CN104310818A - 一种碱渣基类水泥凝胶材料 - Google Patents

一种碱渣基类水泥凝胶材料 Download PDF

Info

Publication number
CN104310818A
CN104310818A CN201410542602.XA CN201410542602A CN104310818A CN 104310818 A CN104310818 A CN 104310818A CN 201410542602 A CN201410542602 A CN 201410542602A CN 104310818 A CN104310818 A CN 104310818A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alkaline residue
gel material
cement gel
quality
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410542602.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104310818B (zh
Inventor
刘春原
陶明江
左丽明
赵献辉
朱楠
王文静
赵梦璇
张晓晓
赵越
闫虎成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN201410542602.XA priority Critical patent/CN104310818B/zh
Publication of CN104310818A publication Critical patent/CN104310818A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104310818B publication Critical patent/CN104310818B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明一种碱渣基类水泥凝胶材料，涉及制碱工业废料组合物的建筑材料，是由40%～60%（质量）的碱渣、40%～60%（质量）的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量10%～20%（质量）的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量10%～20%（质量）的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料，是采用大掺量的废料碱渣制成的碱渣土工聚合物。用该碱渣土工聚合物替代水泥用于矿山止水帷幕等相关工程，既克服了现有凝胶材料中因使用水泥造成的成本高和间接地严重污染环境的缺陷，又有效地利用了大量的碱渣废料，将其变废为宝。

Description

一种碱渣基类水泥凝胶材料
技术领域
本发明的技术方案涉及制碱工业废料组合物的建筑材料，具体地说是一种碱渣基类水泥凝胶材料。
背景技术
在现有的建筑用凝胶材料的研发中，虽然在不断寻求和开发采用以废料为基础的类水泥材料，然而这些组合物类水泥材料中大多都仍以水泥为主，不仅成本高，而且众所周知，水泥的生产过程会产生大量的CO2废气排出，严重污染环境。《高压旋喷桩帷幕止水在溶洞处理中的应用》(刘钦曙.福建建筑(自然科学版).2008.3(117):71-72)一文报道了高压旋喷桩帷幕止水采用425#普通硅酸盐水泥浆，其中水灰比为1.1:1，并添加氯化钠0.5％，三乙醇胺0.05％，水玻璃1.5％。《碱渣/粉煤灰复合胶凝材料力学性能的研究》(李宝佳,娄德利.砖瓦.2009.10:35-37)介绍了以碱渣和粉煤灰为原料制备复合胶凝材料,碱渣与粉煤灰的比例为40:60，水泥掺量9％，生石灰掺量5％。上述现有技术所存在的缺陷是,一来,由于水泥的存在,不仅导致这些材料的成本高，而且间接地严重污染环境；二来,水泥在其中起到增强胶凝材料强度的主要作用。
另一方面，近年来我国纯碱工业蓬勃发展，在碱厂规模逐年扩大为社会带来巨大效益的同时，碱渣的污染问题变得愈加严重。以河北省为例，位于沿海地区的大化碱厂和唐山碱厂每年生产170万吨碱渣。其中三友化工碱渣堆放场已堆积20多年，厚约20m，面积近362.3万平方米，体积约7200万立方米，道路两侧大大小小的碱渣堆放杂乱，在碱渣堆放的地方寸草不生，严重破坏了当地的生态环境，威胁着当地居民的身体健康和生活环境。而堆积在河口海岸带处的碱渣，不仅占用大量土地资源，还严重地污染地下水和破坏自然景观环境。虽然对于碱渣污染治理的研究时日已久，将碱渣用作路基填料，回填土，生产肥料，虽取得了一些成绩，但效果不理想，这一世界性难题亟待解决，十分必要加紧研发碱渣新的用途，以便有效利用碱渣废料，将其变废为宝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种碱渣基类水泥凝胶材料，是采用大掺量的废料碱渣制成的碱渣土工聚合物，完全不用水泥，既克服了现有的建筑用凝胶材料因使用水泥造成的成本高和间接地严重污染环境的缺陷，又有效地利用了大量的碱渣废料，将其变废为宝。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种碱渣基类水泥凝胶材料，是由40％～60％(质量)的碱渣、40％～60％(质量)的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量10％～20％(质量)的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量10％～20％(质量)的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
上述一种碱渣基类水泥凝胶材料，所述活性剂为摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液。
上述一种碱渣基类水泥凝胶材料，所述活性剂摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液的用量优选为以下三种中的任意一种：a.占碱渣+粉煤灰总质量10％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液，b.占碱渣+粉煤灰总质量15％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液，c.占碱渣+粉煤灰总质量20％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液。
上述一种碱渣基类水泥凝胶材料，所涉及的原材料均通过公知途径获得。
本发明的有益效果是：本发明以新的探索思路，克服了凝胶材料必须用水泥的技术偏见，采用大掺量的工业废料碱渣和粉煤灰，并添加适当比例的水玻璃作为活性剂，经搅拌混合的工艺处理，在常温条件下通过化学反应得到本发明的一种碱渣基类水泥凝胶材料，是一种碱渣土工无机聚合物，该碱渣土工无机聚合物具有强度高、硬化快和耐酸碱腐蚀的特点，可以替代传统硅酸盐水泥应用于矿山止水帷幕等相关工程中。
本发明的显著进步如下：
(1)采用本发明一种碱渣基类水泥凝胶材料的碱渣土工聚合物替代水泥,不仅克服了现有类水泥材料中因使用水泥造成的成本高和间接地严重污染环境的缺陷，又有效地利用了大量的碱渣和粉煤灰废料，将其变废为宝，解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题，推助了碱渣堆积的世界性难题的解决，具有重要的社会效益。
(2)本发明一种碱渣基类水泥凝胶材料制备的原材料丰富、制作工艺简单、价格低廉和节约能源，该类碱渣土工聚合物在作为类水泥凝胶材料方面的应用为土木建筑带来巨大的经济效益。
具体实施方式
实施例1
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为40％(质量)的碱渣与60％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量10％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度增加较大。表1列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度为17.60MPa～25.13MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表1.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
实施例2
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为50％(质量)的碱渣与50％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量15％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表2列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为17.82MPa～25.73MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表2.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
实施例3
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为60％(质量)的碱渣与40％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量10％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表3列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为19.38MPa～27.68MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表3.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
实施例4
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为40％(质量)的碱渣与60％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量20％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表4列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为19.93MPa～28.48MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表4.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
实施例5
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为50％(质量)的碱渣与50％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量20％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表5列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为20.01MPa～28.59MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表5.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
实施例6
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为60％(质量)的碱渣与40％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量20％(质量)的摩尔浓度为3.0M的水玻璃作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
本实施例制得的类水泥凝胶材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表6列出了本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为20.46MPa～29.48MPa，能够满足用于矿山止水帷幕等相关工程的强度要求。
表6.本实施例制得的一种碱渣基类水泥凝胶材料的无侧限抗压值
从上述实施例可见，通过调整原材料的配比，可以增加或减少碱渣土工聚合物的强度，结合预算，以满足不同工程应用的需要。
上述实施例中所涉及的原材料均通过公知途径获得。

Claims (3)

1. 一种碱渣基类水泥凝胶材料，其特征在于：是由40%～60%（质量）的碱渣、40%～60%（质量）的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量10%～20%（质量）的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量10%～20%（质量）的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基类水泥凝胶材料。
2.根据权利要求1所述一种碱渣基类水泥凝胶材料，其特征在于：所述活性剂为摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液。
3.根据权利要求2所述一种碱渣基类水泥凝胶材料，其特征在于：所述活性剂摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液的用量为以下三种中的任意一种：a.占碱渣+粉煤灰总质量10%（质量）的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液，b.占碱渣+粉煤灰总质量15%（质量）的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液，c.占碱渣+粉煤灰总质量20%（质量）的摩尔浓度为3.0M的水玻璃溶液。
CN201410542602.XA 2014-10-15 2014-10-15 一种碱渣基类水泥凝胶材料 Active CN104310818B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410542602.XA CN104310818B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种碱渣基类水泥凝胶材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410542602.XA CN104310818B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种碱渣基类水泥凝胶材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104310818A true CN104310818A (zh) 2015-01-28
CN104310818B CN104310818B (zh) 2016-05-25

Family

ID=52366169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410542602.XA Active CN104310818B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种碱渣基类水泥凝胶材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104310818B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106186767A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 华南理工大学 一种无机粉体保水剂及其制备方法与应用
CN106220007A (zh) * 2016-07-29 2016-12-14 淮安市水泥厂有限公司 一种用活化粉煤生产耐磨抗渗水泥的方法
CN109836115A (zh) * 2019-04-02 2019-06-04 中国科学院过程工程研究所 一种注浆填充材料的制备方法
CN113372032A (zh) * 2020-03-09 2021-09-10 博湃建筑科技（上海）有限公司 轻质3d打印建筑油墨及其地聚合物凝胶材料的制备方法
CN118307253A (zh) * 2024-04-09 2024-07-09 江苏海洋大学 一种碱渣-粉煤灰基地聚物胶凝材料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291703A (ja) * 1994-04-18 1995-11-07 Chichibu Onoda Cement Corp 裏込め注入材料
CN1182646A (zh) * 1996-11-14 1998-05-27 乔希海 硅化碱渣土的制造方法
CN1193000A (zh) * 1997-03-09 1998-09-16 乔希海 排放碱渣直接制工程用土的方法
CN103319122A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 江苏坤泽科技股份有限公司 一种综合利用碱渣的淤泥固化材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291703A (ja) * 1994-04-18 1995-11-07 Chichibu Onoda Cement Corp 裏込め注入材料
CN1182646A (zh) * 1996-11-14 1998-05-27 乔希海 硅化碱渣土的制造方法
CN1193000A (zh) * 1997-03-09 1998-09-16 乔希海 排放碱渣直接制工程用土的方法
CN103319122A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 江苏坤泽科技股份有限公司 一种综合利用碱渣的淤泥固化材料

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106186767A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 华南理工大学 一种无机粉体保水剂及其制备方法与应用
CN106220007A (zh) * 2016-07-29 2016-12-14 淮安市水泥厂有限公司 一种用活化粉煤生产耐磨抗渗水泥的方法
CN106220007B (zh) * 2016-07-29 2019-04-02 淮安市水泥厂有限公司 一种用活化粉煤灰生产耐磨抗渗水泥的方法
CN109836115A (zh) * 2019-04-02 2019-06-04 中国科学院过程工程研究所 一种注浆填充材料的制备方法
CN113372032A (zh) * 2020-03-09 2021-09-10 博湃建筑科技（上海）有限公司 轻质3d打印建筑油墨及其地聚合物凝胶材料的制备方法
CN113372032B (zh) * 2020-03-09 2023-10-17 博湃建筑科技（上海）有限公司 轻质3d打印建筑油墨及其地聚合物凝胶材料的制备方法
CN118307253A (zh) * 2024-04-09 2024-07-09 江苏海洋大学 一种碱渣-粉煤灰基地聚物胶凝材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104310818B (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alam et al. Fly ash utilization in different sectors in Indian scenario
CN104310941B (zh) 一种碱渣基注浆填充材料
CN104310818B (zh) 一种碱渣基类水泥凝胶材料
CN106673569B (zh) 一种高有机质含量疏浚淤泥复合固化材料
CN103979901B (zh) 一种掺有磷渣粉的水泥基无收缩灌浆材料及使用方法
CN104876500A (zh) 一种用于海洋工程的自密实粉末混凝土及制备方法和应用
TW201026597A (en) CO2-sequestering formed building materials
CN102703086A (zh) 一种无机类土壤固化剂及其制备方法
CN105236914A (zh) 一种土壤固化剂
CN107586081A (zh) 一种生物炭混凝土
CN104177015A (zh) 一种河湖疏浚底泥为主料的免烧砖及其自然养护制作方法
CN105439508A (zh) 脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料
CN105733382A (zh) 一种蒸压加气混凝土板用微纳米钢筋防锈剂及其制备方法
CN106866099A (zh) 一种硫氧镁水泥泡沫混凝土固沙板及其制备方法
CN106116340B (zh) 一种钢管混凝土用沙漠沙全替代砂子c60混凝土
CN104496350A (zh) 一种耐腐蚀聚合物改性水泥砂浆及其制备方法
CN105154098A (zh) 土壤固化剂
CN103332920B (zh) 一种脱硫石膏砂浆
CN109400080A (zh) 一种无机固化粉煤灰充填材料及其制备方法
CN106915947A (zh) 一种氯氧镁水泥泡沫混凝土固沙板及其制备方法
Jiang et al. Recycling, reusing and environmental safety of industrial by-product gypsum in construction and building materials
CN103570318B (zh) 一种钻井废泥浆固化材料及用于钻井废泥浆固化的方法
CN104310890A (zh) 一种碱渣基路基填筑材料
KR101341103B1 (ko) 지반 경화용 조성물 및 그것을 포함하는 지반 경화체
CN104261762A (zh) 矿物废弃物掺合料水工混凝土

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant