一种磷石膏水硬性胶凝材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115872644A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310002748.4(22)申请日2023.01.03(71)申请人湖北昌耀新材料股份有限公司地址443000湖北省宜昌市夷陵区龙泉镇钟家畈村11组申请人武汉理工大学(72)发明人吴赤球水中和吕伟刘爱平胡彪张彬(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师申素霞(51)Int.Cl.C04B11/26(2006.01)C04B11/30(2006.01)C04B28/14(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图5页(54)发明名称一种磷石膏水硬性胶凝材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种磷石膏水硬性胶凝材料及其制备方法和应用，属于胶凝材料技术领域。本发明提供的磷石膏水硬性胶凝材料，制备原料包括改性磷石膏颗粒和辅助活性粉体，所述改性磷石膏颗粒的掺量为50～95wt％；所述改性磷石膏颗粒由原状磷石膏颗粒经石灰质材料改性得到，所述石灰质材料的质量为原状磷石膏颗粒质量的3～5％；其中所述原状磷石膏颗粒的典型尺寸为：长度为50～200μm，长径比为1.5～5；所述辅助活性粉体中至少80％物料的粒度≤60μm。本发明提供的磷石膏水硬性胶凝材料采用间断级配颗粒堆积方式，其中改性磷石膏颗粒的掺量最高可达95wt％，且发生水化反应后能够形成水硬性结构，可以在多种场合得以应用。CN115872644ACN115872644A权利要求书1/1页1.一种磷石膏水硬性胶凝材料，制备原料包括改性磷石膏颗粒和辅助活性粉体，所述改性磷石膏颗粒的掺量为50～95wt％；所述改性磷石膏颗粒由原状磷石膏颗粒经石灰质材料改性得到，所述石灰质材料的质量为原状磷石膏颗粒质量的3～5％；所述原状磷石膏颗粒的长度为50～200μm，长径比为1.5～5；所述辅助活性粉体包括硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰、偏高岭土、煅烧煤矸石、黄磷渣、硅灰、沸石粉和钢渣粉中的一种或多种，所述辅助活性粉体中至少80％物料的粒度≤60μm。2.根据权利要求1所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述石灰质材料包括生石灰、熟石灰、石灰乳、建筑石灰粉、灰钙粉和电石渣中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述改性包括：将原状磷石膏颗粒与石灰质材料混合后进行陈化。4.根据权利要求3所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述陈化的温度为1～50℃，时间为12～36h。5.根据权利要求1所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述辅助活性粉体为硅酸盐水泥‑矿粉混合物、硅酸盐水泥‑矿粉‑偏高岭土混合物、硅酸盐水泥‑偏高岭土混合物、矿粉或偏高岭土。6.根据权利要求1所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述制备原料还包括碱度调节剂，所述碱度调节剂的质量不超过所述制备原料总质量的10％。7.根据权利要求6所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述碱度调节剂包括水玻璃和/或碳酸钠。8.根据权利要求1或6所述的磷石膏水硬性胶凝材料，其特征在于，所述制备原料还包括聚羧酸减水剂，以所述聚羧酸减水剂的含固量为20％计，所述聚羧酸减水剂的质量占所述制备原料总质量的0.5～2.0％。9.权利要求1～8任一项所述磷石膏水硬性胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将所述制备原料混合，得到磷石膏水硬性胶凝材料。10.权利要求1～8任一项所述磷石膏水硬性胶凝材料或权利要求9所述制备方法制备得到的磷石膏水硬性胶凝材料在路基、道路基层或非承重型预制构件中的应用。2CN115872644A说明书1/10页一种磷石膏水硬性胶凝材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及胶凝材料技术领域，尤其涉及一种磷石膏水硬性胶凝材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]磷石膏是湿法生产磷酸时排放出的主要固体废弃物，每生产1吨磷酸将产生4～5吨磷石膏。磷石膏的主要化学成分为二水石膏，同时包含一定量的磷化合物、氟化物和重金属等杂质。磷石膏的大量产生和堆积，造成严重的安全隐患和环境问题，成为制约磷化工行业健康发展的关键因素之一。[0003]将磷石膏制成胶凝材料是解决磷石膏大量堆积的有效方式之一。磷石膏制成的胶凝材料分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料，利用磷石膏与矿粉等硅铝质材料制备水硬性胶凝材料，是综合利用磷石膏的一条重要途径。磷石膏在水硬性胶凝材料中的应用通常包括以下几种情况：(1)以二水石膏的形式作为水泥的缓凝剂，此时水泥中SO3的含量通常不超过3.5％；(2)与矿粉相结合制成超硫硅酸盐水泥，此时水泥中SO3的含量通常不超过7.0％，相应地，磷石膏的掺量大约为15％；(3)与矿粉以及碱激发剂等制备成过硫磷石膏矿渣胶凝材料(如专利CN1013