[发明专利]大掺量非煅烧脱硫石膏砌块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保新型建筑材料领域。涉及一种以非煅烧脱硫石膏为主要材料的建筑砌块及其制备方法。 

背景技术

脱硫石膏是火电厂、冶炼厂和各种化工厂处理SO₂后得到的副产品。脱硫石膏呈粉状，颗粒较细且集中，平均粒径在40-60μm，其主要成分为CaSO₄.2H₂O晶体，颜色呈现灰、黄两色。 

石膏砌块通常是由建筑石膏作为胶凝材料制备，脱硫石膏生产建筑石膏则需要煅烧。但由于脱硫石膏含水率高、水分波动大，生产建筑石膏时能源消耗高，且产品质量不太稳定，用其生产的石膏砌块质量也有较大波动。由于成本高和产品质量的波动，脱硫建筑石膏及其砌块在市场竞争中逐渐处于劣势。 

采用不煅烧技术，利用原状脱硫石膏生产与建筑石膏制品相似的产品，是技术市场的迫切需求。这种技术将摆脱由于脱硫石膏含水率波动大给石膏相关产品带来的质量不稳定的难题，同时，减少能源消耗，为大规模应用脱硫石膏奠定基础。已发表的公开文献中，“矿渣硫酸盐水泥”和“石膏矿渣水泥”等使用的石膏都是以二水石膏为原料，但其主要用来作为硫酸盐激发剂，掺量都在15%以下，难以使脱硫石膏得到大量应用。 

近几年，国内许多学者越来越重视大掺量原状脱硫石膏直接用于建筑材料的研究，但其掺量都不大于65%，由于未采用预水化措施，早期强度都较低，且质量波动大。已公布申请的用脱硫石膏和矿渣制备的胶凝材料中，申请号为CN200910231258.1的“一种建筑装饰用矿渣脱硫石膏复合板”所公布的原材料中，脱硫石膏为煅烧过的熟石膏；申请号为CN201110054129.7的“耐水·高强脱硫石膏粉”所公布的原材料中，脱硫石膏也是煅烧过的熟石膏；申请号为CN200810041791.7的“一种以脱硫石膏为激发剂的水泥-矿渣粉胶凝体系”所使用的脱硫石膏虽为脱硫二水石膏，但是其掺量只有5%-10%；申请号为CN201110084231.1的“一种以非煅烧脱硫石膏为主要成分的水硬性复合胶凝体系”中采用水泥熟料、石灰等作为激发剂且脱硫石膏掺量未超过50%；申请号为CN201210144372.2的“一种以非煅烧脱硫石膏为主要胶凝材料的陶粒保温砌块及其制备方法” 以及申请号为 CN201210152587.9的“一种以非煅烧脱硫石膏为主要胶凝材料的无机保温砌块及其制备方法”中均采用水泥熟料、石灰等作为激发剂，脱硫石膏掺量不超过65%，且采用蒸压养护，能耗较大。 

本发明的目的在于提供一种以大掺量非煅烧脱硫石膏为主要材料的砌块配比及其短流程制备石膏砌块的方法。 

所述大掺量非煅烧脱硫石膏砌块是指非煅烧脱硫石膏掺量在65%以上。 

所述短流程石膏砌块的制备方法是采用非煅烧石膏工艺，即直接采用含水脱硫石膏，不需干燥和煅烧，减少了能耗，也减小了由干燥或煅烧产生的飞灰形成二次污染。 

本发明的原理是基于对矿渣在硫酸盐条件下预水化，促进矿渣活性发挥，且通过活性碱液溶解矿渣后，其钙、铝成分与石膏形成以较多钙矾石存在的水硬性水化产物，从而形成具有较高折压比的胶凝材料，便于获得高承载力砌块制品。 

本发明提出的一种以非煅烧脱硫石膏为主要材料的建筑砌块及其制备方法，其特征在于其按质量分数由下列材料组成：脱硫石膏60-90份，矿渣10-35份，碱激发剂0-5份。 

本发明提出的一种以非煅烧脱硫石膏为主要材料的建筑砌块及其制备方法，其特征在于较佳配比的一组胶凝材料按质量分数由下列材料组成：脱硫石膏65-80份，矿渣20-32份，碱激发剂0-3份。 

本发明提出的一种以非煅烧脱硫石膏为主要材料的建筑砌块及其制备方法，其特征在于水的掺量为脱硫石膏与矿渣总质量的18%-28%。 

本发明中，所述脱硫石膏的真密度为1-3g/cm³,比表面积为150-300m²/kg。 

本发明中，所述矿渣的真密度为2-3g/cm³,比表面积为150-500m²/kg。 

本发明中，所述的碱激发剂为氢氧化钠、碳酸钠、水玻璃中的一种或几种。