专利名称：一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板的制作方法
技术领域：
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石
膏板。
背景技术：
我国是以煤炭为主要能源的国家，且我国煤的含硫量普遍较高，因此，煤炭燃烧产 生大量S(^，对大气造成严重污染。而由于经济、技术、政策等多方面的原因，S(^排放在过去 一直处于失控状态。据《中国环境状况公报》，2004年全国S(^排放量为2250万t。其中，火 电厂S02排放量约1200万t，约占全国S02排放总量的53X。尽管我国十分注重水力发电、 风力发电甚至核电的发展，但由于我国地域广阔，电力资源仍然十分紧缺，不仅大多数火力 发电厂需要满负荷运行，而且仍不断有新的火力发电厂建造投入使用。预计到"十一五"末 期，火电厂S02排放量仍将保持上升趋势。随着国家可持续发展政策的提出，对工业的环保 要求日趋严格化，火电厂实施烟气脱硫势在必行。而伴随火电厂大面积采取烟气脱硫工艺， 大量工业废弃物脱硫石膏的排放也将成为必然趋势。2000年我国脱硫石膏总产量已达到 200万t。预计到2010年末，年产脱硫石膏可达到1300万t。脱硫石膏排放量剧增，若贸然 采取抛弃堆存，就会占用大量宝贵的土地资源，而且对周围生态环境产生不利影响。因此， 烟气脱硫石膏的资源化开发和利用研究势在必行。 日本是世界上最早最大规模应用烟气脱硫装置控制火电厂S(^排放的国家，其 排放的脱硫石膏很大一部分都被用作生产石膏墙板、石膏天花板等石膏板材。我国使用 石膏板作为建筑材料已有相当长时间的历史，且每年的消耗量十分巨大，但是我国所使用 的原材料多为天然石膏资源，长久以来的开采导致石膏矿产资源储量大大减少，同时对生 态环境造成了很大的破坏。不仅如此，采用天然石膏生产的传统石膏板产品，由于其中未 添加乳胶粉、纤维素醚等改性材料，导致其耐水性能很不理想，一般该类产品的含水率为 0. 8 % -0. 9 % ，受潮挠度为2. 5-2. 8mm。 目前大型燃煤电厂主要采用的湿式石灰石/石膏法工艺和设备所生产的脱硫石 膏的成分与天然石膏相似，主要为二水石膏，并含有少量的半水石膏，碳酸钙和一些可溶性 盐类。如果能以这种工业排放废弃物取代天然石膏烧制而成的半水石膏，作为生产石膏类 建材产品的原材料，则不仅可以节省大量的天然资源和煅烧能耗，减少环境污染，还可以充 分利用工业生产中排放的大量固体废弃物。本发明以脱硫石膏为主要胶凝材料，辅以少量 其他掺合料，并添加合适的外加剂，制得强度、耐水性和耐久性均十分优异的石膏板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度发展快、耐水性能优良，视觉效果美观且施工方 便的以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板。 本发明提出的以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板，由脱硫石膏、白水泥、高 铝水泥、P _半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚、聚羧酸系高效减水剂和水组成，各组份的重量比为
脱硫石膏 白水泥 高铝水泥 P _半水石膏 石灰 乳胶粉 纤维素醚
聚羧酸系高效减水剂 水的加入量为脱硫石，
100
2. 5-10 2. 5-10 2. 5-10 1_5 1_5 0_1
0-0. 05
、白水泥、高铝水泥、P 和聚羧酸系高效减水剂总质量的15% -40%。
各组份较佳的重量比为 脱硫石膏 白水泥 高铝水泥 P _半水石膏 石灰 乳胶粉 纤维素醚
聚羧酸系高效减水剂 水的加入量为脱硫石，
半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚
半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚
100 5-10 5-10 2. 5-5
3-5 2-4
0. 2-0. 5 0. 02-0. 05
、白水泥、高铝水泥、P 和聚羧酸系高效减水剂总质量的15% -40%。 本发明中，聚羧酸系高效减水剂为以聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸为主要原材 料，经酯化、縮合、中和和干燥而成的新型高效减水剂，其为白色至黄褐色的水溶性颗粒状 物质(可全部通过尺寸为0. 315mm的筛孔)。 本发明中，所述纤维素醚的粘度为10， OOOmPa. s_180， OOOmPa. s，所述白水泥的白 度为70-90。 本发明的制备方法是按前述各重量比例称量各组份，将脱硫石膏，白水泥，高铝 水泥，P _半水石膏，石灰，乳胶粉和纤维素醚预先干拌至均匀状态，然后一起与掺有聚羧酸 系高效减水剂的水混合并进行机械搅拌，其中用水量为干粉材料质量的15% _40%之间， 具体用量需根据聚羧酸系高效减水剂的用量进行调整。搅拌时间为2 3分钟，随后将搅 拌所得混合料浇筑于专门的板材模具中，便得到本发明所需产品。 本发明中，脱硫石膏作为主要的胶凝组分。白水泥、高铝水泥和P-半水石膏作为 掺合料，与脱硫石膏一起组成复合胶凝体系。白水泥是水泥的一种，由于其中铁质含量少， 故呈白色。将白水泥作为辅助胶凝材料不会影响到产品最后的整体色泽，其与水反应生成 的水化硅酸钙凝胶对于整个体系的强度值有一定的贡献，并且白水泥中所含有的少量的石 灰也能作为脱硫石膏的活性激发剂使用。高铝水泥同样为水泥的一种，其特点是氯酸钙含 量高，其作用是在水化初期迅速形成钙矾石，提高体系的早期强度。P _半水石膏即我们通 常所说的建筑石膏，其水化速率快，故而它的存在也可以促进早期强度的发展，因为P _半水石膏和脱硫石膏的最终水化产物同为含两个结晶水的硫酸钙，所以P-半水石膏先期形 成的水化产物能够促进晶核的生长。选择这几种材料作为胶凝材料，是利用其各自的特点 相辅相成，既考虑到早期强度的发展，又照顾到后期强度和耐水性的增长。掺入石灰的作用 是激发脱硫石膏的活性，提高其胶凝性。掺入乳胶粉是为了提高体系的内聚力和柔韧性。纤 维素醚的作用是保水增稠，改善体系的和易性。聚羧酸系高效减水剂的引入是为了降低用 水量，增加密实性，从而促进后期强度发展和耐水性提高。 本发明为一种耐水石膏板，不仅具有优良的和易性和施工性，便于提高生产和施 工效率，并且主要原料采用工业废弃物，具有很高的环境效益和社会效益。本产品的高耐水 性、优良的强度以及出众的视觉效果，使得其适用于各类建筑物的室内装饰工程。
本发明可供石膏建材生产厂生产，广泛适用于各种建筑。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步说明本发明。 实施例1， 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的石膏板，按脱硫石膏100、白水泥 2. 5、高铝水泥2. 5、 13 -半水石膏2. 5、石灰5、乳胶粉5、纤维素醚1和聚羧酸系高效减水剂 0. 04的重量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的18%。这种石膏板产品的初凝时 间为5小时27分钟，终凝时间为7小时44分钟，含水率0. 3% ，断裂荷载为279N，受潮挠度 为1. 2mm。 实施例2， 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的石膏板，按脱硫石膏100、白水泥10、 高铝水泥10、 13 -半水石膏10、石灰3、乳胶粉2、纤维素醚0. 2和聚羧酸系高效减水剂0配 制而成，其中用水量为干粉材料总质量的40%。这种石膏板产品的初凝时间为4小时10分 钟，终凝时间为6小时22分钟，含水率为0. 9%，断裂荷载为292N，受潮挠度为1. 4mm。
实施例3， 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的石膏板，按脱硫石膏100、白水泥5、 高铝水泥7. 5、 13 -半水石膏2. 5、石灰1、乳胶粉4、纤维素醚0. 5和聚羧酸系高效减水剂
0. 02的重量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的30%。这种石膏板产品的初凝时 间4小时34分钟，终凝时间6小时18分钟，含水率为0. 5% ，断裂荷载为247N，受潮挠度为
1. 4mm。 实施例4， 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的石膏板，按脱硫石膏100、白水泥
2. 5、高铝水泥2. 5、 13 -半水石膏10、石灰4、乳胶粉3、纤维素醚0. 3和聚羧酸系高效减水 剂O. 04的重量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的20%。这种石膏板产品的初凝 时间3小时57分钟，终凝时间5小时48分钟，含水率为0. 3% ，断裂荷载为219N，受潮挠度 为1. 2mm。 实施例5， 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的石膏板，按脱硫石膏100、白水泥 7. 5、高铝水泥5、 13 -半水石膏2. 5、石灰4、乳胶粉1、纤维素醚0和聚羧酸系高效减水剂
0. 05的重量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的15%。这种石膏板产品的初凝时 间3小时42分钟，终凝时间5小时34分钟，含水率为0. 2% ，断裂荷载为322N，受潮挠度为
1. 4mm。
权利要求
一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板，其特征在于由脱硫石膏、白水泥、高铝水泥、β-半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚、聚羧酸系高效减水剂和水组成，各组份的重量比为脱硫石膏 100白水泥2.5-10高铝水泥 2.5-10β-半水石膏 2.5-10石灰 1-5乳胶粉1-5纤维素醚 0-1聚羧酸系高效减水剂0-0.05水的加入量为脱硫石膏、白水泥、高铝水泥、β-半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚和聚羧酸系高效减水剂总质量的15％-40％。
2.根据权利要求1所述的以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板，其特征在于各组份的重量比为脱硫石膏 100白水泥 5-10高铝水泥 5-10P _半水石膏 2. 5-5石灰 3-5乳胶粉 2-4纤维素醚 0. 2-0. 5聚羧酸系高效减水剂 0. 02-0. 05水的加入量为脱硫石膏、白水泥、高铝水泥、P _半水石膏、石灰、乳胶粉、纤维素醚和聚 羧酸系高效减水剂总质量的15% -40%。
3.根据权利要求1或2所述的以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板，其特点在于 所述纤维素醚的粘度为10， OOOmPa. s_180， OOOmPa. s，所述白水泥的白度为70-90。
全文摘要
本发明属石膏建材技术领域，具体涉及一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的耐水石膏板。它由脱硫石膏、白水泥、高铝水泥、β-半水石膏、石灰、纤维素醚、乳胶粉和聚羧酸系高效减水剂组成。使用本发明可解决脱硫石膏这种工业固体废弃物的资源化高效利用问题。使用本发明可有效避免脱硫石膏水化较慢和传统石膏板耐水性差的问题。本发明适用于新建建筑和老建筑的室内装饰，亦可满足一定的强度要求。
文档编号E04C2/02GK101748851SQ201010022499
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者叶丹玫, 吴小琴, 孙振平, 杨洁, 郑琨鹏, 郑金飚, 黄晖皓 申请人:同济大学