一种防裂轻质石膏龙骨及其制备方法
阅读说明：本技术 一种防裂轻质石膏龙骨及其制备方法 (Anti-cracking light gypsum keel and preparation method thereof ) 是由 张启卫 崔俊新 徐虎 杨步雷 徐韦洪 李贵汶 朱国飞 杨永彬 彭步平 安光文 宋 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑材料技术领域,尤其涉及一种防裂轻质石膏龙骨及其制备方法。所述防裂轻质石膏龙骨的制备方法,包括以下过程：(1)将工业副产熟石膏与致孔剂混合均匀,放入盐酸溶液中浸泡,搅拌均匀后,过滤除去盐酸溶液,水洗,烘干,粉碎,制得孔状石膏原料；(2)将孔状石膏原料与改性聚丙烯纤维混合,加入水和分散剂搅拌处理,获得混合浆料1；将混合浆料1与水泥、缓凝剂、减水剂混合均匀,制得料浆；(3)在模具底部铺一层纤维网格布,将料浆注入模具中,然后在铺设好的料浆表面再铺设一层纤维网格布；将铺设好的模具在加热加压处理,成型,出模,自然养护。本发明制得的石膏龙骨,质量轻,防裂性能好；可应用于吊顶龙骨。(The invention belongs to the technical field of building materials, and particularly relates to an anti-cracking light gypsum keel and a preparation method thereof. The preparation method of the anti-cracking light gypsum keel comprises the following steps: (1) uniformly mixing industrial byproduct calcined gypsum and a pore-forming agent, soaking in a hydrochloric acid solution, uniformly stirring, filtering to remove the hydrochloric acid solution, washing with water, drying, and crushing to obtain a porous gypsum raw material; (2) mixing a porous gypsum raw material with modified polypropylene fibers, adding water and a dispersing agent, and stirring to obtain a mixed slurry 1; uniformly mixing the mixed slurry 1 with cement, a retarder and a water reducing agent to prepare slurry; (3) laying a layer of fiber mesh cloth at the bottom of the mold, injecting the slurry into the mold, and then laying a layer of fiber mesh cloth on the surface of the laid slurry; and (4) heating and pressurizing the laid mould, forming, demolding and naturally curing. The gypsum keel prepared by the invention has light weight and good anti-cracking performance; can be applied to the suspended ceiling keel.)
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种防裂轻质石膏龙骨及其制备方法。
背景技术
工业副产石膏是工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的工业副产品。工业副产石膏主要有燃煤电厂排放的脱硫石膏；肥工业排放的磷石膏；柠檬酸厂排放的柠檬酸石膏；钛白粉厂排放的钛石膏；氟化氢厂排放的氟石膏；石膏粉设备制盐工业排放的盐石膏等。随着我国现在工业的发展，工业副产石膏的排放量急剧增长。这些工业副产熟石膏绝大部分未被利用，占用大量土地而露天堆放，已成为严重污染环境的工业废渣，会给电力、化工等工业的可持续发展带来严重的影响。工业副产石膏的综合回收利用是电力、化工等工业的可持续发展的关键。
目前，工业副产石膏先已被广泛应用于建筑材料领域，如石膏板、石膏砌块等等，具有质轻、防火、保温等优点。建筑龙骨是用来支撑造型、固定结构的一种建筑材料，广泛应用于宾馆、候机楼、客运站、车站、剧场、商场、工厂、办公楼、旧建筑改造、室内装修设置等场所。龙骨根据建筑材料的不同，可分为木龙骨、轻钢龙骨、铝合金龙骨、钢龙骨等等。由于木龙骨、轻钢龙骨、铝合金龙骨、钢龙骨等龙骨的生产成本高，人们研究用石膏来作为龙骨的基本材料。
如公开号为CN2583233Y的专利共公开了一种石膏龙骨,石膏龙骨的主要特征是整体呈方柱形,左右侧面和前后面的两边部分为塑料外壳,塑料外壳中为石膏,塑料外壳上都固定镶嵌着增强肋。本石膏龙骨用于增强的高抗拉、抗弯塑料材料是以镶嵌的方式,通过机械咬合来实现对石膏体增强的,本石膏龙骨可实现大批量、自动化生产。
上述专利技术通过直接添加外加材料增强肋骨来增强石膏龙骨的强度，石膏龙骨在应用过程中容易出现开裂情况。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种防裂轻质石膏龙骨及其制备方法。
具体是通过以下技术方案实现的：
一种防裂轻质石膏龙骨的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
(1)将工业副产熟石膏与致孔剂混合均匀，放入盐酸溶液中浸泡15-20min后，搅拌均匀后，过滤除去盐酸溶液，水洗，置于40-50℃烘干，粉碎，制得孔状石膏原料；
(2)将孔状石膏原料与改性聚丙烯纤维混合，加入水和分散剂搅拌处理10-15min，获得混合浆料1；将混合浆料1与水泥、缓凝剂、减水剂混合均匀，制得料浆；
(3)在模具底部铺一层纤维网格布，将料浆注入模具中，然后在铺设好的料浆表面再铺设一层纤维网格布；将铺设好的模具在60-70℃下加压处理30-40min，模具垂直方向上施加0.3-0.4MPa的压力，成型，出模，自然养护即可。
优选地，所述步骤(1)，致孔剂为壳聚糖，盐酸溶液的浓度为60％。
优选地，所述步骤(1)，致孔剂的添加量为熟石膏质量的30％。
优选地，所述改性聚丙烯纤维的制备为：将聚丙烯纤维加到其质量2倍的20％乙醇水溶液，制得混合物；向混合物中加入聚丙烯纤维质量0.1-0.12％的乙烯基三乙氧基硅烷，在60-70℃下处理15-20min，捞出，干燥即可。
优选地，所述步骤(2)，料浆按重量份计由以下原料制成：60-70份孔状石膏原料、20-30份改性聚丙烯纤维、3-5份分散剂、6-10份水泥、05-1份缓凝剂、1-2份减水剂；水量为所有原料质量的100-110％；
优选地，所述分散剂为十二烷基硫酸钠；所述缓凝剂为六偏聚磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种；所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本发明还提供了一种上述制备方法所制得的防裂轻质石膏龙骨。
本发明还提供了一种上述制备方法所制得的防裂轻质石膏龙骨在吊顶龙骨中的应用，所述石膏龙骨为方管形、长方体、H形体龙骨。
优选地，所述石膏龙骨表面涂覆一层胶粘剂后与石膏板之间用使用螺钉固定连接。
优选地，所述胶粘剂为聚丙烯酸树脂胶粘剂。
需要说明的是,工业副产熟石膏是磷石膏、脱硫石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、乳石膏、黄石膏、苏打石膏中的一种或多种，经煅烧脱去部分或全部结晶水后的产物；其主要化学成分为CaSO4·1/2H2O。
本发明的有益效果在于：
本发明采用先采用致孔剂对熟石膏进行处理，处理后的熟石膏具有多孔结构，与改性聚丙烯纤维、水泥等其他原料混合制成料浆时，促进其他原料进入到孔状结构，不仅能改善石膏原料的强度，还大大提高其他原料与石膏之间的分散性能；避免因原料分散不均匀而导致石膏龙骨开裂；同时多孔状的石膏还有效降低了石膏龙骨的密度，使其质量变得更轻。改性聚丙烯纤维能改善熟石膏、水泥的可塑性，提高石膏生龙骨的防裂性能。分散剂能进一步改善熟石膏的耐水性能，促进石膏与改性聚丙烯纤维之间的融合。采用纤维网格布作为石膏龙骨的辅料，纤维网格布与料浆之间具有良好的润湿性能，避免纤维网格布与料浆之间因润湿性差而导致石膏龙骨应力高，进而导致石膏龙骨在使用过程中易开裂。
本发明制得的石膏龙骨，质量轻，防裂性能好；可应用于吊顶龙骨，在应用时采用聚丙烯树脂胶粘剂处理后再与石膏板粘结，避免石膏龙骨与石膏板结合处因气体存在而导致石膏板鼓起开裂。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1防裂轻质石膏龙骨
一种防裂轻质石膏龙骨的制备方法，包括以下过程：
(1)将工业副产熟石膏与其质量30％的壳聚糖混合均匀，放入浓度为60％盐酸溶液中浸泡15-20min后，搅拌均匀后，过滤除去盐酸溶液，水洗，置于40-50℃烘干，粉碎，制得孔状石膏原料；
(2)将孔状石膏原料与改性聚丙烯纤维混合，加入水和十二烷基硫酸钠搅拌处理10-15min，获得混合浆料1；将混合浆料1与水泥、六偏聚磷酸钠、聚羧酸减水剂混合均匀，制得料浆；
(3)在模具底部铺一层纤维网格布，将料浆注入模具中，然后在铺设好的料浆表面再铺设一层纤维网格布；将铺设好的模具在60-70℃下加压处理30-40min，模具垂直方向上施加0.3-0.4MPa的压力，成型，出模，自然养护即可。
所述改性聚丙烯纤维的制备为：将聚丙烯纤维加到其质量2倍的20％乙醇水溶液，制得混合物；向混合物中加入聚丙烯纤维质量0.1％的乙烯基三乙氧基硅烷，在60-70℃下处理15-20min，捞出，干燥即可。
所述步骤(2)，料浆按重量份计由以下原料制成：70kg孔状石膏原料、20kg改性聚丙烯纤维、5kg十二烷基硫酸钠、6kg水泥、1kg六偏聚磷酸钠、1kg为聚羧酸减水剂；水量为所有原料质量的110％；
实施例2防裂轻质石膏龙骨
一种防裂轻质石膏龙骨的制备方法，包括以下过程：
(1)将工业副产熟石膏与其质量30％的壳聚糖混合均匀，放入浓度为60％盐酸溶液中浸泡15-20min后，搅拌均匀后，过滤除去盐酸溶液，水洗，置于40-50℃烘干，粉碎，制得孔状石膏原料；
(2)将孔状石膏原料与改性聚丙烯纤维混合，加入水和十二烷基硫酸钠搅拌处理10-15min，获得混合浆料1；将混合浆料1与水泥、三聚磷酸钠、聚羧酸减水剂混合均匀，制得料浆；
(3)在模具底部铺一层纤维网格布，将料浆注入模具中，然后在铺设好的料浆表面再铺设一层纤维网格布；将铺设好的模具在60-70℃下加压处理30-40min，模具垂直方向上施加0.3-0.4MPa的压力，成型，出模，自然养护即可。
所述改性聚丙烯纤维的制备为：将聚丙烯纤维加到其质量2倍的20％乙醇水溶液，制得混合物；向混合物中加入聚丙烯纤维质量0.12％的乙烯基三乙氧基硅烷，在60-70℃下处理15-20min，捞出，干燥即可。
所述步骤(2)，料浆按重量份计由以下原料制成：65kg孔状石膏原料、24kg改性聚丙烯纤维、4kg十二烷基硫酸钠、8kg水泥、0.6kg三聚磷酸钠、1-2kg为聚羧酸减水剂；水量为所有原料质量的110％；
实施例1防裂轻质石膏龙骨
一种防裂轻质石膏龙骨的制备方法，包括以下过程：
(1)将工业副产熟石膏与其质量30％的壳聚糖混合均匀，放入浓度为60％盐酸溶液中浸泡15-20min后，搅拌均匀后，过滤除去盐酸溶液，水洗，置于40-50℃烘干，粉碎，制得孔状石膏原料；
(2)将孔状石膏原料与改性聚丙烯纤维混合，加入水和十二烷基硫酸钠搅拌处理10-15min，获得混合浆料1；将混合浆料1与水泥、缓凝剂(六偏聚磷酸钠、三聚磷酸钠)、聚羧酸减水剂混合均匀，制得料浆；
(3)在模具底部铺一层纤维网格布，将料浆注入模具中，然后在铺设好的料浆表面再铺设一层纤维网格布；将铺设好的模具在60-70℃下加压处理30-40min，模具垂直方向上施加0.3-0.4MPa的压力，成型，出模，自然养护即可。
所述改性聚丙烯纤维的制备为：将聚丙烯纤维加到其质量2倍的20％乙醇水溶液，制得混合物；向混合物中加入聚丙烯纤维质量00.12％的乙烯基三乙氧基硅烷，在60-70℃下处理15-20min，捞出，干燥即可。
所述步骤(2)，料浆按重量份计由以下原料制成：60kg孔状石膏原料、30kg改性聚丙烯纤维、3kg十二烷基硫酸钠、10kg水泥、0.5kg三聚磷酸钠、2kg为聚羧酸减水剂；水量为所有原料质量的100％；
对比例1
对比例1与实施例1的在于没有步骤(1)，即采用工业副产熟石膏制备料浆，其余相同。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于步骤(2)中采用的是未经过改性的普通聚丙烯纤维，其余相同。
对比例3
对比例3与实施例1的在于没有步骤(1)、步骤(2)中采用的是未经过改性的普通聚丙烯纤维；其余相同。
实验例1
采用实施例1-6和对比例1-5制备的石膏龙骨进行性能检测；检测依据:表观密度、软化系数参照标准《石膏砌块》(JC/T 698-2010)进行检测，抗压强度、干燥收缩参照《建筑用轻质隔墙条板》(GB/T2345-2009)进行检测。检测结果如表1所示：
表1 地暖模块的性能指标
从上述表格中可知，实施例1-3与对比例1-3相比，软化系数明显提高了，干燥收缩率明显降低了；说明本发明提供的技术方案能有效改善石膏龙骨的耐水性能、降低其收缩率，增强石膏龙骨的抗裂性能；实施例1-3与对比例1-3相比，表观密度明显降低了，抗压强度变化不大，说明本技术方案有利于降低石膏的质量，且能使石膏龙骨保持良好的强度。
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。