磷ii型无水石膏、胶结材及其制备方法
阅读说明：本技术 磷ii型无水石膏、胶结材及其制备方法 (Phosphorus II type anhydrous gypsum, cementing material and preparation method thereof ) 是由 朱聪 彭家惠 刘先锋 易伟 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种磷II型无水石膏、胶结材及其制备方法。所述磷II型无水石膏的结晶度为90-96。本发明的磷II型无水石膏组成的胶结材具有强度高、耐水性好、体积较稳定等优势。(The invention belongs to the technical field of building materials, and particularly relates to phosphorus II type anhydrous gypsum and a cementing material and a preparation method thereof. The crystallinity of the phosphorus II type anhydrous gypsum is 90-96. The cementing material consisting of the phosphorus II type anhydrous gypsum has the advantages of high strength, good water resistance, stable volume and the like.)
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种磷II型无水石膏、胶结材及其制备方法。
背景技术
磷石膏是一种呈灰白色或黄白色的，主要以针状晶体、多晶核晶体、单分散板状晶体、密实晶体结晶形态存在的粉状固体。磷石膏是湿法生产磷酸的副产物，主要成分为二水硫酸钙，还含有少量可溶性五氧化二磷(熊亚,杨义群,鲁圣军.磷石膏综合利用研究[J],资源节约与环保,2018(9):33-34,37；王世娟.磷石膏综合利用探讨[J]。
然而，传统工艺采用低温来制备建筑石膏，制得的建筑石膏，含有大量有害杂质，相组成不稳定，导致下游产品质量波动大、强度低、耐水性差、带来发霉等表观质量问题，严重制约磷石膏资源化利用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相组成稳定、杂质含量低、晶型缺陷少的磷II型无水石膏。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
磷II型无水石膏，其结晶度为90～96。
进一步，所述磷II型无水石膏的结晶度为93。
进一步，Ⅱ型无水相的含量为≥90.0wt％。
进一步，可溶磷含量≤0.01wt％，共晶磷含量≤0.03wt％，可溶氟含量≤0.01wt％。
进一步，所述磷II型无水石膏的比表面积为400±20m2/kg。
本发明的目的还在于保护所述磷II型无水石膏的制备方法，包括以下步骤：将磷石膏烘干至含水率≤5％，然后在800±50℃下煅烧2h，烧成后通过炉膛外空气气流进行冷却，并磨成粉体，陈化3天。
进一步，所述烘干的温度为45±3℃。
所述粉体的比表面积为400±20m2/kg。
本发明的目的还在于保护胶结材料，包括水、水泥、矿渣、水化剂和磷II型无水石膏，所述磷II型无水石膏的结晶度为90-96。
进一步，所述水化剂包括硫酸钾和硫酸铝。
进一步，所述水化剂包括硫酸钾0.3-0.9份和硫酸铝0.4-1.2份。
进一步，所述水泥包括硅酸盐水泥。
进一步，以质量份计，所述胶结材料包括：水30-50份、水泥3-10份、矿渣5-15份、水化剂0.7-2.1份和磷II型无水石膏100份。
本发明的有益效果在于：
本发明的磷II型无水石膏相组成稳定，去除有害杂质。
本发明还进一步解决了将以上磷II型无水石膏制成胶结材料时，体积稳定性不佳的技术问题。
本发明的制备方法简单。
附图说明
图1为XRD图谱；
图2为电镜扫描检测结果图，其中，a和b分别为实施例1所采用的磷石膏和得到的产品的电镜扫描图。
具体实施方式
所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
磷II型无水石膏，制备步骤如下：
将磷石膏于45℃温度下烘干至至含水率≤5％，然后在800±50℃下中温煅烧2h，烧成后通过炉膛外空气气流冷却至室温，并粉磨成比表面积为400±20m2/kg的粉体，陈化3天。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于：煅烧温度为180℃。
性能检测
对实施例1及对比例1制得的产品进行XRD检测，并用jade软件进行分析，结果如图1所示；
其中，XRD检测的参数设置为：衍射试验步进角为0.5°，扫描速度为4°/min。
由图1可知，对比例1制得的产品为磷半水石膏相，实施例1制得的产品为磷II型无水石膏相；实施例1中磷II型无水石膏的结晶度为93，而对比例1中磷半水石膏结晶度仅为83。由此表面，本发明的磷II型无水石膏晶体缺陷较少，结晶质量较高。
按照《GBT 36141-2018建筑石膏相组成分析方法》对实施例1制得的产品进行相组成分析，结果如表1所示；对实施例1所采用的原料及制得的产品进行电镜扫描，结果如图2所示。
表1相组成
种类
二水相
半水相
Ⅲ型无水相
Ⅱ型无水相
含量/wt％
0
0
0
91.2
由表1可知，实施例1制得的产品中II型无水相含量为91.2％，不含二水相、半水相和III型无水相。由此表明，本发明的磷II型无水石膏的相组成稳定。
由图2可知，实施例1制得的产品表面平整光滑。综合表1及图2可知，本发明的磷II型无水石膏相组成稳定，杂质含量低，晶型缺陷少。
按照标准JC/T 2073-2011《磷石膏中磷、氟的测定方法》以及GB/T 5484-2012《石膏化学分析方法》，对实施例1所采用的原料磷石膏、实施例1及对比例1制得的产品进行可溶磷、共晶磷、可溶氟和有机物含量检测，结果如表2所示。
表2杂质含量
检测内容
可溶磷/wt％
共晶磷/wt％
可溶氟/wt％
有机物/wt％
磷石膏原料
0.42
0.30
0.22
0.12
对比例1
0.45
0.32
0.20
0.10
实施例1
0.01
0.03
0.01
0
由表2可知，与原料及对比例1相比，实施例1制得的产品中可溶磷、共晶磷、可溶氟和有机物等杂质含量得到了显著降低。
实施例2
胶结材料，其组成为：水35kg、PO42.5普通硅酸盐水泥4kg、S95级矿渣(比表面积≥400m2/kg)10kg、硫酸钾0.4kg、硫酸铝0.7kg和实施例1制得的磷II型无水石膏100kg。
将以上原料混合均匀，即得所述胶结材料。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于：工业纯硫酸钾用量为1.0kg，工业纯硫酸铝用量为0.3kg。
性能检测
检测实施例2及对比例2制得的胶结材料的尺寸变化率及抗开裂性，结果如表3所示；
其中，尺寸变化率的检测方法为《JC/T 313-2009膨胀水泥膨胀率试验方法》；
抗开裂性的检测方法为《JC/T951-2005水泥砂浆抗裂性能试验方法》。
表3检测结果
检测内容
实施例2
对比例2
尺寸变化率/％
0.02
0.07
抗开裂性
无裂纹
有裂纹
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。