一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，是按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，加入顏料攪拌，再加水?dāng)嚢?，利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體，利用飽和蒸汽養(yǎng)護制得成品。本發(fā)明彩色磷石膏磚色調(diào)均勻、成本低、強度高、耐水性和耐酸蝕性佳，耐久性佳，適于墻體砌筑和路面砌筑。本發(fā)明通過原料改進和方法改進，解決了現(xiàn)有技術(shù)中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導(dǎo)致色調(diào)不均、強度不高的問題，同時還出乎意料的解決了磷石膏磚耐水性和耐久性不佳的問題，開辟了磷石膏利用的新途徑，也解決了彩磚的成本高和質(zhì)量缺陷問題。
【專利說明】一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是磷化工企業(yè)在磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，含有磷、氟等有害雜質(zhì)，露天堆存既占用大量土地，又容易對土壤和地表水造成嚴(yán)重污染。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的磷石膏廢渣每年排放量已達(dá)4000萬t以上，而利用率僅為10%以下。目前，國內(nèi)的磷化工企業(yè)在濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量磷石膏，對環(huán)境造成了不良影響。如何有效處理磷石膏廢洛已成為磷化工企業(yè)面臨的難題。磷石膏磚是以磷石膏為原料生產(chǎn)的石膏磚，具有質(zhì)輕、隔熱、防火等良好性能，但耐水性和耐酸蝕性較差?，F(xiàn)有技術(shù)中常見的有以改進磚體空間形狀或構(gòu)造的磷石膏磚，如CN202338056U公開的一種磷石膏磚；或者是改進材料和制造方法得到的磷石膏磚，如CN101684675B公開的一種蒸壓磷石膏磚，以及CN1673154B公開的一種免燒磷石膏磚。這些磷石膏磚產(chǎn)品共同的缺點是顏色單一，用于建筑墻體砌筑之后外層被抹灰砂漿或瓷磚遮蓋，因而其使用量和利用率也相應(yīng)降低。
[0003]彩磚是由河沙、水泥、砂石料、顏料等構(gòu)成的多色磚材，常見的有廣場磚、草坪磚、路沿石、樓頂磚、灰 砂磚等。彩磚具有色彩，可用于墻體砌筑，也鋪在路面上有滲水干凈環(huán)保等作用，且堅固抗壓、不易碎?，F(xiàn)有技術(shù)中常見的彩磚有路面廣場磚和建筑墻體外層的陶瓷彩磚，前者多以水泥為主要原料，成本較高；后者則主要是在薄層陶瓷上以彩釉涂層或噴漆而得，磚釉容易老化、開裂、剝落，翻新困難，在與建筑墻體內(nèi)層磚體需靠粘接劑粘結(jié)，提高了成本，且強度不高，陶瓷磚體容易碎裂，不利于長期使用；超過使用壽命或人為損壞后的瓷磚脫落的釉面料塵，被人體吸入后，更會危及健康，不利于環(huán)保。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種兼具高強度、低成本、耐用、色彩豐富的彩磚。目前磷石膏磚主要用于墻體砌筑，將顏料與磷石膏磚原料混合時容易出現(xiàn)原料不易調(diào)和、磚體色調(diào)不均、強度不高的情況。
[0004]高強耐水磷石膏磚可適用于砌體結(jié)構(gòu)的所有建筑的外墻和內(nèi)填充墻，不得用于長期受熱(200°C以上)，受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位；并且按照《石膏砌塊》JC/T698的性能要求，磷石膏磚的軟化系數(shù)應(yīng)> 0.6%。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，磷石膏磚的軟化系數(shù)普遍偏低，耐水性并不理想，并且耐久性不佳。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不利于環(huán)保、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導(dǎo)致色調(diào)不均、強度不高，磷石膏磚耐水性不高、耐久性不佳的問題。
[0006]一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，包括以下步驟:
[0007]( I)按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，備用；
[0008](2)將達(dá)到陳化要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2~3min后，加入顏料攪拌2~5min后；再加水?dāng)嚢?~6min,得到色調(diào)均勻的混合衆(zhòng)料；
[0009]所述顏料為鉻系顏料、赤鐵礦型復(fù)合無機顏料、群青顏料中的任一種或幾種；
[0010]所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ；
[0011](3)利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體；
[0012](4)利用飽和蒸汽在80~120°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0013]所述達(dá)到陳化要求的磷石膏磚混合原料使用輪輾攪拌機攪拌2min。
[0014]所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
[0015]所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水?dāng)嚢?min。
[0016]所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0017]磷石膏的主要成分為二水硫酸鈣(CaSO4.2H20), 二水硫酸鈣的含量一般在70%以上，另含少量磷酸鹽和氟化物雜質(zhì)。根據(jù)已經(jīng)廣泛采用的磷石膏預(yù)處理方法，用石灰和磷石膏，并陳化一定時間，以達(dá)到陳化要求。石灰可以使磷石膏中的有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)，同時有利于促進磷石膏和其他成分之間的化學(xué)反應(yīng)。將磷石膏磚的混合原料經(jīng)過陳化后，使用輪碾攪拌機攪拌2~3min,再與顏料混合攪拌2~5min,再加水?dāng)嚢?~6min,能夠得到調(diào)和效果最佳的料漿，避免了色調(diào)不均的情況。
[0018]鉻系顏料屬無機顏料，主要成分為鉻酸鹽，有鉛鉻黃、鑰鉻紅、防銹顏料鍶鉻黃、鋅鉻黃等二十多個品種，具有著色力高、穩(wěn)定性好、耐光性、耐化學(xué)品性好等特點。
[0019]復(fù)合無機顏料CICP/MM`O (ComplexInorganicColorPigments/Mix Metal OxidePigments)，具有極佳的耐候性、耐溫性、化學(xué)穩(wěn)定性和環(huán)保顏料的特性，根據(jù)DCMA的分類方法，將復(fù)合無機顏料按照顏料的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)分為14種，在實踐中應(yīng)用最多和最主要的有3種類型:金紅石型，尖晶石型和赤鐵礦型。本發(fā)明就是采用其中的赤鐵礦型復(fù)合無機顏料來進行彩色磷石膏磚的制作。赤鐵礦型復(fù)合無機顏料主要有C.1.:PG-17鉻鋁綠、PG-17鐵鉻棕、PG-17鐵鉻黑、PR-101鐵紅、PR-101鐵棕等，適用于需要具有優(yōu)異的耐候性、耐高溫性和環(huán)保特性的產(chǎn)品中。目前國內(nèi)赤鐵礦型復(fù)合無機顏料的應(yīng)用較為少見。
[0020]群青顏料(英文名稱Ultramarine blue,分子式:Na6Al4Si6S402(l)是一種粉狀藍(lán)色無機顏料，環(huán)保、無毒害，由硫磺、粘土、石英、碳等混合燒制成。群青顏料可用于提白，可消除白色涂料或其它白色顏料中的黃色光；耐堿、耐熱、耐高溫，不溶于水和一般的有機或無機溶劑，但有較好的親水性，在大氣中對日曬及風(fēng)雨侵蝕極其穩(wěn)定，但不耐酸，遇酸分解變色。群青顏料在與磷石膏磚混合原料攪拌2~5min,再加水?dāng)嚢?~6min后,可達(dá)到在混料料漿中分散均勻的效果，有利于色調(diào)均勻。避免了因色調(diào)不均而造成顏色差異較大的情況。
[0021]在自然環(huán)境中，由于大氣中的CO2 (酸性介質(zhì))不斷向磷石膏磚內(nèi)部擴散，并與其中的堿性水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使磷石膏磚呈中性化(即碳化)，從而降低了磷石膏磚的堿性，當(dāng)有水和氧存在時，會加速磷石膏磚結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能惡化，使發(fā)生耐久性破壞。因此，磷石膏磚的碳化系數(shù)是結(jié)構(gòu)耐久性可靠度和概率壽命估計的重要指標(biāo)。
[0022]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了一種以磷石膏為主要原料的彩磚，其色調(diào)均勻、成本低、強度高、耐水性和耐酸蝕性佳，耐久性佳，適于墻體砌筑和路面砌筑。本發(fā)明通過原料改進和方法改進，解決了現(xiàn)有技術(shù)中磷石膏磚利用率低，彩磚成本高、強度不夠、不耐用，磷石膏磚原料與顏料不易調(diào)和而導(dǎo)致色調(diào)不均、強度不高的問題，同時還出乎意料的解決了磷石膏磚耐水性和耐久性不佳的問題，開辟了磷石膏利用的新途徑，也解決了彩磚的成本高和質(zhì)量缺陷問題。采用本發(fā)明方法制得的彩色磷石膏磚的強度、硬度、耐水性、抗壓性、抗凍性、放射性等指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)磚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。按本領(lǐng)域常識，長期處于水中或潮濕環(huán)境的重要建筑物或構(gòu)筑物，必須選用軟化系數(shù)大于0.80的材料。而本發(fā)明的彩色磷石膏磚平均軟化系數(shù)大于0.80，符合耐水性建筑材料的品質(zhì)要求，并且優(yōu)于普通磷石膏磚。碳化系數(shù)是通過磷石膏磚的碳化試驗來檢測其耐久性，本發(fā)明彩色磷石膏磚的碳化系數(shù)平均大于0.80，其耐久性優(yōu)于普通磷石膏磚。普通磷石膏磚的抗壓強度在10~20MPa之間，而本發(fā)明彩色磷石膏磚的抗壓強度平均達(dá)到20MPa以上，優(yōu)于普通磷石膏磚。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例來描述本發(fā)明的技術(shù)方案。以下所述為本發(fā)明的較佳實施例，可用于解釋和支持本發(fā)明，但不對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，以及依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以下實施例所作的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
[0024]實施例1
[0025]按常規(guī)方 法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚混合料2460kg、鉻系無機顏料24kg。磷石膏磚混合料包括常規(guī)的磷石膏、膠凝材料、石灰、骨料。
[0026]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鉻系無機顏料攪拌5min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在90°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0027]抗壓強度:21.3MPa ；
[0028]色調(diào)均勻；
[0029]軟化系數(shù):0.89 ；
[0030]碳化系數(shù):0.87 ;
[0031]吸水率:17%。
[0032]實施例2
[0033]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚混合料2460kg、群青藍(lán)色顏料49kg。
[0034]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入群青藍(lán)色顏料攪拌3min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在110°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0035]抗壓強度:23.7MPa ；
[0036]色調(diào)均勻；
[0037]軟化系數(shù):0.86 ；
[0038]碳化系數(shù):0.89 ;
[0039]吸水率:13%。[0040]實施例3
[0041]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚混合料2460kg、鐵紅復(fù)合無機顏料37kg。
[0042]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鐵紅復(fù)合無機顏料攪拌2min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0043]抗壓強度:25.3MPa ；
[0044]色調(diào)均勻；
[0045]軟化系數(shù):0.90 ;
[0046]碳化系數(shù):0.88 ;
[0047]吸水率:3%。
[0048]實施例4
[0049]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚 混合料2460kg、鉻系無機顏料22.14kg。
[0050]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2.5min后，加入鉻系無機顏料攪拌3min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在80~120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0051]抗壓強度:21.3MPa ;
[0052]色調(diào)均勻；
[0053]軟化系數(shù):0.87 ；
[0054]碳化系數(shù):0.86 ;
[0055]吸水率:16%。
[0056]所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ；
[0057]所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
[0058]所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水?dāng)嚢?min。
[0059]所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
[0060]實施例5
[0061]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚混合料2460kg、群青藍(lán)色顏料49.2kg。
[0062]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌3min后，加入群青藍(lán)色顏料攪拌4min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在110°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0063]抗壓強度:23.7MPa ；
[0064]色調(diào)均勻；
[0065]軟化系數(shù):0.85 ；
[0066]碳化系數(shù):0.87 ;[0067]吸水率:12%。
[0068]實施例6
[0069]按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，按1000塊批量試驗量進行原料準(zhǔn)備，磷石膏磚混合料2460kg、鐵鉻棕復(fù)合無機顏料35.67kg。
[0070]先將陳化達(dá)到要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2min后，加入鐵紅復(fù)合無機顏料攪拌5min后；再加水?dāng)嚢?min，得到色調(diào)均勻的混合漿料；再利用液壓振動成型機制作磚坯體；利用飽和蒸汽在120°C下養(yǎng)護制得成品彩色磷石膏磚，隨機取樣進行檢測，結(jié)果為:
[0071]抗壓強度:25.3MPa ;
[0072]色調(diào)均勻；
[0073]軟化系數(shù):0.88 ；
[0074]碳化系數(shù):0.86 ;
[0075]吸水率:4%。
[0076]下面以實施例1~3所得彩色磷石膏磚作為試驗材料進行耐久性試驗、吸水率試驗、抗壓強度與軟化系數(shù)試驗。
[0077]試驗例I耐久性試驗
[0078]1.1試驗設(shè)備及試劑
[0079]1.1.1碳化箱，CO2供氣瓶，小口玻璃瓶(5000ml)，材料試驗機，氣體分析儀(測定CO2濃度用)，1%的酚酞酒精溶液(用濃度70%的酒精配制)。
[0080]1.1.2試驗步驟
[0081]選取本發(fā)明實施例1的磚樣15塊，在室內(nèi)放置7d，再開始試驗。其中5塊磚樣到7d時作抗壓強度試驗，以此作為對比強度。
[0082]另外10塊磚樣放入C02濃度為80%以上的碳化箱內(nèi)。箱內(nèi)的C02可以用壓縮C02供給，也可以引進由石灰石加鹽酸產(chǎn)生的C02氣體。箱內(nèi)的C02濃度用氣體分析儀測定。
[0083]每周取磚一塊劈開，用1%酚酞酒精溶液檢查碳化深度。當(dāng)酚酞實際滴在磚剖面上，試件中心不限紅色時，則認(rèn)為試件已全部碳化。此時取其中5塊，放置室內(nèi)7d，然后做抗壓強度試驗，作為碳化后強度。
[0084]以相同的方法對實施例2和3中的磚樣進行取樣和試驗。
[0085]1.1.3結(jié)果計算
[0086]碳化系數(shù)按下式計算:
[0087]Kc=Pc/P
[0088]式中，Kc-碳化系數(shù)；
[0089]Pc——試件碳化后抗壓強度(MPa);
[0090]P——對比試件抗壓強度(MPa)。
[0091]1.2.試驗結(jié)果
[0092]實施例1~3的碳化系數(shù)如表1所示。
[0093]表1本發(fā)明彩色磷石膏磚的碳化系數(shù)
[0094]
【權(quán)利要求】
1.一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)按常規(guī)方法選料和取料混合得到磷石膏磚混合原料，備用； (2)將達(dá)到陳化要求的磷石膏磚混合原料送入輪輾攪拌機中攪拌2~3min后，加入顏料攪拌2~5min后；再加水?dāng)嚢?~6min,得到色調(diào)均勻的混合衆(zhòng)料； 所述顏料為鉻系顏料、赤鐵礦型復(fù)合無機顏料、群青顏料中的任一種或幾種； 所述顏料的加入量為磷石膏混合原料重量的0.9%~2.0% ； (3)利用液壓振動成型機將混合料漿制作成磚坯體； (4)利用飽和蒸汽在80~120°C條件下養(yǎng)護制得成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述達(dá)到陳化要求的磷石膏磚混合原料使用輪輾攪拌機攪拌2min。
3.如權(quán)利要求1~2任一所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述磷石膏磚混合原料中加入顏料攪拌3~4min。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述磷石膏磚混合原料和顏料攪拌后，加水?dāng)嚢?min。
5.如權(quán)利要 求3所述的一種高強度、耐水的彩色磷石膏磚的制作方法，其特征在于:所述飽和蒸汽在100~110°C條件下養(yǎng)護制得成品。
【文檔編號】C04B28/14GK103626461SQ201310533147
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】徐韋洪, 楊永彬, 楊步雷, 向前勇, 劉敏, 劉小成, 鄒國軍 申請人:貴州開磷（集團）有限責(zé)任公司