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一种利用钡渣制备的磷石膏轻质板材及其制备方法
发布时间: 2025-07-04
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
本发明专利《一种利用钡渣制备的磷石膏轻质板材及其制备方法》由武汉理工大学马保国教授团队研发，创新性地实现了钡渣与磷石膏两大工业固废的协同资源化利用。该技术以钡渣（10-20份）和磷石膏（60-80份）为主要原料，通过钡渣中Ba²⁺与磷石膏中SO₄²⁻反应生成BaSO₄固化有害离子，并利用磷半水石膏的胶凝性、偏高岭土（5-15份）的活性激发及EPS轻集料（0.5-1.2份）的轻质化作用，制备出容重可调（600-1000kg/m³）、导热系数低至0.11-0.14W/(m·K)的轻质板材。核心工艺包括：1）钡渣与酸性二水磷石膏在45-55℃下改性反应1.5-2.5小时，实现重金属离子稳定化；2）复合胶凝体系（磷高强石膏+磷建筑石膏）与三聚氰胺减水剂协同优化浆体流动性；3）微膨胀石膏基体克服传统水泥板材收缩开裂问题。产品完全符合JG/T169-2016标准，为装配式建筑提供了环保型墙体材料解决方案。
成果亮点
固废协同处置：同步消纳钡渣（钡盐废料）和磷石膏（磷化工废料），利用率达90%以上，每吨板材可消耗钡渣100kg、磷石膏700kg；酸性磷石膏与钡渣反应生成BaSO₄，固化率>95%，重金属浸出浓度低于GB 5085.3-2007限值。性能卓越：轻质高强：绝干抗压强度3.7-6.4MPa（容重604-985kg/m³），优于同类水泥轻质板（通常2-4MPa）；保温防裂：导热系数0.11-0.14W/(m·K)，干燥收缩值仅0.11-0.15mm/m（国标≤0.6mm/m）。工艺创新：低温（50℃）改性钡渣工艺，能耗较传统蒸压法降低60%；EPS轻集料与CO₂微发泡协同作用，实现浆体稳定性（密度差>100倍）与轻量化平衡。经济环保：成本较传统轻质板降低25%，按年产50万㎡测算，年减排CO₂约1.2万吨；无蒸养环节，生产线改造成本低，适配现有石膏板设备。
团队介绍
本专利由武汉理工大学材料科学与工程学院马保国教授团队主导，核心成员包括金子豪、苏英、孙仲达等专家。团队长期致力于工业固废建材化研究，在《Construction and Building Materials》等期刊发表相关论文30余篇，获授权发明专利18项。依托“硅酸盐建筑材料国家重点实验室”，团队开发了从固废配伍设计、界面调控到工业化生产的全链条技术体系，与贵州磷化、湖北宜化等企业合作建成4条示范生产线，推动磷石膏基建材年产能超150万㎡。相关成果获2021年湖北省技术发明一等奖，并入选《国家工业固体废物综合利用先进适用技术目录》。专利应用领域绿色建筑：用于装配式建筑内隔墙、钢结构建筑围护体系，符合JG/T169-2016标准；工业固废治理：钡盐、磷化工企业固废协同处理，解决历史堆存难题；节能改造：适用于既有建筑保温隔声改造，导热系数优于加气混凝土（0.16-0.22W/(m·K)）；特殊环境建筑：微膨胀特性适合地震多发区及高层建筑变形缝填充。
成果资料
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