CN103508690A

CN103508690A - 一种可胶结多种物质的新型无机胶凝材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103508690A
Application number: CN201310423709.8A
Authority: CN
Inventors: 刘研研; 王化; 田兴友; 陈林
Original assignee: ANHUI TECHNOLOGY AND ENGINEERING INSTITUTE FOR RECYCLING ECONOMY
Current assignee: ANHUI TECHNOLOGY AND ENGINEERING INSTITUTE FOR RECYCLING ECONOMY
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明公开了一种可胶结多种物质的新型无机胶凝材料及其制备方法，该绿色胶凝材料是由下述原料，按照一定的比例混合均匀后制成：一价磷酸二氢盐10-35%、金属氧化物30-70%、硼酸盐5-25%、水5-25%、废弃物10-60%。本发明的目的就是提出一种能够有效胶结多种废弃物，且具有高强、耐高温、快凝、快硬、绿色环保等优异特性的新型无机胶凝材料，另外，本发明的施工性好，对固化温度选择性低，在冷、热环境中均可固化，本发明的适用范围广，可以胶结多种不同的废弃物，胶凝材料胶凝废弃物后，可以根据各物质的特性，用于不同的场所，实现变废为宝的应用。

Description

一种可胶结多种物质的新型无机胶凝材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型无机胶凝材料及其制备方法，尤其涉及一种用于胶结多种废弃物质的无机绿色胶凝材料及其制备方法。

背景技术

人类进入21世纪，可持续发展面临的就是人口膨胀、环境恶化和资源短缺三大问题。随着我国基础设施建设加强，每年拆除的建筑废弃结构混凝土、改造的路面旧混凝土块、混凝土预制构件厂排放的废料等产生了巨大的建筑固体垃圾，给环境带来了很多不利的影响，其妥善的处理成为了当今社会的一个紧要的问题。现在世界上很多国家已经不把废弃混凝土当作是一种垃圾，废弃混凝土经过破碎处理以后可以当作制备建筑材料的各种原料。因此，对废弃混凝土的循环利用对我国经济发展发挥重要作用。

我国是农业大国，农作物秸秆拥有量居世界首位。据报道，我国各类农作物的秸秆年总产量达6亿多吨，秸秆产量约占全世界秸秆总量的30%左右。折合标准煤约3亿多吨。其中稻草2.3亿吨，玉米秆2.2亿吨，豆类和秋季杂粮作物秸秆1.0亿吨，花生和薯类藤蔓、甜菜叶等1.0亿吨。据调查，目前我国秸秆利用率约为33%，即全国每年生产的大量秸秆中，约 2/3 未得到综合利用，以每年生产秸秆6亿吨计算，其中大约0.28亿吨用于造纸，1.13亿吨用作饲料，1.08 亿吨还田，3.5亿吨用作燃料或就地荒烧。特别是20世纪80年代以来，在农业主产区，随着农作物单产提高，秸秆总量迅速增加，而直接作为生活燃料和饲料的比例大幅度减小。一些农民采取了最简单的处理方式—焚烧和随地堆弃，造成了大气污染、土壤矿化、火灾事故、堵塞交通、影响村容等大量的社会、经济和生态问题，引起了国家和社会广泛关注。显然，这样的处理方法在许多地方已成为一种公害。因此，改革传统落后的秸秆利用方式，发展秸秆循环经济势在必行，如何解决秸秆的合理去向、有效利用问题显得尤为紧迫。全国各地都在积极探索秸秆循环再利用的新途径、新方法。

发明内容

本发明就是针对上述问题提出的，目的就是提出一种能够有效胶结多种废弃物，且具有高强、耐高温、快凝、快硬、绿色环保等优异特性的新型无机胶凝材料及其制备方法，另外，胶凝材料胶凝废弃物后，可以根据各物质的特性，用于不同的场所，实现变废为宝的应用。

本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明通过一价磷酸二氢盐与微溶性的金属氧化物在水溶液中发生化学反应形成化学键，通过化学键的结合力实现不同废弃物的胶凝。本发明包含一价磷酸二氢盐、金属氧化物、硼酸盐粉体、水和不同的废弃物，该胶凝材料是由下列重量百分比的原料制成：

一价磷酸二氢盐粉体 10-35%

金属氧化物粉体 30-70%

硼酸盐粉体 5-25%

废弃物 10-60%

水 5-25%。

所述的一价磷酸二氢盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢锂中的一种。

所述的金属氧化物选自氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氧化钡中的一种。

所述的硼酸盐选四硼酸钠、四硼酸钠钾中的一种。

所述的一价磷酸二氢盐粉体、金属氧化物粉体和硼酸盐粉体的粒度均为0.3-0.5mm。

所述的废弃物选自废弃混凝土、粉煤灰、废泡沫、花生壳、硬质屑、秸秆中的一种，其粒度为5-10mm。

本发明所采用的一价磷酸二氢盐、金属氧化物、硼酸盐均以粉末态掺入，现场施工时，把不同的废弃物按照上述比例与一价磷酸二氢盐、金属氧化物、硼酸盐，按上述比例混合均匀，最后加入一定比例的水，搅拌30-40s，倒入指定的模具中，20-30min后即可脱模，即可获得高强度的新型墙体材料，比现有墙体材料成本降低20-30%。本发明主要利用磷酸二氢盐与金属氧化物遇水迅速发生化学反应，产生的微溶性磷酸盐具有很强的粘结性能，能够有效把不同废弃物胶凝成具有一定强度的材料。另外，除上述应用外，本发明中所涉及的胶凝材料还可以作为无机胶黏剂使用，它可以把墙纸粘接到石膏板、饰面墙或其他表面平整的试件上，可以普通的玻璃板粘接到一起，具有非常的大的粘接强度。

本发明的优点：

新型无机绿色胶凝材料是氧化物与无机盐在常温下通过酸-碱反应及物理作用而生成的高强度材料, 同时具有化学结合陶瓷的属性，还具有快凝、快硬、耐高温等优异的性能，在胶凝废弃物方面具有非常明朗的应用前景。另外，该材料优异的粘结特性、绿色无污染特性、成本较现有胶低廉等优异的性能，使该材料在墙纸胶行业有很大的发展空间。

具体实施方式

实施例1

一种胶结多种物质的新型无机胶凝材料，由下述原料按质量比制备而成：取15%的磷酸盐粉体、60%的金属氧化物粉体、硼酸盐粉体5%、废混凝土30%（0.1mm）。

新型无机胶凝材料胶凝不同物质的生产工艺：

按照上诉比例配上述物质，放入水泥净浆搅拌机中搅拌3min，各物质混合均匀，加入水，搅拌30s，倒入标准模具中使其成型，30min后脱模，常温养护3d的抗压强度达20.0MPa。

实施例2

一种胶结多种物质的新型无机胶凝材料，由下述原料按质量比制备而成：取15%的磷酸盐粉体、60%的金属氧化物粉体、硼酸盐粉体5%、农作物秸秆5%（5-10mm）

制备工艺同实施例1，常温养护3d的抗压强度6.8MPa。

实施例3

一种胶结多种物质的新型无机胶凝材料，由下述原料按质量比制备而成：取15%的磷酸盐粉体、60%的金属氧化物粉体、硼酸盐粉体5%、花生壳20%（5-10mm）。

制备工艺同实施例1，常温养护3d的抗压强度5.0MPa。

实施例4

一种胶结多种物质的新型无机胶凝材料，由下述原料按质量比制备而成：取15%的磷酸盐粉体、60%的金属氧化物粉体、硼酸盐粉体5%、废泡沫10%（5-10mm）。

制备工艺同实施例1，常温养护3d的抗压强度3.0MPa。

实施例5

一种胶结多种物质的新型无机胶凝材料，由下述原料按质量比制备而成：取15%的磷酸盐粉体、60%的金属氧化物粉体、硼酸盐粉体5%、废纸屑15%（5-10mm）。

制备工艺同实施例1，常温养护3d的抗压强度6.1MPa。

Claims

1.一种可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：该胶凝材料是由下列重量百分比的原料制成：

一价磷酸二氢盐粉体 10-35%

金属氧化物粉体 30-70%

硼酸盐粉体 5-25%

废弃物 10-60%

水 5-25%。

2.根据权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：所述的一价磷酸二氢盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢锂中的一种。

3.根据权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：所述的金属氧化物选自氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氧化钡中的一种。

4.根据权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：所述的硼酸盐选自四硼酸钠、四硼酸钾中的一种。

5.根据权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：所述的一价磷酸二氢盐粉体、金属氧化物粉体和硼酸盐粉体的粒度均为0.3-0.5mm。

6.根据权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料，其特征在于：所述的废弃物选自废弃混凝土、粉煤灰、废泡沫、花生壳、硬质屑、秸秆中的一种，其粒度为5-10mm。

7.一种如权利要求1所述的可胶结多种物质的新型无机胶凝材料的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：按照上述比例称取原料，放入水泥净浆搅拌机中搅拌2-4min，混合均匀后加入水，搅拌30-40s，倒入标准模具中使其成型，20-30min后脱模即可。