一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料

1.本实用新型涉及一种用于水泥砂浆中的集料，特别是一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料。


背景技术：

2.磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的一种固体废弃物，长期堆放对周边环境造成严重污染。因此，磷石膏资源化利用一直是研究的热点及难点。
3.目前，磷石膏在砂浆中的应用方式主要有2种，一是将磷石膏用作水泥基砂浆的缓凝剂，主要是利用磷石膏溶出的硫酸根离子与水泥中铝酸三钙反应生成钙矾石，从而阻碍水泥的水化起到缓凝的效果。但是，该技术磷石膏掺量不能高于3～5％，用量非常少。二是制作石膏砂浆，其采用磷石膏(二水硫酸钙)煅烧技术，将二水硫酸钙脱水转变成半水硫酸钙，半水硫酸钙在常温下的溶解度大于二水硫酸钙，因此，可以溶解重结晶成二水硫酸钙，从而使浆体凝结硬化产生强度。该应用中虽然能够将磷石膏进行大量的应用，但是，石膏砂浆存在耐水性差、易发霉泛霜等缺陷，应用范围较小，且制作过程能耗大，成本高。
4.集料又称骨料，可分为粗骨料和细骨料，是水泥砂浆的主要组成材料之一。主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。有天然集料和人造集料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等。
5.如果能将磷石膏作为水泥砂浆的集料，则可以大量且低成本的将磷石膏加以利用。但是，由于磷石膏溶出的硫酸根离子与水泥中铝酸三钙反应生成钙矾石的特性，导致后期出现开裂、粉化等耐久性差的缺陷，使得其并不能大量直接作为水泥砂浆的集料而被直接使用。因此，对磷石膏进行改造，使其能够克服前述的困难，是解决磷石膏大量的作为水泥砂浆集料使用的关键。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于，提供一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料。本实用新型具有结构简单，加工成本低，满足水泥砂浆集料使用要求，可在水泥砂浆中大量掺入的特点。
7.本实用新型的技术方案：一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，包括有磷石膏内核，磷石膏内核外包覆有无机胶凝材料层，无机胶凝材料层外包覆有防水剂层。
8.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述磷石膏内核呈圆球形。
9.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述磷石膏内核的直径为0.315-3.0mm。
10.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述磷石膏内核的直径为2.0mm。
11.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述无机胶凝材料层由水泥、粉煤灰、矿渣粉和石灰组成。
12.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述无机胶凝材料层的厚度为0.05-0.2mm。
13.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述无机胶凝材料层的厚度为0.1mm。
14.前述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，所述防水剂层为甲基硅酸钾层或甲基硅酸钠层。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型通过在磷石膏内核外依次包覆无机胶凝材料层和防水剂层，制作成一种以磷石膏为主的三层结构的水泥砂浆磷石膏集料，由于无机胶凝材料层和防水剂层与磷石膏内核溶出物的相互反应和对外部水的阻挡作用，成功避免了磷石膏溶出的硫酸根离子与外部水泥砂浆中铝酸三钙反应生成钙矾石的过程，同时，无机胶凝材料层还提高了磷石膏集料的整体机械强度，从而使磷石膏集料得以满足水泥砂浆集料使用的要求，可以大量的在水泥砂浆中进行掺入。
17.另外，本实用新型的集料为三层结构，结构简单；且加工时采用成球机进行成球加工即可，加工成本也低。
18.综上所述，本实用新型具有结构简单，加工成本低，满足水泥砂浆集料使用要求，可在水泥砂浆中大量掺入的优点。
附图说明
19.附图1为本实用新型的结构示意图；
20.附图标记说明：1-磷石膏内核，2-无机胶凝材料层，3-防水剂层。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
22.本实用新型的实施例：
23.一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，如附图1所示，包括有磷石膏内核1，磷石膏内核1外包覆有无机胶凝材料层2，无机胶凝材料层2外包覆有防水剂层3。
24.制作时，首先将磷石膏与一定质量的水放入成球机中成球，形成磷石膏内核1，然后将无机胶凝材料层2放入成球机中继续成球，直至磷石膏内核1表面均匀附着有一层无机胶凝材料层2，并喷洒一定质量的水后取出，待其凝固后在表面均匀喷洒防水剂层3即可。由此形成的磷石膏集料强度较高，且不与水泥砂浆中的铝酸三钙反应，能够广泛使用。
25.进一步的，所述磷石膏内核1呈圆球形，圆球形的结构一是成球机制作出来基本上都是球形，另外，球形的结构强度最高，更利于作为集料使用。
26.进一步的，所述磷石膏内核1的直径为0.315-3.0mm，如果直径过大，在使用过程中容易破碎使磷石膏暴露，直径太小则起不到集料的作用。
27.进一步的，所述磷石膏内核1的直径优选为2.0mm。
28.进一步的，所述无机胶凝材料层2由水泥、粉煤灰和石灰组成，具体的说，按重量份计，由水泥5-20份、粉煤灰和矿渣粉共70-90份以及石灰3-5份组成，粉煤灰和矿渣粉的混合配比为任意比。
29.进一步的，所述无机胶凝材料层2的厚度为0.05-0.2mm，如果厚度过大，则使用的水泥等材料变多，成本高，太薄则起不到很好的反应和阻挡作用。
30.进一步的，所述无机胶凝材料层2的厚度优选为0.1mm。
31.进一步的，所述防水剂层3为甲基硅酸钾层或甲基硅酸钠层，制作时，直接将甲基硅酸钾层或甲基硅酸钠层配制成质量浓度为2-10％的溶液，对表面进行喷洒即可，喷洒程度以完全覆盖集料表面为准。
32.以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：包括有磷石膏内核(1)，磷石膏内核(1)外包覆有无机胶凝材料层(2)，无机胶凝材料层(2)外包覆有防水剂层(3)。2.根据权利要求1所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述磷石膏内核(1)呈圆球形。3.根据权利要求1所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述磷石膏内核(1)的直径为0.315-3.0mm。4.根据权利要求3所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述磷石膏内核(1)的直径为2.0mm。5.根据权利要求1所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述无机胶凝材料层(2)由水泥、粉煤灰、矿渣粉和石灰组成。6.根据权利要求5所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述无机胶凝材料层(2)的厚度为0.05-0.2mm。7.根据权利要求6所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述无机胶凝材料层(2)的厚度为0.1mm。8.根据权利要求1所述的用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，其特征在于：所述防水剂层(3)为甲基硅酸钾层或甲基硅酸钠层。

技术总结
本实用新型公开了一种用于水泥砂浆中的磷石膏微球集料，包括有磷石膏内核，磷石膏内核外包覆有无机胶凝材料层，无机胶凝材料层外包覆有防水剂层。本实用新型具有结构简单，加工成本低，满足水泥砂浆集料使用要求，可在水泥砂浆中大量掺入的特点。泥砂浆中大量掺入的特点。泥砂浆中大量掺入的特点。


技术研发人员：杨林 陈鸿 曹建新 王宏杰 王宪亮 范勇 桂彬
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2021.09.04
技术公布日：2022/3/8