[发明专利]一种混凝土高效膨胀剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种混凝土高效膨胀剂及其制备方法，属于废渣利用技术领域。

背景技术：

磷矿企业在生产重钙、过磷酸钙等磷化工产品过程中排放了大量的粉状固体废弃物磷石膏，既占用耕地，又污染环境，一直是磷化工企业比较头痛而亟待解决的问题。随着我国磷化工产品量的日益增长，磷石膏年排放量已达到800万吨。因此，加快对磷石膏的开发利用已迫在眉睫。

磷石膏的主要成分为二水石膏，并含有一定量的P₂O₅、F及放射性镭(Ra-226)等危害人体健康及生物生长的有害物质，任意排放和堆积磷石膏，不仅占用大量土地、污染环境，而且会给生态带来危害。因此，如何综合利用工业废弃物---磷石膏，变废为宝、保护资源、保护生态环境，保障国民经济的可持续发展，解决磷石膏任意排放所引起的公害问题，越来越受到广大建材工作者的重视。

自七十年代起，我国就已开展了对磷石膏的综合应用，并在用磷石膏生产高强建筑石膏、制硫酸盐水泥、制石膏板及石膏砌块、代替天然石膏作水泥缓凝剂、制取复合肥等方面取得一定的成效。

混凝土膨胀剂是目前应用最广、最普遍的防止混凝土开裂及渗漏的混凝土外加剂，其年需要量达30万吨，市场前景良好。现有混凝土膨胀剂所用的主要原料是天然硬石膏。近年来，随着膨胀剂市场需求量的增加以及政府出于安全对一些存在安全隐患的石膏矿进行封矿，导致天然硬石膏价格持续上涨，给膨胀剂生产企业带来巨大的成本压力。因此，利用磷石膏研制膨胀剂，关系着广大膨胀剂生产企业的生存与发展。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种混凝土高效膨胀剂及其制备方法。本发明利用磷石膏代替天然硬石膏研制混凝土高效膨胀剂，从而实现了利用废物，节省资源，保护生态环境，保障国民经济可持续发展的目的。

本发明是这样构成的：一种混凝土高效膨胀剂，按照重量百分比计算：它是用55～65％煅烧的磷石膏和45～35％特制高铝熟料混合磨细制成的；所述特制高铝熟料是由44～50％的铝矾土和56～50％的石灰石经粉磨、煅烧成的水泥膨胀熟料。

按照重量百分比计算，优选的混凝土高效膨胀剂是用60％煅烧的磷石膏和40％特制高铝熟料混合磨细制成的。

前述磷石膏的煅烧温度为400～750℃，优选为600～700℃。

前述的铝矾土为一级铝矾土，其中Al₂O₃重量含量≥70％。

铝矾土和石灰石粉磨后的煅烧温度为1350～1400℃。

本发明所述混凝土高效膨胀剂的制备方法为：将煅烧1～1.5小时后的磷石膏与特制高铝熟料按比例混合，磨细至4900孔筛筛余≤12％(所对应的比表面积是300～350m²/kg)，即得。

磷石膏的煅烧在硅炭棒炉或沸腾炉中进行；磨细所用的设备为球磨机。

特制高铝熟料的制备方法为：将铝矾土和石灰石按比例混合，粉磨至细度为4900孔筛筛余≤10％后制成直径10～15mm的生料料球，再于1350～1400℃下煅烧0.5～1小时，即得。

所述生料料球的煅烧在回转窑或立波尔窑中进行。

为了确保本发明产品的效果，在用磷石膏代替天然硬石膏研制混凝土高效膨胀剂的过程中，申请人进行了一系列的试验研究：

1.磷石膏的煅烧：

磷石膏的主要成份为二水石膏(CaSO₄2H₂O)，其自然含水率在25～35％，其化学成份及放射性核素比活度检验结果见表1、表2。

表1磷石膏的化学成份(％)