述的磷石膏為磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣，含水率為22% 25%，粒徑彡0. 2_。按上述方案，所述的電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的
3廢渣，固含量彡60%，含水率為35% 40%，粒徑彡0. 2mm。按上述方案，所述的粉煤灰為國(guó)標(biāo)二級(jí)粉煤灰。按上述方案，所述的改性劑為武漢盛隆科技發(fā)展有限公司的固特絲改性聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為6 15mm。按上述方案，所述的發(fā)泡劑為復(fù)合發(fā)泡劑，其為鋁粉、十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比 1 1比例混合。磷石膏電石渣體系加氣混凝土的制備方法，其特征在于包括有以下步驟1)按質(zhì)量比為磷石膏電石渣P. 042. 5R水泥粉煤灰改性劑發(fā)泡劑= 1 0.05 0.2 0.3 0.4 0. 6 0. 8 0. 0005 0. 001 0. 01 0. 03 取磷石膏、 電石渣、P. 042. 5R水泥、粉煤灰、改性劑和發(fā)泡劑，備用；2)將磷石膏、粉煤灰和電石渣混合均勻后加熱到45°C -65°C，加入P. 042. 5R水泥和水?dāng)嚢杈鶆颍偌尤敫男詣?、發(fā)泡劑攪拌并升溫至65°C-85°C，快速澆筑入提前升溫至 650C _85°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝；3)初養(yǎng)1. 5 2小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)后制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。按上述方案，所述的改性劑為武漢盛隆科技發(fā)展有限公司的固特絲改性聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為6 15mm。按上述方案，所述的發(fā)泡劑為復(fù)合發(fā)泡劑，其為鋁粉、十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比 1 1比例混合。本發(fā)明中各原材料的作用為P. 042. 5R水泥，起主要的膠凝作用，其中的C2S、C3S、C3A和C4AF立即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成C-S-H、鈣礬石和Ca(OH)2等礦物，凝結(jié)硬化逐漸變成具有強(qiáng)度的膠凝材料，并能將散粒狀材料膠接成為整體；磷石膏，起主要的填充作用，另混凝土制品具 的疆査、隔熱和防火性能；電石渣，代替常規(guī)加氣混凝土工藝中石灰的作用，其主要作用是和水泥配合提供有效氧化鈣，使之在水熱條件下與硅質(zhì)材料中的Si02、Al2O3作用，生產(chǎn)水化硅酸鈣；粉煤灰，加氣混凝土硅鋁成分的主要來(lái)源，并且提供后期強(qiáng)度；改性聚丙烯纖維可有效地控制混凝土塑性收縮、干縮，溫度變化等因素引起的微裂縫，防止及抑制裂縫的形成及發(fā)展，改善混凝土的耐火性，提高混凝土 /砂漿抗?jié)B性能、 抗沖擊及抗震等性能；十二烷基硫酸鈉，對(duì)堿和硬水不敏感，具有乳化和優(yōu)異的發(fā)泡力。是一種無(wú)毒的陰離子表面活性劑；鋁粉，在堿性條件下與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體，是該體系主要的加氣組分。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明所用原料主要為化工廢棄物，不僅可以大量利用化工廢棄物，而且可以節(jié)約大量土地資源，并不造成二次污染；2)采用發(fā)泡劑造空，生產(chǎn)出的加氣混凝土孔隙率高，保溫隔熱效果好，而且易于施工；3)石膏制品本身具有質(zhì)輕、保溫隔熱、調(diào)濕隔音的特點(diǎn)，進(jìn)一步改善了加氣混凝土的性能；4)本發(fā)明的加氣混凝土孔隙率為61. 72 71. 38%，平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.07 0. 09ff/mK,表觀密度為5. 2 6. lg/cm3,抗壓強(qiáng)度為3. 6 4. IMPa的加氣混凝土，其余各項(xiàng)指標(biāo)也能滿足GBl 1968-2006和GB 6566-2010的要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所得磷石膏電石渣體系加氣混凝土的結(jié)構(gòu)截面圖。 具體實(shí)施方案為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1 分別稱量磷石膏、粉煤灰、電石渣、P. 042. 5R水泥500g，300g，50g，150g，將前三種攪拌均勻，升溫到65°C，加入P. 042. 5R水泥并加水拌合，加入復(fù)合發(fā)泡劑6. 3g和改性聚丙烯纖維0. 3g攪拌并升溫至70°C，快速澆筑入提前升溫至85°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝，初養(yǎng)2小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，可制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。本發(fā)明的主要原料中化學(xué)分析見(jiàn)表1-2，所述的改性聚丙烯纖維為武漢盛隆科技發(fā)展有限公司的固特絲(G. T. S)改性聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為6 15mm，所述的磷石膏為磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣，含水率為22% 25%，粒徑彡0. 2mm，所述的電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣，固含量>60%，含水率為 35% 40%，粒徑<0. 2mm，所述的粉煤灰為國(guó)標(biāo)二級(jí)粉煤灰，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為鋁粉、 十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比11比例混合。所得磷石膏電石渣體系加氣混凝土的結(jié)構(gòu)截面圖如圖1所示。實(shí)施例2 分別稱量磷石膏、粉煤灰、電石渣、P. 042. 5R水泥500g，350g, 100g, 200g,將前三種攪拌均勻，升溫到60°C，加入P. 042. 5R水泥并加水拌合，加入復(fù)合發(fā)泡劑7g和改性聚丙烯纖維0. 32g攪拌并升溫至80°C，快速澆筑入提前升溫至80°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝，初養(yǎng)2小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，可制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。本發(fā)明的主要原料的選用同實(shí)施例1。實(shí)施例3 分別稱量磷石膏、粉煤灰、電石渣、P. 042. 5R水泥400g，300g，80g，150g，將前三種攪拌均勻，升溫到60°C，加入P. 042. 5R水泥加水拌合，加入復(fù)合發(fā)泡劑9g和改性聚丙烯纖維0. 35g攪拌并升溫至75°C，快速澆筑入提前升溫至75°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝，初養(yǎng)1. 5小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，可制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。本發(fā)明的主要原料的選用同實(shí)施例1。實(shí)施例4
分別稱量磷石膏、粉煤灰、電石渣、P. 042. 5R水泥500g，300g, 100g, 150g,將前三種攪拌均勻，升溫到50°C，加入P. 042. 5R水泥加水拌合，加入復(fù)合發(fā)泡劑IOg和改性聚丙烯纖維0. 4g攪拌并升溫至75°C，快速澆筑入提前升溫至75°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝，初養(yǎng)1. 5小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，可制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。本發(fā)明的主要原料的選用同實(shí)施例1。實(shí)施例5 分別稱量磷石膏、粉煤灰、電石渣、P. 042. 5R水泥400g，300g，80g，160g，將前三種攪拌均勻，升溫到45°C，加入P. 042. 5R水泥加水拌合，加入復(fù)合發(fā)泡劑12g和改性聚丙烯纖維0. 33g攪拌并升溫至65°C，快速澆筑入提前升溫至65°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝，初養(yǎng)2小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，可制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。本發(fā)明的主要原料的選用同實(shí)施例1。附表1 工業(yè)廢渣磷石膏和電石渣化學(xué)分析
權(quán)利要求
1.一種磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征是以磷石膏、電石渣為鈣質(zhì)材料，以 P. 042. 5R水泥、粉煤灰為硅質(zhì)原料混合、加以改性劑、發(fā)泡劑制成，其組分及其組分含量按質(zhì)量比為磷石膏電石渣:P. 042. 5R水泥粉煤灰改性劑發(fā)泡劑=1: 0. 05 0. 2: 0.3、. 4: 0.6、. 8: 0. 0005^0. 001: 0. 0廣0. 03。
2.按權(quán)利要求1所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征在于所述的磷石膏為磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣，含水率為22°/Γ25%，粒徑彡0. 2mm。
3.按權(quán)利要求1或2所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征在于所述的電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣，固含量>60%，含水率為 35% 40%，粒徑彡 0. 2mm。
4.按權(quán)利要求1或2所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征在于所述的粉煤灰為國(guó)標(biāo)二級(jí)粉煤灰。
5.按權(quán)利要求1或2所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征在于所述的改性劑為武漢盛隆科技發(fā)展有限公司的固特絲改性聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為6 15mm。
6.按權(quán)利要求1或2所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土，其特征在于所述的發(fā)泡劑為復(fù)合發(fā)泡劑，其為鋁粉、十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比1:1比例混合。
7.權(quán)利要求1所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土的制備方法，其特征在于包括有以下步驟1)按質(zhì)量比為磷石膏電石渣P.042. 5R水泥粉煤灰改性劑發(fā)泡劑=1: 0.05 0.2: 0.3 0.4: 0.6 0.8: 0. 0005 0. 001 0. 01 0. 03 取磷石膏、電石渣、P. 042. 5R水泥、粉煤灰、改性劑和發(fā)泡劑，備用；2)將磷石膏、粉煤灰和電石渣混合均勻后加熱到45°C -65°C，加入P. 042. 5R水泥和水?dāng)嚢杈鶆?，再加入改性劑、發(fā)泡劑攪拌并升溫至65°C _85°C，快速澆筑入提前升溫至 65°C _85°C的磨具中，并推入初養(yǎng)室中靜置發(fā)氣初凝；3)初養(yǎng)1.5^2小時(shí)后脫模進(jìn)行切割，并運(yùn)至釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)12小時(shí)后制得磷石膏電石渣體系加氣混凝土。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土的制備方法，其特征在于所述的改性劑為武漢盛隆科技發(fā)展有限公司的固特絲改性聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為6 15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的磷石膏電石渣體系加氣混凝土的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑為復(fù)合發(fā)泡劑，其為鋁粉、十二烷基硫酸鈉以質(zhì)量比1:1比例混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加氣混凝土及其制備方法，其組分及其組分含量按質(zhì)量比為磷石膏電石渣P.O42.5R水泥粉煤灰改性劑發(fā)泡劑=1:0.05~0.2:0.3~0.4:0.6~0.8:0.0005~0.001:0.01~0.03。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)1)節(jié)約大量土地資源；2)采用發(fā)泡劑造空，生產(chǎn)出的加氣混凝土孔隙率高，保溫隔熱效果好，易于施工；3)改善了加氣混凝土的性能；4)本發(fā)明的加氣混凝土孔隙率為61.72~71.38%，平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.07~0.09W/mK，表觀密度為5.2~6.1g/cm3，抗壓強(qiáng)度為3.6~4.1MPa。
文檔編號(hào)C04B38/02GK102531668SQ20121000662
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者付浩兵, 宋雪峰, 茹曉紅, 蹇守衛(wèi), 陳嘉懿, 馬保國(guó) 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)