CN110066132A - 一种干粉石膏增强剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种干粉石膏增强剂，该增强剂是由重量组分为28‑37%的高强石膏粉末、55.5‑67.5%的碳酸盐、0‑1%氢氧化钙和4‑6%的减水剂组成；其中高强石膏粉末是由α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化硬化后烘干、磨细和过筛形成的产物，烘干的温度为35‑45℃，筛子为180目，筛余不大于5%。本发明的干粉石膏增强剂，配方合理、工艺简单、制备条件要求低、材料成本低且使用方便，可直接加入石膏粉料中，对石膏基材表面强度以及石膏基材耐水性能有较大提升。本发明还提供这一种上述干粉石膏增强剂的制备方法及其在β半水石膏中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种石膏基材的调节剂，尤其涉及一种对石膏基材表面强度以及石膏基材耐水性能有较大提升的石膏增强剂，更具体是涉及一种对石膏基材表面强度以及石膏基材耐水性能有较大提升且可直接加入石膏粉料中的干粉石膏增强剂。本发明还涉及一种上述干粉石膏增强剂的制备方法及在β半水石膏中的应用。
背景技术
二水石膏（CaSO4·2H2O）又称为生石膏，经过煅烧、磨细可得β型半水石膏（CaSO4·1/2H2O）。β半水石膏是一种无机胶凝材料，可应用于生产石膏砌块、石膏抹灰砂浆、石膏装饰板，石膏腻子等，石膏建材具有轻质、变形小、生产能耗低、尺寸稳定性好、干燥时不开裂及对人体无害等优点，但由于β半水石膏制品硬化体内部仅靠二水石膏晶须相互搭接交错形成强度，使得晶须之间有大量空隙，而且二水石膏在水中的溶解度为2.08g/L，在潮湿环境中部分石膏溶于水中，破坏了二水石膏晶须结构，使得石膏制品的表面强度低和耐水性差，在一些石膏装饰板、石膏模型板等对石膏制品表面强度要求较高的应用中，一般的β半水石膏往往不能很好的达到要求，因此需要对基材表面进行处理来增加石膏制品的耐水性和表面强度。
专利号为ZL00124973.8的中国专利，公开了一种石膏增强剂及含有该石膏增强剂的抹灰石膏，该石膏增强剂是锂硅粉，该锂硅粉是将锂辉石生产碳酸钾的过程中产生的废渣烘干，然后用超细磨粉磨而成，将该锂硅粉用于石膏中，不仅可以提高石膏的强度，扩大低品位石膏的用途，而且充分利用废渣，减少环境污染；但该发明主要是针对抹灰石膏强度的提升，没有涉及到对石膏表面强度以及耐水性能的影响，且该发明处理工艺繁琐、条件要求高、成分复杂。
申请号为201811214997 .5的中国发明专利申请，公开了一种石膏专用增强防水剂，该增强防水剂是由硫酸铝10份、无水硫酸铝钠0 .3～20份、硬脂酸钠2～5份、硅酸钠2～5份、氢氧化钙1～3份、水25～70份组成，该发明的申请人认为，通过在建筑石膏粉或高强石膏粉制备的石膏制品表面喷涂石膏专用增强耐水剂，在石膏制品表面形成一层与石膏基体相容性好的水硬性水化产物，改变了石膏基体表层的产物性质和孔隙结构，从而使得石膏制品的强度和软化系数大幅度提高，尤其适用于面层石膏抹灰、石膏砌块、石膏板等石膏制品的表面增强和耐水；由于该发明的增强耐水剂是对成型的石膏制品表面进行喷涂，喷涂后还需要干燥，不仅工序繁杂，而且需要占用较多的场地。
发明内容
为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种配方简单、制备容易且可直接添加于石膏粉料的干粉石膏增强剂。
本发明的另一个目的是提供一种上述石膏增强剂的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种上述石膏增强剂在β半水石膏中的应用。
为实现以上目的，本发明的干粉石膏增强剂，是由重量组分为28-37%的高强石膏粉末、55.5-67.5%的碳酸盐、0-1%氢氧化钙和4-6%的减水剂组成；其中高强石膏粉末是由α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化硬化后烘干、磨细和过筛形成的产物，烘干的温度为35-45℃，筛子为180目，筛余不大于5%。
优选的，上述增强剂中，所述α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化时的用水量为半水石膏量的40-60%。
优选的，上述增强剂中，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸锂或碳酸钡中一种或几种。
优选的，上述增强剂中，所述减水剂为干粉聚羧酸高效减水剂。
本发明还提供了一种上述干粉石膏增强剂的制备方法，该方法依次包括如下步骤：
（1）高强石膏粉末的制备：将α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化硬化后放入35-45℃的烘箱中烘干至恒重，再将烘干后的产物磨细，过180目筛，筛余不大于5%，即得到高强石膏粉末；
（2）增强剂的制备：将重量组分为28-37%的步骤（1）得到的高强石膏粉末、55.5-67.5%的碳酸盐、0-1%的氢氧化钙和4-6%的减水剂置于高速搅拌机搅拌4-8min，即得到干粉石膏增强剂。
本发明还提供了一种上述干粉石膏增强剂在β半水石膏中的应用，干粉石膏增强剂用于提高β半水石膏硬化后的抗折抗压强度、增加制品表面强度以及耐水性能，干粉石膏增强剂在β半水石膏粉料中的添加量为1-2%。
本发明的干粉石膏增强剂，通过选用α半水石膏或抗折强度大的β半水石膏来制备高强石膏粉末，利用高强石膏粉末（高强度二水石膏）作为β半水石膏的晶核，诱导β半水石膏水化后生成的二水石膏晶体形态和晶须生长方式，使得β半水石膏硬化体与高强石膏相似，从而提升石膏的强度，而加入碳酸盐可使得碳酸根离子与钙离子生成碳酸钙等难溶物质，此类物质容易吸附在二水石膏晶须间隙之间，能增加石膏晶须之间的粘接力以及增加石膏本身的致密度，还能阻止部分水浸入石膏制品内部，从而提高石膏制品的表面硬度和石膏软化系数。本发明的增强剂，配方合理、工艺简单、制备条件要求低、材料成本低，使用也方便，直接添加到要制备石膏装饰板或石膏模型板的β半水石膏粉料中，与β半水石膏粉料一起成型，能有效提高石膏装饰板或石膏模型板的抗折抗压强度、大幅度增加板材表面强度以及耐水性能。
具体实施方式
下面是本发明的具体实施例，这些实施例只是对本发明干粉石膏增强剂及其制备方法的详细说明，并非用以限制本发明的保护范围。
实施例1
（1）高强石膏粉末的制备：将500g、2h抗折强度为4.5MPa的α半水石膏加入到200g水中，搅拌均匀，待α半水石膏硬化后放入40℃烘箱中烘干至恒重，再将烘干的α半水石膏硬化体磨细至180目，筛余不大于5%，形成石膏处理产物；
（2）石膏增强剂的制备：按重量组分，将28%的步骤（1）得到的石膏处理产物、66.5%的碳酸钡、0.5%氢氧化钙、5%聚羧酸减水剂置于高速搅拌机搅拌5min，即得到干粉石膏增强剂。
实施例2
（1）高强石膏粉末的制备：将500g、2h抗折强度为4.0MPa的β半水石膏加入到300g水中，搅拌均匀，待β半水石膏硬化后放入40℃烘箱中烘干至恒重，再将烘干的β半水石膏硬化体磨细至180目，筛余不大于5%，形成石膏处理产物；
（2）石膏增强剂的制备：按重量组分，将32%的步骤（1）得到的石膏处理产物、62%的碳酸钠、6%聚羧酸减水剂置于高速搅拌机搅拌5min，即得到干粉石膏增强剂。
实施例3
（1）高强石膏粉末的制备：将500g、2h抗折强度为5.6MPa的α半水石膏加入到250g水中，搅拌均匀，待α半水石膏硬化后放入43℃烘箱中烘干至恒重，再将烘干的α半水石膏硬化体磨细至180目，筛余不大于5%，形成石膏处理产物；
（2）石膏增强剂的制备：按重量组分，将35.5%的步骤得到的石膏处理产物、58.5%的碳酸锂、1%的氧化钙、5%聚羧酸减水剂置于高速搅拌机搅拌5min，即得到干粉石膏增强剂。
实施例4
（1）高强石膏粉末的制备：将500g、2h抗折强度为5.3MPa的α半水石膏加入到250g水中，搅拌均匀，待α半水石膏硬化后放入38℃的烘箱中烘干至恒重，再将烘干的α半水石膏硬化体磨细至180目，筛余不大于5%，形成石膏处理产物；
（2）石膏增强剂的制备：按重量组分，将31.5%的步骤得到的石膏处理产物、38.5%的碳酸钡、24.5%的碳酸锂、0.5%的氧化钙、5%聚羧酸减水剂置于高速搅拌机搅拌5min，即得到干粉石膏增强剂。
产品性能测试1：
采用重量组分100%的天然β半水石膏，将其分为7份，其中一份没有加入增强剂，另外四份加入β半水石膏干粉重量1％的实施例1-4制备得到的增强剂，最后两份分别加入β半水石膏干粉重量0.1%的减水剂和0.5%的天然二水石膏粉；按照GB/T 17669.3-1999《建筑石膏力学性能的测定》和JCT 698-2010 《石膏砌块》，结果如下：
由上表的测试结果可以看出，本发明的干粉石膏增强剂应用到β半水石膏中，有效增加β半水石膏2h抗折抗压强度以及绝干抗折抗压强度，尤其是显著提升β半水石膏软化系数和石膏制品表面强度；对比市售减水剂和天然二水石膏粉来看，本发明的增强剂明显优于减水剂和天然石膏粉，能很好的发挥β半水石膏的优点。
Claims (6)
1.一种干粉石膏增强剂，是由重量组分为28-37%的高强石膏粉末、55.5-67.5%的碳酸盐、0-1%氢氧化钙和4-6%的减水剂组成；其中高强石膏粉末是由α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化硬化后烘干、磨细和过筛形成的产物，烘干的温度为35-45℃，筛子为180目，筛余不大于5%。
2.根据权利要求1所述的干粉石膏增强剂，其特征在于：所述α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化时的用水量为半水石膏量的40-60%。
3.根据权利要求1或2所述的干粉石膏增强剂，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸锂或碳酸钡中一种或几种。
4.根据权利要求3所述的干粉石膏增强剂，其特征在于：所述减水剂为干粉聚羧酸高效减水剂。
5.一种权利要求1-4任一所述干粉石膏增强剂的制备方法，该方法依次包括如下步骤：
（1）高强石膏粉末的制备：将α半水石膏或者2h抗折强度大于3.8MPa的β半水石膏水化硬化后放入35-45℃的烘箱中烘干至恒重，再将烘干后的产物磨细，过180目筛，筛余不大于5%，即得到高强石膏粉末；
（2）增强剂的制备：将重量组分为28-37%的步骤（1）得到的高强石膏粉末、55.5-67.5%的碳酸盐、0-1%的氢氧化钙和4-6%的减水剂置于高速搅拌机搅拌4-8min，即得到干粉石膏增强剂。
6.一种权利要求1-4任一所述干粉石膏增强剂在β半水石膏中的应用，其特征在于：所述干粉石膏增强剂用于提高β半水石膏硬化后的抗折抗压强度、增加制品表面强度以及耐水性能，干粉石膏增强剂在β半水石膏粉料中的添加量为1-2%。
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| CN108033753A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-15 | 郭盛 | 增韧防水的石膏组合物 |
| CN109437640A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 昆明理工大学 | 用于磷石膏建筑石膏粉的复合改性剂 |
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2019
- 2019-05-10 CN CN201910387183.XA patent/CN110066132B/zh active Active
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