專利名稱：一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領域，具體涉及一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保
溫砂槳。
背景技術(shù)：
脫硫石膏是為消除燃煤爐煙氣中S02的排放，安裝濕法脫硫裝置，由脫硫材料碳酸 鈣與S02反應而形成的。因其主要成分為二水石膏，故稱為脫硫石膏。 我國目前以煤炭為主要能源，且我國煤的含硫量普遍較高，電廠煤炭燃燒產(chǎn)生大 量的S02，因脫硫工藝而產(chǎn)生的脫硫石膏更將是巨量。許多地方政府已開始明顯感到脫硫 石膏的合理處置所帶來的社會壓力。據(jù)統(tǒng)計，2000年我國脫硫石膏總產(chǎn)量已達到200萬t， 2009年我國脫硫石膏的年產(chǎn)量估計已超過1200萬t，其中僅上海就有200萬噸。脫硫石膏 排放量劇增，若貿(mào)然采取拋棄堆存，會占用大量寶貴的土地資源，而且對周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生 不利影響。而脫硫石膏不僅活性低，且含有雜質(zhì)，直接作為石膏制品的原材料使用，則產(chǎn)品 凝結(jié)硬化慢，強度低，耐久性不佳。 如何結(jié)合國家有關政策，采取合理有效的措施，將脫硫石膏資源化高效利用，其意 義深遠。 大力節(jié)能降耗，發(fā)展節(jié)約型經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟，是我國乃至世界各國今后面臨的主要 任務，關系到地球人類和地球生物的生存延續(xù)。建筑能耗幾乎占我國工業(yè)能耗的40% ，我國 從10年前就開始關注這一問題。1996年7月我國就頒發(fā)了新建建筑節(jié)能強制性標準，2000 年建設部又發(fā)布了《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，對于新建建筑的節(jié)能審批、設計、施工、驗收 等做了一系列規(guī)定。為了加強民用建筑節(jié)能管理，降低民用建筑使用過程中的能源消耗，提 高能源利用效率，2008年8月7日，中華人民共和國國務院頒布第530號令，發(fā)布《民用建 筑節(jié)能條例》，該條例自2008年10月1日起施行。目前我國民用建筑普遍采取節(jié)能50%的 措施，部分城市(如北京、天津、廣州、深圳等)則采取節(jié)能65%的措施。外墻外保溫、外墻 中保溫、外墻內(nèi)保溫等多種形式的保溫體系紛紛研制成功，并成功地應用于建筑物的新建、 改建和擴建工程中。建筑物保溫體系的普遍應用極大地帶動了保溫材料和相關配套材料的 大發(fā)展，僅上海每年的保溫材料銷售額就達30億元人民幣。 目前市場上比較多的無機保溫材料一般采用水泥為膠凝材料，?；⒅闉檩p質(zhì)集
料，輔以增稠保水劑、粘結(jié)強度改性劑等多組分復合而成。?；⒅槭墙陙黹_始被廣泛用
于生產(chǎn)各類保溫砂漿的多孔輕質(zhì)集料，其具有級配良好、導熱系數(shù)低等優(yōu)良性能。相對于傳
統(tǒng)的無機輕質(zhì)集料膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等材料而言，?；⒅榭梢愿媒鉀Q材料耐水性
差的痼疾，而相對于有機材料EPS顆粒等材料，?；⒅榈姆阑鹉透邷匦阅?，也為建筑物提
供了更加可靠的安全保障。然而，水泥作為膠凝材料，其本身密度大，收縮率較大，防火性能
較差，尋找一種耐火性好，收縮率小的替代材料，具有十分重要的意義。 本發(fā)明將工業(yè)固體廢棄物脫硫石膏與?；⒅榍擅罱Y(jié)合，復合少量其他摻合料，
并添加合適的外加劑，得到以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，不僅資源化高效
3利用了脫硫石膏，而且產(chǎn)品的保溫性、耐久性以及安全性能均十分優(yōu)異，具有很廣闊的市場 前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種保溫性能好、強度發(fā)展快、耐水性能優(yōu)良，收縮率低， 施工方便且使用安全可靠的以脫硫石膏為主要膠凝材料，以?；⒅闉闊o機輕質(zhì)集料的無 機保溫砂槳。 本發(fā)明提出的以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，由脫硫石膏、?；?珠、礦渣粉、粉煤灰、e-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水 劑和水組成，各組份的重量比為 脫硫石膏 100 玻化微珠 50-120 礦渣粉 2.5-10 粉煤灰 2-10 P-半水石膏 2.5-10 石灰 1-5 乳膠粉 1-5 聚乙烯醇纖維 0-0.3 纖維素醚 0-1 引氣型高效減水劑 0-0.5 水的加入量為脫硫石膏、玻化微珠、礦渣粉、粉煤灰、13 -半水石膏、石灰、乳膠粉、 聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水劑總質(zhì)量的60% -120%。
各組份較佳的重量比為 脫硫石膏 100 ?；⒅?60-100 礦渣粉 3-10 粉煤灰 5-10 P -半水石膏 5-10 石灰 3-5 乳膠粉 2-4 聚乙烯醇纖維 0.15-0.25 纖維素醚 0. 2-0. 5 引氣型高效減水劑 0.2-0.5 水的加入量為脫硫石膏、?；⒅?、礦渣粉、粉煤灰、13 -半水石膏、石灰、乳膠粉、
聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水劑總質(zhì)量的60% -120%。 本發(fā)明中，所述礦渣粉為S95礦渣粉或S75礦渣粉中的一種。 本發(fā)明中，所述粉煤灰為II級高鈣粉煤灰或III級高鈣粉煤灰中的一種。 本發(fā)明中，所述纖維素醚的粘度為40， OOOmPa. s_150， OOOmPa. s。 本發(fā)明中，所述弓I氣型高效減水劑采用具有引氣劑分子結(jié)構(gòu)的羰基化合物與醛基分子材料經(jīng)過縮聚反應生成的脂肪族化合物。 本發(fā)明的制備方法，具體步驟為按前述各重量比例稱取各組份，將脫硫石膏、玻 化微珠、礦渣粉、粉煤灰、e-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效 減水劑預先干拌至均勻狀態(tài)，然后加水混合并進行機械攪拌，其中用水量為脫硫石膏、?；?微珠、礦渣粉、粉煤灰、e-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減 水劑總質(zhì)量的60% -120%。所得保溫砂漿可手工涂抹或機械噴涂施工。
本發(fā)明中，脫硫石膏作為主要的膠凝組分，礦渣粉、粉煤灰和13 -半水石膏作為摻 合料，與脫硫石膏一起組成復合膠凝體系。礦渣粉全稱?；郀t礦渣，是在鋼鐵廠煉鋼過程 中產(chǎn)生的廢渣，其主要成分是硅酸鹽和硅鋁酸鹽。礦渣粉因為其成分與水泥熟料很相似，活 性較高，因而可作為輔助膠凝材料使用，其水化生成的水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣凝膠 能夠促進體系的強度發(fā)展。粉煤灰與脫硫石膏一樣也是燃煤電廠的一種工業(yè)廢棄物，其成 分中含有大量的氧化硅和氧化鋁，本發(fā)明中所采用的高鈣粉煤灰中含有較多的氧化鈣，故 而具有較高的水化活性。采用礦渣粉和高鈣粉煤灰復合摻加，充分發(fā)揮兩者的活性，對整 個體系的早期強度和后期強度都能起到很大的貢獻。同時它們在水化過程中生成的氫氧化 鈣，能夠促進另一種水化產(chǎn)物鈣礬石的生長，從而加快脫硫石膏的水化進程，明顯增加體系 的早期強度。P _半水石膏的主要成分為半水石膏，即我們通常所說的建筑石膏，其水化速 率快，故而它的存在也可以很好地促進體系早期強度的發(fā)展。同時P-半水石膏和脫硫石 膏的最終水化產(chǎn)物同為含兩個結(jié)晶水的硫酸鈣，所以P-半水石膏先期形成的水化產(chǎn)物能 夠促進晶核的生長。選擇這幾種材料作為膠凝材料，是利用其各自的特點相輔相成，既考慮 到早期強度的發(fā)展，又照顧到后期強度和耐水性的提高。摻入石灰的作用是激發(fā)脫硫石膏 的活性，提高其膠凝性。摻入乳膠粉是為了提高體系的內(nèi)聚力和柔韌性。聚乙烯醇纖維的摻 入可以提高體系的抗折強度，增強砂漿的抗裂性能。纖維素醚的作用是保水增稠，改善體系 的和易性。引氣型高效減水劑的引入具有雙重作用，其一是引入氣泡，降低體系的干密度， 進而降低導熱系數(shù)，其二是降低體系用水量，從而促進后期強度發(fā)展和耐水性提高。
本發(fā)明為一種無機保溫砂漿，不僅具有優(yōu)良的和易性和施工性，便于提高生產(chǎn)和 施工效率，并且大量采用工業(yè)廢棄物為原材料，具有很高的環(huán)境效益和社會效益。本發(fā)明產(chǎn) 品具備優(yōu)良的保溫性能、強度性能、耐久性能和安全性能，十分適用于建筑物的保溫體系施 工，尤其在內(nèi)墻保溫系統(tǒng)和分戶墻保溫層使用效果更佳。 本發(fā)明可供石膏建材生產(chǎn)廠或保溫砂漿生產(chǎn)廠生產(chǎn)，廣泛適用于各種建筑物的內(nèi) 保溫，也適用于管道保溫。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。 實施例1， 一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，按脫硫石膏100、玻 化微珠50、 S75礦渣粉2. 5、 III級高鈣粉煤灰2、 13 -半水石膏2. 5、石灰1、乳膠粉1、聚乙 烯醇纖維0、纖維素醚0和引氣型高效減水劑0的重量比配制而成，其中用水量為干粉材料 總質(zhì)量的120%。這種石膏板產(chǎn)品的干密度為397kg/m 抗壓強度為1. lMPa，抗折強度為 0. 2MPa，壓剪粘結(jié)強度為75kPa，軟化系數(shù)為0. 57，導熱系數(shù)為0. 082W/m. K。
實施例2， 一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，按脫硫石膏1Q0、玻
5化微珠120、S95礦渣粉10、II級高鈣粉煤灰10、 13 -半水石膏10、石灰5、乳膠粉5、聚乙烯醇纖維0. 3、纖維素醚1和引氣型高效減水劑0. 5的重量比配制而成，其中用水量為干粉材料總質(zhì)量的60%。這種石膏板產(chǎn)品的干密度為288kg/m 抗壓強度為1. 6MPa，抗折強度為0. 6MPa，壓剪粘結(jié)強度為221kPa，軟化系數(shù)為0. 72，導熱系數(shù)為0. 066W/m. K。
實施例3， 一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，按脫硫石膏100、?；⒅?0、S95礦渣粉3、III級高鈣粉煤灰10、 13 -半水石膏5、石灰1、乳膠粉1、聚乙烯醇纖維O. 1、纖維素醚0.2和引氣型高效減水劑0. 1的重量比配制而成，其中用水量為干粉材料總質(zhì)量的100%。這種石膏板產(chǎn)品的干密度為378kg/m 抗壓強度為1. 3MPa，抗折強度為0. 3MPa，壓剪粘結(jié)強度為145kPa，軟化系數(shù)為0. 65，導熱系數(shù)為0. 078W/m. K。
實施例4， 一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，按脫硫石膏100、?；⒅?00、 S75礦渣粉10、 II級高鈣粉煤灰2. 5、 13 -半水石膏10、石灰5、乳膠粉5、聚乙烯醇纖維O. 15、纖維素醚0.5和引氣型高效減水劑0.3的重量比配制而成，其中用水量為干粉材料總質(zhì)量的80%。這種石膏板產(chǎn)品的干密度為309kg/m 抗壓強度為1. 7MPa，抗折強度為0. 4MPa，壓剪粘結(jié)強度為254kPa，軟化系數(shù)為0. 69，導熱系數(shù)為0. 069W/m. K。
實施例5， 一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，按脫硫石膏100、?；⒅?5、 S95礦渣粉5、 II級高鈣粉煤灰10、 13 -半水石膏5、石灰4、乳膠粉3、聚乙烯醇纖維0. 2、纖維素醚0. 4和引氣型高效減水劑0. 4的重量比配制而成，其中用水量為干粉材料總質(zhì)量的65%。這種石膏板產(chǎn)品的干密度為329kg/m 抗壓強度為2. 2MPa，抗折強度為0. 7MPa，壓剪粘結(jié)強度為247kPa，軟化系數(shù)為0. 76，導熱系數(shù)為0. 064W/m. K。
權(quán)利要求
一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，其特征在于由脫硫石膏、?；⒅?、礦渣粉、粉煤灰、β-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水劑和水組成，各組份的重量比為脫硫石膏 100?；⒅? 50-100礦渣粉2.5-10粉煤灰2-10β-半水石膏 2.5-10石灰 1-5乳膠粉1-5聚乙烯醇纖維 0-0.3纖維素醚 0-1引氣型高效減水劑 0-0.5水的加入量為脫硫石膏、?；⒅?、礦渣粉、粉煤灰、β-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水劑總質(zhì)量的60％-120％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，其特征在于各組份的重量比為脫硫石膏 100?；⒅?60-80礦渣粉 3-10粉煤灰 5-10P _半水石膏 5-10石灰 3-5乳膠粉 2-4聚乙烯醇纖維 0.15-0.25纖維素醚 0. 2-0. 5引氣型高效減水劑 0.2-0.5水的加入量為脫硫石膏、玻化微珠、礦渣粉、粉煤灰、P-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙 烯醇纖維、纖維素醚、引氣型高效減水劑總質(zhì)量的60% -120%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，其特點在于所 述礦渣粉采用S95礦渣粉或S75礦渣粉中任一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，其特點在于所 述粉煤灰采用II級或III級高鈣粉煤灰中任一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿，其特點在于所 述乳膠粉的粘度為40， OOOmPa. s_150， OOOmPa. s。
全文摘要
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領域，具體涉及一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的無機保溫砂漿。由脫硫石膏、礦渣粉、粉煤灰、β-半水石膏、石灰、乳膠粉、聚乙烯醇纖維、纖維素醚和引氣型高效減水劑組成。使用本發(fā)明可解決脫硫石膏這種工業(yè)固體廢棄物的資源化高效利用問題。使用本發(fā)明可有效避免脫硫石膏水化較慢和傳統(tǒng)石膏基無機保溫砂漿耐水性差的問題。本發(fā)明適用于各類建筑物的墻體保溫工程施工，亦可滿足一定的強度要求。
文檔編號C04B28/14GK101767971SQ201010022798
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者葉丹玫, 吳小琴, 孫振平, 楊潔, 鄭琨鵬, 鄭金飚, 黃暉皓 申請人:同濟大學