一種輕質高強防水石膏板的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種輕質高強防水石膏板的制備方法，屬于建筑裝飾材料合成領域。本發明利用液氮將粉煤灰加壓冷卻，隨后使其迅速解壓而細化，使粉煤灰中微球結構得到保留，再利用無水乙醇為分散介質，濕法球磨處理生石灰，避免生石灰達到一定細度后的團聚，再將處理后的粉煤灰、生石灰與石膏粉混合，加入穩泡劑硅酮酰胺和引氣劑鋁粉膏，再加入去離子水，將反應生成的漿料澆筑后，用石蠟蒸氣熏烤，得到輕質高強防水石膏板。所得石膏板容重在400～500kg/m3，較常規石膏板降低了一倍，得益于空隙中的冷凝后的石蠟，使其防水性提高，而生石灰與粉煤灰中的二氧化硅、氧化鋁等反應生成特定水化產物，使得石膏板的強度提高了10倍以上，大大提高了石膏板的使用壽命。
【專利說明】
一種輕質高強防水石膏板的制備方法
技術領域
[0001]本發明公開了一種輕質高強防水石膏板的制備方法，屬于建筑裝飾材料合成領域。
【背景技術】
[0002]我國是石膏資源大國，天然石膏資源豐富，已探明儲量居世界首位，同時加工副產石膏(磷石膏、氟石膏、檸檬酸石膏和脫硫石膏等)產量巨大，目前達到1.3億噸/年，其中脫硫石膏產量為5500萬噸/年。日本和歐洲一些國家的脫硫石膏利用率達到100%，但是我國脫硫石膏的資源化利用率只有50%左右，且大多為低附加值的利用，如石膏砌塊、水泥緩凝劑等。脫硫石膏利用率低，不僅僅是資源的浪費，還容易導致二次環境污染。
[0003]石膏存在三種主要相態:二水石膏，半水石膏以及無水石膏，其中半水石膏分為α型和β型，α-半水石膏具有晶面完整、水化熱低、需水量少、硬化體強度高等特點，性能和價值遠優于半水石膏。石膏建材具有輕質、變形小、生產能耗低、尺寸穩定性好、干燥時不開裂及對人體無害等優點，其主要包括粉刷石膏、抹灰石膏、石膏制品及其它裝飾部件等。
[0004]α-半水石膏具有很高的強度，抗折性能優秀，具有一定的耐水性及表面硬性，易澆筑成型，易發泡，可與很多材料復合，很適于做各類建筑板材及澆筑制品。
[0005]石膏為輕質多孔材料，吸水率高，一般市售石膏板的吸水率高達40%，石膏的水化產物二水硫酸鈣晶體的溶解度比較大，遇水易溶蝕，使制品強度、硬度降低，石膏的水溶性和在潮濕環境下強度的迅速下降大大限制了石膏板的使用。而目前提高防水性能的主要方法是減小孔隙率或改變石膏膠凝體系，這與追求輕質石膏產品目標相悖，而開發孔隙率較大的輕質高強防水石膏板材將彌補這一不足。
【發明內容】
[0006]本發明主要解決的技術問題:針對傳統石膏板在制備過程中出現的，為達到輕質目的，提高石膏板的孔隙率，使板材的防水抗潮性能降低，強度降低，無法滿足建筑材料使用要求的問題，提供了一種輕質高強防水石膏板的制備方法，本發明首先利用液氮將粉煤灰加壓冷卻，隨后使其迅速解壓而細化，使粉煤灰中微球結構得到保留，再利用無水乙醇為分散介質，濕法球磨處理生石灰，避免生石灰達到一定細度后的團聚，再將處理后的粉煤灰、生石灰與石膏粉混合，加入穩泡劑硅酮酰胺和引氣劑鋁粉膏，再加入去離子水，將反應生成的漿料澆筑后，用石蠟蒸氣熏烤，得到輕質高強防水石膏板。所得石膏板容重在400?500kg/m3，較常規石膏板降低了一倍，得益于空隙中的冷凝后的石蠟，使其防水性提高，而生石灰與粉煤灰中的二氧化硅、氧化鋁等反應生成特定水化產物，使得石膏板的強度提高了 10倍以上，大大提高了石膏板的使用壽命。
[0007 ]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(I)稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應釜中，再以6?8mL/min速率向反應爸中通入液氮，直至反應爸壓力達到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細粉煤灰，備用；
(2)在球磨機中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調節轉速至200?300r/min，濕法球磨40?50min，出料，將所得濕料轉入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細生石灰粉末；
(3)在反應釜中，依次加入30?50g步驟(I)備用細粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g招粉膏，繼續攪拌反應10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續攪拌反應20?30min，出料，得混合漿料；
(4)將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的65?70%，再將模具轉入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板；
(5)在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于i甘禍上方5?10cm，熏烤5?1min，翻至另一面，繼續熏烤5?1min，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
[0008]本發明的具體應用方法:丈量房間面積，根據房間面積，選取本發明所得2?4cm厚度輕質高強防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩子粉干燥后，涂刷乳膠漆，經檢測所得吊頂結構單位面積容重較常規石膏板降低50?80%，吊頂龍骨材料使用量減少40?60%，使用30年后，未發生脫落現象。
[0009]本發明的有益效果:
(1)與常規600?800kg/m3的石膏板相比，本發明所得400?450kg/m3的石膏板的原料節約率達到20?30%，大量的節約了石膏，石灰等原料；
(2)從建筑結構方面分析，由于建筑整體重量減小，建筑結構材料用料可相對減少；
(3)本發明所得石膏板的結構強度較常規石膏板而言提高了50%以上，使用壽命提高了3倍以上，減少了建筑材料的消耗。
【具體實施方式】
[0010]稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應釜中，再以6?8mL/min速率向反應爸中通入液氮，直至反應爸壓力達到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細粉煤灰，備用；在球磨機中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調節轉速至200?3001'/111；[11，濕法球磨40?501]1；[11，出料，將所得濕料轉入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細生石灰粉末;在反應釜中，依次加入30?50g上述備用細粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g鋁粉膏，繼續攪拌反應10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續攪拌反應20?30min，出料，得混合漿料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的65?70%，再將模具轉入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板;在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于坩禍上方5?10cm，熏烤5?lOmin，翻至另一面，繼續熏烤5?1min，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
[0011]實例I
稱取200g粉煤灰，加入盛有60mL去離子水的高壓反應釜中，再以6mL/min速率向反應釜中通入液氮，直至反應釜壓力達到IMPa，保壓處理lOmin，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入80°C烘箱中，干燥3h，得細粉煤灰，備用；在球磨機中，依次加入200g生石灰，200mL無水乙醇，按球料比為1: ^加入球磨珠’調節轉速至〗。。!./!!^]!，濕法球磨40min，出料，將所得濕料轉入70°C真空干燥箱中，干燥處理20min，得細生石灰粉末;在反應釜中，依次加入30g上述備用細粉煤灰，50g上述所得生石灰粉末，和200g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為600r/min，攪拌混合30min后，加入6g娃酮酰胺和1g招粉膏，繼續攪拌反應1min，隨后加入60mL去離子水，繼續攪拌反應20min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的65%，再將模具轉入45°C烘箱中，干燥2h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板;在坩禍中加入20g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于坩禍上方5cm，熏烤5min，翻至另一面，繼續熏烤5min，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
[0012]本發明的具體應用方法:丈量房間面積，根據房間面積，選取本發明所得2cm厚度輕質高強防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩子粉干燥后，涂刷乳膠漆，經檢測所得吊頂結構單位面積容重較常規石膏板降低50%，吊頂龍骨材料使用量減少40%，使用30年后，未發生脫落現象。
[0013]實例2
稱取250g粉煤灰，加入盛有70mL去離子水的高壓反應釜中，再以7mL/min速率向反應釜中通入液氮，直至反應釜壓力達到1.5MPa，保壓處理15min，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入85 0C烘箱中，干燥4h，得細粉煤灰，備用；在球磨機中，依次加入250g生石灰，250mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調節轉速至250r/min，濕法球磨45min，出料，將所得濕料轉入72°C真空干燥箱中，干燥處理25min，得細生石灰粉末;在反應釜中，依次加入40g上述備用細粉煤灰，55g上述所得生石灰粉末，和250g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為800r/min，攪拌混合40min后，加入7g娃酮酰胺和12g招粉膏，繼續攪拌反應15min，隨后加入70mL去離子水，繼續攪拌反應25min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的68%，再將模具轉入48°C烘箱中，干燥3h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板;在坩禍中加入25g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于坩禍上方8cm，熏烤8min，翻至另一面，繼續熏烤8min，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
[0014]本發明的具體應用方法:丈量房間面積，根據房間面積，選取本發明所得3cm厚度輕質高強防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩子粉干燥后，涂刷乳膠漆，經檢測所得吊頂結構單位面積容重較常規石膏板降低60%，吊頂龍骨材料使用量減少50%，使用30年后，未發生脫落現象。
[0015]實例3 稱取300g粉煤灰，加入盛有80mL去離子水的高壓反應釜中，再以8mL/min速率向反應釜中通入液氮，直至反應釜壓力達到2MPa，保壓處理20min，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入90°C烘箱中，干燥5h，得細粉煤灰，備用；在球磨機中，依次加入300g生石灰，300mL無水乙醇，按球料比為1: ^加入球磨珠’調節轉速至〗。。!./!!^]!，濕法球磨50min，出料，將所得濕料轉入75°C真空干燥箱中，干燥處理30min，得細生石灰粉末;在反應Il中，依次加入50g上述備用細粉煤灰，60g上述所得生石灰粉末，和300g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為900r/min，攪拌混合50min后，加入8g娃酮酰胺和15g招粉膏，繼續攪拌反應20min，隨后加入80mL去離子水，繼續攪拌反應30min，出料，得混合楽料;將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的70%，再將模具轉入50°C烘箱中，干燥4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板;在坩禍中加入30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于坩禍上方10cm，熏烤1min，翻至另一面，繼續熏烤lOmin，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
[0016]本發明的具體應用方法:丈量房間面積，根據房間面積，選取本發明所得4cm厚度輕質高強防水石膏板，使用氣槍釘與木螺絲將石膏板固定于吊頂龍骨上，隨后批灰處理，待表層膩子粉干燥后，涂刷乳膠漆，經檢測所得吊頂結構單位面積容重較常規石膏板降低80%，吊頂龍骨材料使用量減少60%，使用30年后，未發生脫落現象。
【主權項】
1.一種輕質高強防水石膏板的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取200?300g粉煤灰，加入盛有60?80mL去離子水的高壓反應釜中，再以6?8mL/min速率向反應爸中通入液氮，直至反應爸壓力達到I?2MPa，保壓處理10?20min，打開反應釜出料閥門，使物料噴入收集料筒中，隨后將料筒中物料轉入80?90°C烘箱中，干燥3?5h，得細粉煤灰，備用； (2)在球磨機中，依次加入200?300g生石灰，200?300mL無水乙醇，按球料比為1:15加入球磨珠，調節轉速至200?300r/min，濕法球磨40?50min，出料，將所得濕料轉入70?75°C真空干燥箱中，干燥處理20?30min，得細生石灰粉末； (3)在反應釜中，依次加入30?50g步驟(I)備用細粉煤灰，50?60g上述所得生石灰粉末，和200?300g石膏粉，啟動攪拌器，設定轉速為600?900r/min，攪拌混合30?50min后，加入6?8g娃酮酰胺和10?15g招粉膏，繼續攪拌反應10?20min，隨后加入60?80mL去離子水，繼續攪拌反應20?30min，出料，得混合漿料； (4)將上述所得混合漿料加入澆筑模具中，控制漿料達到模具高度的65?70%，再將模具轉入45?50°C烘箱中，干燥2?4h，隨后將其置于常溫條件下，自然冷卻至室溫，脫模，得輕質高強石膏板； (5)在坩禍中加入20?30g石蠟，加熱使其沸騰，隨后將上述所得輕質高強石膏板置于i甘禍上方5?10cm，熏烤5?1min，翻至另一面，繼續熏烤5?1min，待熏烤結束，將石膏板置于室溫條件下，自然冷卻，即得輕質高強防水石膏板。
【文檔編號】C04B111/40GK106082918SQ201610469772
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月26日
【發明人】周榮, 許博偉
【申請人】周榮