一种环境适应型磷石膏墙体材料及其制备方法与流程

文档序号:15403244发布日期:2018-09-11 18:05阅读:256来源:国知局
本发明属于磷石膏综合利用的
技术领域
,具体涉及一种环境适应型磷石膏墙体材料及其制备方法。
背景技术
:磷石膏是磷酸生产过程中用硫酸处理磷矿石时产生的一种工业副产品,每生产1.0吨的磷酸就要产生4.5-5.0吨的磷石膏。而目前磷石膏主要以堆存处理。2015年,我国磷石膏排放量达8000万吨,累计堆存量达30000万吨。数据显示,如按一般工业固体废物堆存磷石膏,100公顷的堆场可堆存磷石膏约2500-3000万立方米,可接受年产50万吨磷酸厂(即年排放磷石膏250万吨)10-12年或年产80万吨磷酸厂(即年排放磷石膏400万吨)6-8年的磷石膏排放量,如按堆存10-12年计算,每万吨磷石膏堆场占地约为0.4公顷,投资约为27-33万元。而且,磷石膏中含有磷酸盐、硫酸盐等有害物质,在长期堆存过程中,对土地、地表水、地下水、空气均有不同程度的污染。而目前我国每年磷石膏综合利用量仅约为1000万吨,磷石膏的综合利用量远小于磷石膏的排放量。磷石膏既占用了土地,又污染了环境,磷石膏严重制约着我国磷化工行业的可持续发展。因此,开发磷石膏的资源化、规模化综合利用技术,对工业固废的利用以及生态环境的保护意义重大。技术实现要素:本发明的一个目的是提供一种环境适应型磷石膏墙体材料,该材料以磷石膏为主要原料,在加快磷石膏在建筑工程中的综合利用的同时,降低建筑温度与湿度的波动,提高建筑与环境的适应性。本发明的另一个目的是提供一种环境适应型磷石膏墙体材料的制备方法。为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种环境适应型磷石膏墙体材料,包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基胶凝材料65-70重量份、粉煤灰10-12.5重量份、水泥2.5-5重量份、改性多孔调湿材料7.5-12.5重量份、改性相变调温材料5-10重量份、蛋白质类缓凝剂0.1-0.2重量份、聚羧酸类减水剂0.2-0.3重量份。所述的磷基胶凝材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:磷基β-建筑石膏80重量份、磷基α-高强石膏20重量份;所述的磷基胶凝材料抗压强度≥6mpa。所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳50-60重量份、废弃花生壳40-50重量份;浓度为50%的磷酸溶液180-220重量份;所述的改性多孔调湿材料的亚甲基蓝吸附值≥100ml/g。所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸60-70重量份、棕榈酸30-40重量份、硬脂酸钠2.7-3.3重量份;所述的改性相变调温材料的相变温度为25℃-30℃。制备一种环境适应型磷石膏墙体材料的方法,包括如下步骤:(1)将磷基β-建筑石膏、磷基α-高强石膏按照所述比例混合均匀,制备磷基胶凝材料;(2)将废弃核桃壳、废弃花生壳冲洗干净后进行干燥;将干燥后的废弃核桃壳和废弃花生壳分别置于球磨机中球磨6h;将经过球磨后的料置于振动磨机中粉磨;将经过粉磨后的料过20目网筛;将过筛后的废弃核桃壳、废弃花生壳料按照所述比例与浓度为50%的磷酸溶液混合;将混合后的料置于真空干燥箱中在90℃条件下加热3h,制备成改性多孔调湿材料;(3)将癸酸、棕榈酸按所述比例置于容器中;将容器置于80℃水浴中;按照所述比例将硬脂酸钠掺入癸酸、棕榈酸的混合物中,将混合物搅拌20min;将搅拌后的混合物静置至室温,制备改性相变调温材料。(4)将制备的改性多孔调湿材料、改性相变调温材料置于抽滤瓶中;将抽滤瓶置于60℃水浴中;将抽滤瓶抽滤4min;将抽滤瓶置于空气中静置5min,制备温湿双调复合材料。(5)将温湿双调复合材料与所述磷基胶凝材料、粉煤灰、水泥、蛋白质类缓凝剂、聚羧酸类减水剂按所述比例混合均匀,即制备环境适应型磷石膏墙体材料。本发明所具有的优点与有益效果是:本发明一种环境适应型磷石膏墙体材料以工业副产品磷石膏为主要原料,提高了磷石膏的综合利用量,减少了堆存磷石膏对环境造成的污染。采用本发明一种环境适应型磷石膏墙体材料建造的建筑,温度波动最大值较采用石膏板降低2℃以上,湿度波动最大值较采用石膏板降低5%以上。本发明可实现工业固体废弃物在建筑工程中的低成本、大规模的综合利用,降低建筑的温度、湿度波动,提高建筑与环境的适应性。具体实施方式以下通过实施例进一步说明本发明。实施例1:制备一种环境适应型磷石膏墙体材料的方法,包括如下步骤:(1)取80kg磷基β-建筑石膏、20kg磷基α-高强石膏混合均匀,制备磷基胶凝材料;所述的磷基胶凝材料抗压强度≥6mpa。(2)将废弃核桃壳、废弃花生壳冲洗干净后进行干燥;将干燥后的废弃核桃壳和废弃花生壳分别置于球磨机中球磨6h;将经过球磨后的料置于振动磨机中粉磨;将经过粉磨后的料过20目网筛;取过筛后的废弃核桃壳50kg、废弃花生壳料50kg与质量百分浓度为50%的磷酸溶液220kg混合;将混合后的料置于真空干燥箱中在90℃条件下加热3h,制备成改性多孔调湿材料;所述的改性多孔调湿材料的亚甲基蓝吸附值≥100ml/g。(3)将60kg癸酸、40kg棕榈酸按所述比例置于容器中;将容器置于80℃水浴中;将3.3kg硬脂酸钠掺入癸酸、棕榈酸的混合物中,将混合物搅拌20min;将搅拌后的混合物静置至室温,制备改性相变调温材料,所述的改性相变调温材料的相变温度为25℃-30℃。(4)取制备的改性多孔调湿材料12.5kg、改性相变调温材料10kg置于抽滤瓶中;将抽滤瓶置于60℃水浴中;将抽滤瓶抽滤4min;将抽滤瓶置于空气中静置5min,制备温湿双调复合材料。(5)将所述温湿双调复合材料与65kg磷基胶凝材料、12.5kg粉煤灰、5kg水泥、0.2kg蛋白质类缓凝剂、0.3kg聚羧酸类减水剂混合均匀,即制备环境适应型磷石膏墙体材料。实施例2:本实施例与实施例1的区别仅在于:所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳60kg、废弃花生壳40kg;质量百分浓度为50%的磷酸溶液180kg;所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸70kg、棕榈酸30kg、硬脂酸钠2.7kg。所述的温湿双调复合材料是由7.5kg改性多孔调湿材料和5kg改性相变调温材料制备而成。所述的一种环境适应型磷石膏墙体材料,是由所述温湿双调复合材料与70kg磷基胶凝材料、10kg粉煤灰、2.5kg水泥、0.1kg蛋白质类缓凝剂、0.2kg聚羧酸类减水剂混合均匀制备而成。其余同实施例1。实施例3:本实施例与实施例1的区别仅在于:所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳55kg、废弃花生壳45kg;质量百分浓度为50%的磷酸溶液200kg;所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸65kg、棕榈酸35kg、硬脂酸钠3.0kg。所述的温湿双调复合材料是由12kg改性多孔调湿材料和6kg改性相变调温材料制备而成。所述的一种环境适应型磷石膏墙体材料,是由所述温湿双调复合材料与68kg磷基胶凝材料、11kg粉煤灰、3.5kg水泥、0.1kg蛋白质类缓凝剂、0.3kg聚羧酸类减水剂混合均匀制备而成。其余同实施例1。实施例4:本实施例与实施例1的区别仅在于:所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳52kg、废弃花生壳43kg;质量百分浓度为50%的磷酸溶液210kg;所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸61kg、棕榈酸33kg、硬脂酸钠3.1kg。所述的温湿双调复合材料是由10kg改性多孔调湿材料和7kg改性相变调温材料制备而成。所述的一种环境适应型磷石膏墙体材料,是由所述温湿双调复合材料与66kg磷基胶凝材料、12kg粉煤灰、4.5kg水泥、0.1kg蛋白质类缓凝剂、0.3kg聚羧酸类减水剂混合均匀制备而成。其余同实施例1。实施例5:本实施例与实施例1的区别仅在于:所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳54kg、废弃花生壳49kg;质量百分浓度为50%的磷酸溶液190kg;所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸68kg、棕榈酸38kg、硬脂酸钠2.7kg。所述的温湿双调复合材料是由11kg改性多孔调湿材料和8kg改性相变调温材料制备而成。所述的一种环境适应型磷石膏墙体材料,是由所述温湿双调复合材料与66kg磷基胶凝材料、11kg粉煤灰、4.5kg水泥、0.1kg蛋白质类缓凝剂、0.2kg聚羧酸类减水剂混合均匀制备而成。其余同实施例1。实施例6:本实施例与实施例1的区别仅在于:所述的改性多孔调湿材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:废弃核桃壳54kg、废弃花生壳46kg;质量百分浓度为50%的磷酸溶液200kg;所述的改性相变调温材料包括下列组份并按下述重量比配制而成:癸酸67kg、棕榈酸36kg、硬脂酸钠3.2kg。所述的温湿双调复合材料是由8kg改性多孔调湿材料和9kg改性相变调温材料制备而成。所述的一种环境适应型磷石膏墙体材料,是由所述温湿双调复合材料与69kg磷基胶凝材料、10kg粉煤灰、4.0kg水泥、0.1kg蛋白质类缓凝剂、0.3kg聚羧酸类减水剂混合均匀制备而成。其余同实施例1。对上述实施例1-6中的材料参数及性能参数进行测试,测试结果列于表1。表1材料参数及性能参数测试结果环境适应型磷石膏墙体材料编号改性多孔调湿材料的亚甲基蓝吸附值(100ml/g)改性相变调温材料的相变温度值(℃)建筑温度波动最大值较石膏板建筑降低值(℃)建筑湿度波动最大值较石膏板建筑降低值(%)实施例1108.226.12.97.2实施例2102.528.24.16.4实施例3108.426.14.28.6实施例4102.128.34.16.2实施例5109.626.22.98.5实施例6103.728.34.27.5当前第1页12
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