一种高精度、轻量化石膏砌块及其制备方法

本发明属于高精度石膏砌块领域，特别涉及一种高精度石膏砌块的轻量化设计及其制备方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、目前，石膏砌块普遍以建筑石膏或副产石膏基建筑石膏为主要胶凝材料，并通过添加硅酸盐水泥、粉煤灰等，在高水灰比下成型制备。高水灰比保证了石膏砌块的高精度要求。石膏砌块主要关注表观密度、抗压强度、软化系数和含水量等参数。然而，常规制备工艺下，石膏砌块存在表观密度大、抗压强度较低、耐水性差和含水量高等问题。石膏砌块制备后，通常还需要自然晾晒28天以上才能满足出厂要求。此外，石膏砌块的密度与强度成正相关性，密度降低势必导致抗压强度降低。因此，要想实现石膏砌块的轻量化设计，必须在高抗压强度的基础上才能实现。多孔的石膏砌块，对于降低表观密度、强化含水量的散失都是及其有利的。然而在高水灰比、高流态下，石膏砌块的均匀孔隙结构难以实现。因此，目前无法实现高精度石膏的高强制备，也不具备轻量化设计的基础。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种高精度石膏砌块的轻量化设计及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种高精度、轻量化石膏砌块，由以下质量百分比的组分构成：固废基硫铝酸盐水泥5％-10％，建筑石膏或副产建筑石膏50％-70％，粉煤灰10-40％，矿渣0-10％，据泥0-30％，减水剂0.02-0.2％，纤维素醚0-0.05％，第一引气剂0％-0.2％，第二引气剂0.02％-0.06％，水灰比0.60-0.75，各原料的百分比之和为100％。

4、研究发现：实现石膏砌块轻量化和高强度的关键在于：寻找到合适凝胶材料，使其采用轻量化多孔结构的同时，仍保持较高的强度。但目前的水泥材料主要基于混凝土体系进行设计，难以满足石膏体系的高强度、轻量化要求。为此，本申请经过长期的研究和实验摸索，发现：在目前固废基硫铝酸盐胶凝材料的基础上，进一步混入副产石膏(脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等)，石灰石尾矿，共同粉磨、预混，制成的固废基硫铝酸盐水泥作为石膏体系的凝胶材料，可以改变石膏的水化产物结构，形成耐水性和强度更高的石膏砌块，使其在引气剂的共同作用下，兼具轻量化和高强度的特性。

5、基于上述高精度、轻量化石膏砌块配方，本发明还针对固废基硫铝酸盐水泥中所需的各成分及其用量进行了探究，经验证，所述固废基硫铝酸盐水泥由固废基硫铝酸盐水泥熟料混入副产石膏(脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等)、石灰石尾矿，共同粉磨、预混而成，采用该固废基硫铝酸盐水泥制备的石膏砌块在满足高精度和高强度要求的基础上，表观密度明显降低，同时，石膏砌块的耐水性得到提高、水分散失明显加快、产品周转周期大大缩短。

6、本发明的第二个方面，提供了一种高精度、轻量化石膏砌块的制备方法，包括：

7、将脱硫石膏、铝灰、钢渣、电石渣，混合形成固废基硫铝酸盐水泥熟料；

8、向所述固废基硫铝酸盐水泥熟料混入副产石膏、石灰石尾矿，共同粉磨、预混，制成固废基硫铝酸盐水泥；

9、将所述固废基硫铝酸盐水泥、粉煤灰、矿渣、据泥、混入建筑石膏或副产建筑石膏中，制成混合料；

10、将减水剂、纤维素醚，第一引气剂、第二引气剂依次溶解在水中，混合均匀，制成混合溶液；

11、向所述混合溶液中加入所述混合料，混合均匀，形成浆体；

12、将所述浆体浇筑到模具中，静养成型，脱模码垛，自然晾晒，即得。

13、本发明的第三个方面，提供了上述的石膏砌块在建筑领域中的应用。

14、本发明的有益效果

15、(1)本发明在保证石膏砌块高精度和满足强度要求的基础上，表观密度明显降低；

16、(2)本发明采用的固废基硫铝酸盐水泥对建筑石膏或副产石膏的改性效果明显，力学性能大幅提升；

17、(3)本发明的石膏砌块的耐水性得到提高、水分散失明显加快、产品周转周期大大缩短；

18、(4)本发明在目前固废基硫铝酸盐胶凝材料的基础上，进一步混入副产石膏(脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等)，石灰石尾矿，共同粉磨、预混，制成的固废基硫铝酸盐水泥作为石膏体系的凝胶材料，有效地改变了石膏的水化产物结构，形成耐水性和强度更高的石膏砌块；同时，添加了纤维素醚与引气剂作用共同增加石膏基材料的流动性和润湿性，形成更加均匀的多孔结构；进一步，还采用粉煤灰、矿渣、据泥等多种废料混合，使主材石膏的水化产物结构进一步改变，使砌块获得更优的强度和轻量化效果。本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种高精度、轻量化石膏砌块，其特征在于，由以下质量百分比的组分构成：固废基硫铝酸盐水泥5％-10％，建筑石膏或副产建筑石膏50％-70％，粉煤灰10-40％，矿渣0-10％，据泥0-30％，减水剂0.02-0.2％，纤维素醚0-0.05％，第一引气剂0％-0.2％，第二引气剂0.02％-0.06％，水灰比0.60-0.75，各原料的百分比之和为100％；

2.如权利要求1所述的高精度、轻量化石膏砌块，其特征在于，所述固废基硫铝酸盐水泥熟料由如下重量份的原料组成：脱硫石膏25-32份、铝灰21-25份、钢渣25-29份、电石渣19-23份。

3.如权利要求2所述的高精度、轻量化石膏砌块，其特征在于，所述副产石膏为脱硫石膏、磷石膏或氟石膏中的至少一种，加入量为5～15份。

4.如权利要求1所述的高精度、轻量化石膏砌块，其特征在于，所述灰石尾矿的加入量为5～10份。

5.如权利要求1所述的高精度、轻量化石膏砌块，其特征在于，所述第一引气剂为k12引气剂；

6.一种高精度、轻量化石膏砌块的制备方法，其特征在于，包括：

7.如权利要求4所述的高精度、轻量化石膏砌块的制备方法，其特征在于，将减水剂、纤维素醚，第一引气剂、第二引气剂依次溶解在水中，快速搅拌30～40s。

8.如权利要求4所述的高精度、轻量化石膏砌块的制备方法，其特征在于，将所述混合溶液中一次性倒入混合料中，并快速搅拌30～40s。

9.如权利要求4所述的高精度、轻量化石膏砌块的制备方法，其特征在于，静养成型时间为10～20min。

10.权利要求1-5任一项所述的石膏砌块在建筑领域中的应用。

技术总结
本发明属于高精度石膏砌块领域，提供了一种高精度、轻量化石膏砌块及其制备方法由以下质量百分比的组分构成：固废基硫铝酸盐水泥5％‑10％，建筑石膏或副产建筑石膏50％‑70％，粉煤灰10‑40％，矿渣0‑10％，据泥0‑30％，减水剂0.02‑0.2％，纤维素醚0‑0.05％，第一引气剂0％‑0.2％，第二引气剂0.02％‑0.06％，水灰比0.60‑0.75，各原料的百分比之和为100％。本发明在保证石膏砌块高精度和满足强度要求的基础上，表观密度明显降低；本发明采用的固废基硫铝酸盐水泥对建筑石膏或副产石膏的改性效果明显，力学性能大幅提升；本发明的石膏砌块的耐水性得到提高、水分散失明显加快、产品周转周期大大缩短。

技术研发人员：王文龙,杨世钊,王旭江,李敬伟,毛岩鹏,肖心,王明波,李海港
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14