[发明专利]一种常压盐溶液法制取α-超高强石膏的方法

说明书

本发明公开了一种常压盐溶液法制取α‑超高强石膏的方法，首先配制硝酸镁溶液，再将硝酸镁溶液与化学石膏配制料浆，并于常压下加热搅拌进行水热反应，最后将反应后的料浆过滤并收集滤饼，滤饼经洗涤、干燥至恒重，即制得α‑超高强石膏。本发明以硝酸镁为无机转晶剂，能够非常好的控制α‑半水石膏形成短柱晶体，从而提高半水石膏的抗压强度，本发明制备得到的α‑半水石膏，在没有破碎和粉磨情况下，晶体长径比在1‑2之间，绝干抗压强度超过了50MPa，属于α‑超高强石膏。

技术领域

本发明属于石膏制备技术领域，涉及超高强石膏的制备，具体涉及一种常压盐溶液法制取α-超高强石膏的方法。

背景技术

α-高强石膏是一种主要应用于建材行业的胶结材料，而目前国内外对高强石膏的定义和标准仍不统一，《高强石膏材料研究最新进展》(王志、邹爱红、李国忠、岳文海)中指出高强石膏材料为绝干抗压强度达到25～50MPa的α-半水石膏，抗压强度大于50MPa的则为α-超高强石膏；《α型高强石膏》行业标准(JC/T2038-2010)把α型石膏分成四个等级，依次为α25、α30、α40、α50，其中α50是指绝干抗压强度达到50MPa的石膏。高强石膏根据等级不同，其用途也有较大差异，40MPa的高强石膏被称为中国建筑艺术石膏，60～70MPa的超高强石膏可用于制作高强模型。

目前，国内外生产高强石膏的方法主要有三种：加压水蒸气法、加压水溶液法以及常压盐溶液法。虽然前两种生产工艺发展比较成熟，但是生产过程中为满足加压条件而需要大型设备，不仅工艺复杂、成本高，而且能耗高，已经不能满足目前环保生产的工业化要求。常压盐溶液法，不需要压力容器，反应条件较为温和，是近十几年发展起来的研究方法，但尚处于实验室探索阶段，国内外均未见有工业化生产报道。

常压盐溶液法制备α-超高强石膏的关键及难点在于对晶体形态的控制。α-半水石膏的晶体生长形态有针状、棒装及双锥短柱状等多种晶体形态；实验表明，α-半水石膏结晶体的形态对标准稠度用水量影响十分显著，可使标准稠度用水量在30％～80％之间波动：以针状结晶形态最差，标准稠度用水量最大，强度最低；以长径比接近1:1的粗大短柱状晶体形态最好，因其有较小的比表面积，可使标准稠度用水量下降，从而提高石膏制品强度。

为了控制在常压盐溶液体系中半水硫酸钙向短柱状晶体形态生长，研究者常会加入各种类型的晶形转化剂(即转晶剂)来改善α-半水石膏的晶体形态。转晶剂的作用机理主要以两种方式进行：(1)在晶体的某个面上进行选择性吸收，(2)改变晶面的比表面自由能。常用的转晶剂分为有机酸类转晶剂(如羧酸及其衍生物、烷基类磺酸盐等)、无机盐类转晶剂(如氯盐、硫酸盐等)以及有机酸类转晶剂与无机盐类转晶剂组成的复合转晶剂。