本发明涉及一种利用沸石、冶金废渣、水泥为原料的β半水石膏缓凝剂及其制备方法，属于建材领域。
背景技术：
建筑石膏的凝结硬化速度很快，凝结时间只有5~20分钟，可操作时间很短，往往不能满足石膏基材料的成型与施工的需要。为了解决这一难题，常采用掺缓加凝剂来调节建筑石膏的凝结时间。目前，缓凝剂已成为粉刷石膏、石膏基腻子、模型石膏等各类石膏基材料的必要组分之一。
目前常用的石膏缓凝剂主要有三类：有机酸及其可溶盐、碱性磷酸盐以及蛋白质类大分子化合物。近年来，国内外对缓凝剂作用效果进行了较为广泛的研究：石膏缓凝剂在发生缓凝作用的同时，都会不同程度地对石膏硬化体的微观结构产生不利影响，造成强度损失。其中有机酸研究最多，效果最好的属于柠檬酸和它的钠盐，只很低掺量下就能延缓石膏的凝结时间，但柠檬酸及其盐会导致石膏强度剧烈下降；磷酸盐类缓凝剂同样存在强度损失的问题。蛋白质类缓凝剂包括骨胶、胨等，其对二水石膏的晶体形貌影响相对较小，强度损失较小，但其只有在较高掺量才有明显缓凝效果，随着掺量的进一步增大，使用成本很高。
针对现有技术中常用缓凝剂在缓凝效果、缓凝时间调节和强度损失等方面的不足。近年来，我国在石膏缓凝剂的研究较多，也取得了一些成果：发明专利“一种石膏缓凝剂及其制备方法（申请号CN201510162745.2）”，利用碱性物质、有机酸、酸酐等对蛋白类材料进行深度化学加工合成得到的缓凝剂相对于其他无机盐类缓凝剂具有凝结时间长、强度损失小的优点；发明专利“一种用于建筑石膏基抹灰石膏的缓凝剂及制作方法（申请号CN201610145248.6）”利用骨胶原蛋白、方解石粉、柠檬酸和激发剂为原料制备得到的缓凝剂，可以明显降低强度损失率。综合石膏缓凝剂现状来看，其制备工序一般都较复杂，生产成本高，另外，缓凝剂的作用效果较为单一。
本发明以沸石、冶金废渣为原料，充分发挥冶金废渣之间的协同组合效应，得到无机复合缓凝剂，能有效延长β半水石膏的凝结时间，对石膏材料强度的负面影响比传统的缓凝剂小。本发明既改善了石膏性能，又解决了冶金废渣占用土地、污染环境的问题，实现了物尽其用。
技术实现要素：
本发明提供了一种β半水石膏缓凝剂及其制备方法。以沸石、冶金废渣（锰渣、钢渣或矿渣等）为主要原料，经过机械粉磨、混合得到无机复合缓凝剂，可用于调节β半水石膏的凝结时间、提高其耐水性；该缓凝剂具有制备工序简单、成本低、综合效果好的特点。
一种β半水石膏缓凝剂，按重量计，由1~6份的沸石粉、3~12份的冶金渣粉和1~2份的水泥组成。
进一步地，所述冶金渣粉为锰渣、钢渣、矿渣中的任意一种或任意组合。
作为本发明的进一步改进，一种β半水石膏缓凝剂，按重量计，由2份的沸石粉、4份的冶金渣粉和2份的水泥组成，其中冶金渣粉的组成为锰渣、钢渣、矿渣之比为4:5:3。
进一步地，所述冶金渣粉的比表面积为450~550m2/kg。
进一步地，所述沸石粉的颗粒细度为200目以上。
进一步地，所述水泥为《通用水泥》GB175-2007中的任一种。
一种β半水石膏缓凝剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）将冶金渣分别进行干燥，按照一定比例计量后进行粉磨；
（2）将沸石粉、冶金渣粉和水泥按比例混合制成缓凝剂。
本发明的有益效果：本发明以沸石和工业冶金废渣为主要原料，经过机械粉磨、混合得到无机复合缓凝剂。本发明技术实现了冶金废渣的综合利用，能减少石膏建材行业对传统缓凝剂的使用，制备工序简单，成本低。
本发明的缓凝剂中的沸石、冶金废渣、水泥能充分发挥不同物料之间的协同组合效应，能调节β半水石膏的凝结时间。与传统的柠檬酸钠、六偏磷酸钠等缓凝剂相比，在凝结时间相接近的情况下，本发明的缓凝剂使石膏材料强度损失小，还能有效地提高石膏材料的耐水性。本发明的缓凝剂既改善了石膏性能，又能有效减少冶金废渣堆积造成污染环境的问题，实现了物尽其用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例测试方法均按照标准《GB/T17669.4-1999建筑石膏净浆物理性能的测定》、《GB/T 17669.3-1999建筑石膏力学性能的测定》进行。
实施例一
将锰渣干燥、粉磨制成锰渣粉（比表面积458m2/kg）；将6份沸石（200目）、7份锰渣粉、1份矿渣硅酸盐水泥混合均匀得到缓凝剂。
将92份的β半水石膏、8份的缓凝剂制成混合料，水料比为0.60，成型，进行凝结时间、强度性能测试。
实施例二
将4份的锰渣、5份的钢渣、3份的矿渣干燥、粉磨制成冶金渣粉（比表面积458m2/kg）；将2份沸石（300目）、4份冶金渣粉、2份普通硅酸盐水泥混合均匀得到缓凝剂。
将94份的β半水石膏、6份的缓凝剂制成混合料，水料比为0.61，成型，进行凝结时间、强度性能测试。
实施例三
将86份的β半水石膏、14份的由实施例二中得到的缓凝剂制成混合料，水料比为0.59，成型，进行凝结时间、强度性能测试。
实施例四
将3份的矿渣、7份的锰渣干燥、粉磨制成冶金渣粉（比表面积534m2/kg）；将3份沸石（300目）、10份冶金渣粉、2份复合硅酸盐水泥混合均匀得到缓凝剂。
将85份的β半水石膏、15份的缓凝剂制成混合料，水料比为0.58，成型，进行凝结时间、强度性能测试。
实施例五
将2份的锰渣、3份的钢渣干燥、粉磨制成冶金渣粉（比表面积530m2/kg）；将3份沸石（200目）、5份冶金渣粉、1份粉煤灰硅酸盐水泥混合均匀得到缓凝剂。
将94份的β半水石膏、6份的缓凝剂制成混合料，水料比为0.60，成型，进行凝结时间、强度性能测试。
表1 本发明的缓凝剂实施例测试结果
表2 对比试验测试结果
对比例一～三：化学缓凝剂外掺，水料比均为0.60。化学缓凝剂掺加量小，但是成本高，对试块的强度影响大。
对比例四、五中的石英砂粉的比表面积为462m2/kg，水料比均为0.59。
以上实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。