磷石膏抗裂抹灰砂浆及其制备方法

技术领域

磷石膏抗裂抹灰砂浆及其制备方法，本发明属于外墙面施工用材料，具体涉及抹灰砂浆技术领域。

背景技术

抹灰砂浆即一般抹灰工程用砂浆，指大面积涂抹于建筑物墙、顶棚、柱等表面的砂浆，包括水泥抹灰砂浆、水泥粉煤灰抹灰砂浆、水泥石灰抹灰砂浆、掺塑化剂水泥抹灰砂浆、聚合物水泥抹灰砂浆及石膏抹灰砂浆等。其中石膏抹灰砂浆以半水石膏或Ⅱ型无水石膏单独或两者混合后为胶凝材料，加入细骨料、水和多种外加剂按一定比例配制而成的抹灰砂浆。

磷石膏是生产磷酸基产品(如磷肥)中排出的工业废渣，它的主要成分为二水硫酸钙，还含有可溶磷、共晶磷、氟离子、有机物等诸多有害杂质。目前，主要用于制硫酸和水泥、石膏板材、石膏砌块、矿山填充及筑路材料、土壤改良剂等。

申请号：CN201910890600.2公开了一种高强度磷石膏抹灰砂浆，包括主料和辅料相互调和而成；所述主料包括：磷石膏、水泥和沙子，重量百分比为磷石膏35％、水泥10％和沙子15％；所述辅料包括：硼泥、粉煤灰和麻刀，重量百分比为硼泥5％、粉煤灰18％和麻刀5％，所述粉煤灰使用I级或II级粉煤灰，所述沙子的细度为120～150目，含泥量不超过3％，所述配方还包括掺料，掺料为菱苦土，所述掺料还包括漂珠。本发明中，通过将磷石膏与各种主辅料进行混合配比，制成抹灰砂浆，实现了磷石膏的回收再利用，不仅缓解了我国每年大量产出及堆积的磷石膏对自然缓解的污染，同时磷石膏储量大，成本低，制成的抹灰砂浆较现有的高纯度水泥砂浆，成本得到了控制，具有良好的市场前景。

上述专利的高强度磷石膏抹灰砂浆缓解了大量产出及堆积的磷石膏对自然缓解的污染，制备的抹灰砂浆成本低，但上述专利存在的缺陷是并没有公开磷石膏抹灰砂浆的效果及各性能指标及原理，长期使用可能会出现开裂或脱落现象。

发明内容

本发明的目的在于：磷石膏抗裂抹灰砂浆及其制备方法，以解决现有的磷石膏抹灰砂浆长期使用可能会出现开裂或脱落现象的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，包括磷石膏510-710份，焦炭26-30份，铝矾土4.5-6.5份，砂岩4.5-8.5份，砂200-400份，碳酸钙40-60份，HPMC 2-6份，VAE 18-22份，HPS 0.2-0.6份。

本申请的技术方案中：母料所用的原料为磷石膏、铝钒土和砂岩，所用的燃料是焦炭，砂岩作为钙质原料主要提供母料形成过程中所需要的氧化钙成分，铝钒土作为铝质原料主要提供母料熟料形成过程中所需要的氧化铝成分，本申请中的还可以用硫石膏，磷石膏/硫石膏作为硫质原料主要提供母料形成过程中所需要的三氧化硫成分；砂岩由石英颗粒形成，结构稳定，主要含有硅、钙、黏土和氧化铁，其中的黏土用水湿润后具有可塑性，与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有形状不变，而且比表面积大，颗粒上带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，这样就使石膏具有很好的保水性、柔韧性和抗裂性，而岩砂中含有的氧化铁具有一定的防水性能，这种性能使得石膏在雨水冲刷下的腐蚀程度被减慢了，也减慢了CaCO

本申请中，母料原料的配料计算过程如下：

母料所含有的矿物为：无水硫铝酸钙(C

按各成分的重量百分数计算，碱度系数和铝硫比计算公式如下：

根据上述公式，当碱度系数等于1时，氧化钙刚好满足要求，由于母料中存在富余的氧化钙会产生急凝等不利影响，所以配料时一般将碱度控制在0.95～0.98。根据无水硫铝酸钙中各氧化物的组成计算，当铝硫比等于3.82时，SO

优选的，按重量份数计，包括磷石膏560-660份，焦炭27-29份，铝矾土5-6份，砂岩5.5-7.5份，砂250-350份，碳酸钙45-55份，HPMC 3-5份，VAE 19-21份，HPS 0.3-0.5份。

优选的，包括磷石膏610份，焦炭28份，铝矾土5.5份，砂岩6.5份，砂300份，碳酸钙50份，HPMC 4份，VAE 20份，HPS 0.4份。

优选的，砂的粒度为70-140目。

优选的，按质量分数，磷石膏中SO

优选的，按质量分数，铝矾土中Al

优选的，按质量分数，砂岩中CaO≥50％，SiO

优选的，焦炭热值≥2400kj/kg、灰分≤20％、挥发分≥25％。

磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、按上述重量份数，将母料生料磷石膏、铝矾土和砂岩及燃料焦炭预匀化，破碎后预匀化；母料生料中铝质原料的比例在1％，由于铝质原料难磨，造成生料整体易磨性差，同样的粉磨设备，磨至同样的细度，生产能力会降低25％甚至更多。

步骤2、粉磨，选用闭路球磨系统；母料生料中，铝质原料的比例大概在1％左右，由于铝质原料难磨，造成生料整体易磨性差，同样的粉磨设备，磨至同样的细度，生产能力会降低25％甚至更多。因此，母料的粉磨选用闭路球磨系统，而不选用其他粉磨工艺。

步骤3、煅烧为连续煅烧，即边进料边煅烧，每小时出料的量为25-35吨，连续煅烧具体为，温度200-900℃一级煅烧，温度900-1100℃的二级煅烧，温度1100-1400℃的三级煅烧；

步骤4、冷却之后与上述重量份的砂、碳酸钙、HPMC、VAE及HPS混合均匀后即得。

本申请中，步骤2中煅烧的起始温度200℃，母料生料的变化过程如下：

200～300℃，母料生料脱水，包括物理水和结晶水；

300～450℃，磷石膏转变为无水石膏；

450～600℃，铝矾土的水铝石分解，形成α-Al

600～850℃，α-Al

850～900℃，CaCO

900～950℃，游离CaO迅速增加，2CaO·Al

950～1000℃，3CaO·3Al

1000～1050℃，3CaO·3Al

1050～1150℃，3CaO·3Al

1150～1250℃，3CaO·3Al

1250～1300℃，4CaO·2SiO

1300～1400℃，矿物熟料无明显变化。

进一步的，步骤1中破碎选用两级，一级破碎用顎式破碎机，二级破碎用反击式破碎机。由于铝钒土硬度大，易碎性差，破碎机运转过程中与物料接触的部位磨损很快，所以选用本申请的破碎方式及设备。

进一步的，步骤2中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余8-12％。球磨选用闭路球磨系统。

HPMC羟丙基甲基纤维素；

VAE可再分散乳胶粉；

HPS淀粉醚。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，砂岩结构稳定，与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有形状不变，而且比表面积大，颗粒上带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，这样就使石膏具有很好的保水性、柔韧性和抗裂性；

2、本发明中，与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有形状不变，而且比表面积大，颗粒上带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，这样就使石膏具有很好的保水性、柔韧性和抗裂性；

3、本发明中，铝矾土是一种化学性质稳定、物理性能良好的耐火材料，可以使石膏具有和好的柔韧性，铝矾土与磷石膏以适合的比例配合在一起，起到很好的膨胀作用，可显著提高磷石膏砂浆的后期强度；

4、焦炭是坚硬的多孔固体，具有抗碎裂性和耐磨性。在石膏受到外力破坏时，增加了石膏的抵抗能力；

5、加入的砂，主要是为了提高石膏基的和易性和流动性，增加石膏基的强度，CaCO

6、磷石膏抗裂抹灰砂浆通过以上各种成分以合适的配比混合在一起，具有很好的可塑性和抗破坏性，根据GB/T 28627-2012，轻质底层抹灰石膏砂浆拉伸粘结强度≥0.3、底层抹灰石膏砂浆≥0.4、面层抹灰石膏砂浆≥0.5，而磷石膏抗裂抹灰砂浆的拉伸粘结强度≥0.6，所以磷石膏抗裂抹灰砂浆的粘结墙体的能力更好，长期使用不会出现开裂或者脱落的现象。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，包括磷石膏510份，焦炭26份，铝矾土4.5份，砂岩4.5份，砂200份，碳酸钙40份，HPMC 2份，VAE 18份，HPS 0.2份。

上述磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、按上述重量份数，将母料生料磷石膏、铝矾土和砂岩及燃料焦炭预匀化，破碎后预匀化，其中破碎选用两级，一级破碎用顎式破碎机，二级破碎用反击式破碎机。由于铝钒土硬度大，易碎性差，破碎机运转过程中与物料接触的部位磨损很快，所以选用本申请的破碎方式及设备；

步骤2、粉磨，选用闭路球磨系统；

步骤3、煅烧为连续煅烧，即边进料边煅烧，每小时出料的量为30吨，连续煅烧具体为，温度200-900℃一级煅烧，温度900-1100℃的二级煅烧，温度1100-1400℃的三级煅烧；

步骤4、冷却之后与上述重量份的砂、碳酸钙、HPMC、VAE及HPS混合均匀后即得，其中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余10％。

实施例2

在实施例1的基础上，磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，按重量份数计，包括磷石膏560份，焦炭27份，铝矾土5份，砂岩5.5份，砂250份，碳酸钙45份，HPMC 3份，VAE 19份，HPS 0.3份。

上述磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤2、其中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余8％；

步骤3、每小时出料的量为25吨；

其余步骤均同实施例1。

实施例3

在实施例1的基础上，磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，包括磷石膏610份，焦炭28份，铝矾土5.5份，砂岩6.5份，砂300份，碳酸钙50份，HPMC 4份，VAE 20份，HPS0.4份。

上述磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤2、其中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余12％；

步骤3、每小时出料的量为30吨；

其余步骤均同实施例1。

实施例4

在实施例1的基础上，磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，按重量份数计，包括磷石膏660份，焦炭29份，铝矾土6份，砂岩7.5份，砂350份，碳酸钙55份，HPMC 5份，VAE 21份，HPS 0.5份。

上述磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤2、其中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余9％；

步骤3、每小时出料的量为35吨；

其余步骤均同实施例1。

实施例5

在实施例1的基础上，在实施例1的基础上，磷石膏抗裂抹灰砂浆，按重量份数计，包括磷石膏710份，焦炭30份，铝矾土6.5份，砂岩8.5份，砂400份，碳酸钙60份，HPMC6份，VAE22份，HPS0.6份。

上述磷石膏抗裂抹灰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤2、其中球磨的细度为0.08mm方孔筛筛余11％；

步骤3、每小时出料的量为26吨；

其余步骤均同实施例1。

试验例

将实施例1-5制备的磷石膏抗裂抹灰砂浆，采用GB/T 28627-2012的试验方法，分别测定抗折强度、抗压强度、拉伸粘结强度，试验结果如表1。

表1实施例1-5制备的磷石膏抗裂抹灰砂浆的强度指标(单位为兆帕)

由表1可以看出，本申请实施例1-5制备的磷石膏抗裂抹灰砂浆，抗折强度、抗压强度及拉伸粘结强度均高于标准值，说明磷石膏抗裂抹灰砂浆的粘结墙体的能力好，长期使用不会出现开裂或者脱落的现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。