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工业事产石膏资源综合利用

半干法石膏

反应机理:

 

半干法石膏砌块与浇注法石膏砌块均为水化反应,但水膏比只有0.3。为使水化反应充分。优选SK助剂,其综合性能是:1调晶,2分散,3调凝,4调密,5防水。根据不同建筑石膏粉的材性,选择不同的SK助剂,以满足技术质量要求。砌块经检测各项指标达到或超过符合国标及?#20998;?#26631;准要求。

功效:


半干法石膏砌块水化热高,?#35805;?#27599;5-6分钟一模。出模水化冷却2小时后即可打包。生产功效高,无需烘干。


优势:


综合生产成本和能耗远低于浇注法。成型至多1天后就达标可送至工地砌筑。砌块?#23637;?#21147;强,可直接钉钉子,有木质感,防水。高密度1200kg/m3或以上。隔声好、强度高。

?#35270;?#24615;:

 

?#35270;?#20110;半干法石膏系列制品。如标砖、砌块、条板、隔墙板、天花、纸面石膏板、装饰板等。目前国际和国内石膏砌块的生产工?#31449;?#20026;浇注法,水膏比?#35805;?#20026;0.8-0.9,除去石膏水化结晶的需水量16%左右,多余的自由水(60-70%)需要人工或自然干燥,延长出厂时间,增加生产成本,制?#21058;?#30707;膏砌块的发展。

一、浇注法石膏胶凝材料

 

目前国际上和中国国内石膏砌块的生产工?#31449;?#20026;:以建筑石膏(α或β)为主要原料(亦可加入轻集料)、纤维增强材料、发泡剂等辅助材料,经加水搅拌、在流体状态下浇注成型,经过干燥(自然晾晒和烘干)制成的块状、板状的轻?#24335;?#31569;石膏制品,如:石膏砌块、石膏条板、纸面石膏板、抗静电地板石膏基材、石膏模盒等。

理论上半水石膏水化的需水量为18.62%,而实际制作石膏制品时其需水量都大大超过它,?#35805;?#22312;0.7左右(α石膏在0.35-0.4左右),β石膏实际生产中的水膏比?#23545;?#22823;于“标稠?#20445;?#21363;0.8-0.9,甚?#38142;?#21040;1.0,除去石膏水化结晶的需水量,多余的自由水(60-70%)需要干燥(人工或自然)延长出厂时间,增,由于自由水占据了石膏?#19981;?#20307;内大量空间,石膏?#19981;?#20307;密?#20154;?#36731;,但硬度小,强度低,搬运破碎率高、市场认同底低,制?#21058;?#30707;膏胶凝材料的发展。

 

二、半干法石膏砌块的提出

 

应用研究是为生产第一线服务的,市场的需求是应用研究的方向,石膏砌块浇注法多余自由水的干燥制?#21058;?#20854;发展,能否有一种半干法石膏砌块的生产工艺彻底解决其发展瓶颈问题。

为此,依据对石膏材性的多年研究和其工艺实践,我们提出了半干法石膏砌块的研究课题。半干法石膏砌块的研究的基本原则是:

半干法石膏砌块的各项指标执行T/CBMF36-2018;
半干法石膏砌块与浇注法一样,只是加水量大大减少,但必须百分百即熟石膏(半水石膏)CaSO4.1/2H20→水化反应(空气中)→二水石膏(CaSO4. 2H20);
半干法石膏砌块的机械化生产仍是模腔成型,但工艺流程与浇注法不同。

研究表明,半干法石膏砌块与浇注法石膏砌块的结晶理论基本一致,但水化过程和水化反应速率大不一样。

半干法在低水膏比的时候,由于无多余自由水迟缓水化反应,其晶核产生,晶体形成反应速率快,其水化热高于浇注法5-10℃(初终凝时间远短于浇注法),由于无多余自由水,再加上添加SK半干法石膏助剂,晶体结构粗壮,致密,?#19981;?#23494;?#21364;螅?#21147;学性能高,由于配方中除供给结晶的需水量外,还有多余的少量的自由水,可确保完全水化反应,只是生产中最?#30431;?#21270;反应一致,不要因水与石膏粉的界面接触不均匀而影响同步水化,因此加入分散剂非常重要。

通过大量实验,半干法石膏砌块有如下技术问题需解决:

由于水膏比低,水化反应激烈,?#35805;?#27700;化热高出浇注法5-10℃,某些建筑石膏粉甚至高出10℃,由于反应激烈,?#33258;?#25104;?#19981;?#20307;产生细微裂缝;
初终凝时间比浇注法缩短1-2min;
在水膏比低的情况下如何确保水与石膏的完全结合,完全水化;
密?#21364;螅?#22914;何降低密度以满足标准要求;
半干法石膏胶凝材料粘性极大,选择好?#24509;?#30340;界面材料;
半干法石膏胶凝材料对环境温度、水温、粉体温度等敏?#34892;约?#24378;,其配方如何满足生产要求;
同类石膏,但不同品质,不同类石膏其配方均不一致,其工业化生产时候通过大量的实验以最终确定其配方;
调整好初终凝时间与现有浇注法基本一致,使石膏砌块高生产效力保持;

在解决好上述技术问题后,与其配套的机械设?#24178;?#35745;必须满足如下技术要求:

浇注法石膏砌块是在静态的状态下水化、?#19981;?#32780;半干法石膏砌块是在动态的状态下水化、?#19981;?#20854;动态的应力、速?#35270;?#19981;破坏其水化?#26412;?#20307;结构;
在配方中分散剂的配合下,如何确保水与石膏粉体的充分结合;
机械工艺流程时段必须与石膏胶凝体的初终凝时间一致;
满足石膏砌块标准控制尺寸时,?#31350;茁实?#26368;大化与石膏胶凝材料添加轻质材料协同,满足表观密度的要求;
半干法石膏砌块的石膏浆体敏?#34892;约?#24378;,其机械生产的自动控制和动力等如?#38382;视?#20854;要求;
模腔布料均匀,成型砌块?#19981;?#20307;力学性能一致。
如何确保上榫口光滑标准。
配料精准,无废料。

 

三、半干法石膏砌块工业化生产的成功

 

经过多年的研发、小试、中试,工业化生产已经应用。

我们的SK半干法石膏砌块助剂,其功能包含:调晶、调凝、分散、增?#22330;?#38450;潮等功效,针对不同的石膏?#35782;?#35843;整其组合以满足生产和性能要求。

工业化生产时的水膏比?#35805;?#22312;0.3左右,去除水化结晶需水18.62%,规?#23545;市?#30732;块内存在自由水不大于8%,生产时水化热排水约2%,成型后多余水约1.38%,1至2天完全可以自?#24509;?#21457;。

某脱硫石膏浇注法与干法生产测试对比如下:

某脱硫石膏浇注法与干法生产测试对比如下:

 

注:1、如做成?#25307;?#30732;块,?#25307;?#29575;和添加轻质材料表观密度完全小于标准800kg/m3;

       2、实心砌块密度可调至1200kg/m3。

半干法石膏胶凝材料制备技术

干法石膏砌块照片1 

 

  干法石膏砌块照片2

 

砌块?#35805;?#35268;格为:厚80、100、120、150、180、200mm,长500、600、666mm,高度:235、245、255mm。

规格也可依据用户要求设计。

半干法与浇注法石膏砌块指标对比

 

半干法工艺的优点:

 

  1、水膏比在0.3左右,远低于浇注法,砌块成型后1-2天即可出厂,无需干燥,节?#21363;?#37327;堆场;

  2、砌块成型速度快,浇注法8-10min,半干法仅需5-6分钟,效率高;

  3、砌块的各项性能:抗折、抗压、软化系数、隔音、硬度、吸水?#35270;?#20110;浇注法;

  4、上榫口不用刮槽,压制成型,无废料产生;

  5、无需烘干,节能;

  6、由于其某些性能已达到a石膏的水平,可代替部分a石膏制品;

  7、生产过程无?#39029;荊?#29615;保;

  8、生产工艺流程简单,节省堆场,节省投资;

  9、由于其力学性能大大提高,而某些杂质含量高的工业副产石膏(如磷、钛等)经煅烧?#21830;?#39640;其使用量;

  10、?#24509;?#27169;腔;

  11、?#25307;?#30732;块?#31350;?#20026;长园孔,成墙穿电线时无需开槽;

  12、砌块?#23637;?#21147;强,可直接钉钉子。

 

可发展如下产品:

 

  1、各类标砖240×115×53,其抗压强度要求>15mpa,而半干法石膏砌块的抗压强度远大于15mpa,密度?#20540;停页?#22411;后无需煅烧与蒸氧,生产工艺流程简单;

  2、各类?#25307;?#30732;块390×190×190,抗压强度远大于标准要求,密度小,?#39029;?#22411;后无需煅烧与蒸氧,生产工艺流程简单;

  3、组合式条板?#21512;?#22312;条板规格(宽600,长2800-3000,厚900、1200、2000),大多为模具成型(组合式,七块),也有平铺式,由于板长,运输和垂直吊运、安装方便;

  4、防火板:石膏的二水占20.0%,是很好的无机防火材料;

  5、纸面石膏板?#21512;?#26377;纸面石膏板生产全部采用浇注法,水膏比0.65-0.7,如采用半干法生产,水膏比按0.3计算,有0.35-0.4的水无需烘干,如按年产5000万平?#23383;?#38754;石膏板计算,可省煤36万吨,,费用1.8亿元,省电1600万度,可大幅度降低纸面石膏板生产线烘干设备投资。

20万立方/年产能墙材成本对比

 

说明:1、半干法石膏砌块生产线设备投资包含:粉体储料仓、码垛、打包机械手全套。
          2、石膏砌块成型2小时后即可出厂。
          3、生产无SO3、CO2?#27431;牛?#28165;洁生产。

石膏砌块生产成本综合对比表

 

备注: 
1、人工工资参照重庆、成都、合?#23454;?#20225;业实际价,半干法砌块成型后?#38142;?#21253;均为自动式和机械手,用工极少; 
2、电费按0.8元/度计,水费2元/m2,烘干费(煤)按烘干去水量理论计算,500元/?#32622;?#35745;; 
3、租场地费:重庆:人工浇注年产10万m2,租地20亩,每亩租金1500元计,0.3元/m2,场地?#19981;?#24453;摊费0.12元/m2,合计:0.42元/m2; 
机械浇注年产100万m2,租地100亩,每亩租金1200元计,0.12元/m2,场地?#19981;?#24453;摊费0.112元/m2,合计:0.24元/m2; 
半干法年产100万m2,租地20亩,每亩租金1200元计,0.024元/m2,合计:0.036元/m2; 
4、库存资金待摊费:为确保供货和库存规模给潜在客户显现实力,需库存大量现成砌块,而半干法根据需要边生产边出厂,无需大量晾晒堆场。 
5、石膏粉价按200元/吨计,石膏粉需要量:人工浇注:45.5kg,机械浇注:63kg,半干法:68kg; 
6、半干法与机械浇注相比:a、自然干燥生产成本贵0.54元/m2;b、烘干便宜7.36元/m2,且至今无成功案例,c、自然干燥出厂时间较长(?#35805;?#20026;1-2个月),严重影响产能;d、半干法石膏用

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