CN106167362A - 一种碱渣保水剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种碱渣保水剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱渣保水剂及其制备方法与应用。本发明公开的一种碱渣粉体保水剂由除氯碱渣和混合材料组成。所述碱渣保水剂的制备方法包括如下步骤:将所述除氯碱渣和混合材料按所述质量百分比混合均匀后,加入经粉磨设备中,经粉磨处理至0.30mm筛余小于10wt%的混合粉体,得到所述碱渣粉体保水剂。本发明制备的碱渣粉体保水剂保水性好,能够用于改善砂浆的保水性和混凝土的收缩性,经济环保。

Description

一种碱渣保水剂及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种应用于改善和提高砂浆和混凝土性能的 碱渣保水剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 碱渣是氨碱法生产纯碱而产生的废渣,我国目前是世界上最大的纯碱生产国,每 年因生产纯碱而产生的碱渣高达300万吨,如此大量的碱渣早已引起了许多环境污染问题。 但碱渣氯离子含量很高,在绝干状态下,氯离子的质量分数可达到10%,这给碱渣的综合治 理带来了极大的困难,目前我国碱渣利用率只有3~4%,主要还是堆存或填海处理,这也造 成了很大的环境问题。
[0003] 通过对碱渣微观结构的分析,发现碱渣中有大量微小孔隙,因此考虑将碱渣除氯 后,用作砂浆和混凝土的保水剂。
[0004] 目前砂浆和混凝土保水剂领域研究较多的是有机保水剂。
[0005] (1)砂浆中主要采用纤维素醚类保水剂改善砂浆保水性和粘结性能。近年来,各类 新型墙体材料被广泛应用,其表面粗糙多孔,涂抹在其上的砂浆中的拌合水会很快被墙体 材料吸走,这对砂浆性能,特别是粘结强度和抗裂性能均提出了更高的要求。掺入纤维素醚 类保水剂能够有效解决这一问题,但这种保水剂也存在价格高的问题,急需开发低价的无 机保水剂。
[0006] (2)混凝土中主要采用高吸水性树脂(SAP)改善混凝土性能。混凝土的自收缩一直 是水泥基胶凝材料难以避免的问题。尤其是高性能混凝土水灰比低,自收缩较大,更易于产 生裂缝,影响结构耐久性。国内外研究主要借助SAP的高吸水性,实现混凝土的内养护,改善 混凝土的收缩。但SAP同样存在价格较高的问题,而且SAP具有吸水膨胀性,掺合到混凝土 中,当SAP释放其储藏的水分时,SAP体积缩小,易引起混凝土空隙率大等一系列问题。目前 我国正在大力推广高性能混凝土,急需能够低成本解决高性能混凝土的自干燥收缩问题的 技术。
[0007] 为提高砂浆的保水率,前期申请人进行了用除氯碱渣作为砂浆保水剂的研究,并 取得良好效果,但除氯碱渣经过脱水-干燥处理后,会粘结成团,难以分散,因此前期均采用 在使用前将除氯碱渣加水制浆的方式进行应用,但这种方式存在实际施工操作不便的问 题。
[0008] 有鉴于此,提出将除氯碱渣直接制粉,使用时作为保水剂加入砂浆和混凝土中的 思路。但碱渣很细,若直接采用粉磨设备如球磨机处理除氯碱渣,由于碱渣粒径极小,粘球 现象非常严重,难以实际生产,需要研究新工艺来制备得到粉状的无机保水剂。
发明内容
[0009] 本发明所要解决的技术问题是:使用除氯碱渣制备一种新型的粉体保水剂,应用 在建筑材料领域,既解决砂浆和混凝土的性能问题,又利用大量的碱渣,有效缓解碱渣的污 染问题,实现变废为宝。同时,无机保水剂的价格低廉,也提高了经济效益。
[0010]本发明解决该技术问题所采用的技术方案如下。
[0011] -种碱渣保水剂,由以下物质按如下质量百分比组成:
[0012] 除氯碱渣 60~80
[0013] 混合材料 20~40。
[0014] 进一步地,所述混合材料为粉煤灰、粒化高炉矿渣微粉和石灰石粉中的一种以上。
[0015] 进一步地,所述除氯碱渣由如下步骤制备而得:
[0016] 1)将碱渣和水混合均匀后,进行脱水处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总 质量1.5wt %的除氯碱渣;
[0017] 2)将氯离子含量低于混合物中固体总质量1.5wt%的除氯碱渣进行干燥处理,得 到所述除氯碱渣。
[0018] 所述碱渣保水剂的制备方法包括如下步骤:将所述除氯碱渣和混合材料按所述质 量百分比混合后,加入粉磨设备中,经粉磨处理至0.30mm筛余小于10wt%的混合粉体,得到 所述碱渣保水剂。
[0019] 所述碱渣保水剂在砂浆中的使用方法是取代砂浆中的胶凝材料,取代量为总的胶 凝材料的量的5wt %~20wt %。
[0020] 所述碱渣保水剂在混凝土中的使用方法是取代混凝土中的胶凝材料,取代量为总 的胶凝材料的量的2wt %~15wt %。
[0021 ]与现有技术相比,本发明具有如下优点:
[0022] (1)本发明所使用的原材料和设备易于得到,实施方便,且生产能耗低,经济环保。
[0023] (2)本发明制备的碱渣粉体保水剂使用方便,能均匀掺入到砂浆和混凝土当中。
[0024] (3)本发明制备的碱渣粉体保水剂主要成分是碱渣,具有很高保水性能,能有效提 高砂浆保水性和显著改善混凝土收缩性能,且较现有有机保水剂具有价格优势。
[0025] (4)本发明制备的碱渣粉体保水剂,不仅能利用大量碱渣,有效缓解碱渣的环境污 染问题,还能减少水泥用量,具有较高环保价值。
具体实施方式
[0026] 下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。 [0027] 实施例1
[0028] 1)将碱渣和水混合均匀后得到碱渣与水的混合物,将碱渣与水的混合物进行脱水 处理,脱水后含水率为96%,得到氯离子含量为混合物中固体总质量1.3wt%的除氯碱渣; [0029] 2)将所述氯离子含量为混合物中固体总质量1.3wt%的除氯碱渣进行干燥处理, 得到所述除氯碱渣;
[0030] 3)将制得的除氯碱渣与粒化高炉矿渣微粉按80wt%:20wt%的比例混合均匀后, 加入球磨机中,经粉磨处理至0.30mm筛余为9wt %的混合粉体,得到碱渣保水剂。
[0031] 实施例2
[0032] 1)将碱渣和水混合均匀后得到碱渣与水的混合物,将碱渣与水的混合物进行脱水 处理,脱水后含水率为94%,得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.9wt%的除氯碱渣; [0033] 2)将所述氯离子含量为混合物中固体总质量0.9wt%的除氯碱渣进行干燥处理, 得到所述除氯碱渣;
[0034] 3)将制得的除氯碱渣与石灰石粉按60wt%:40wt%的比例混合均匀后,加入球磨 机中,经粉磨处理至0.30mm筛余为7wt %的混合粉体,得到碱渣保水剂。
[0035] 实施例3
[0036] 1)将碱渣和水混合均匀后得到碱渣与水的混合物,将碱渣与水的混合物进行脱水 处理,脱水后含水率为95%,得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.5wt %的除氯碱渣; [0037] 2)将所述氯离子含量为混合物中固体总质量0.5wt%的除氯碱渣进行干燥处理, 得到所述除氯碱渣;
[0038] 3)将制得的除氯碱渣与粉煤灰按70wt%:30wt%的比例混合均匀后,加入球磨机 中,经粉磨处理至0.30_筛余为6wt %的混合粉体,得到碱渣保水剂。
[0039] 实施例4
[0040] 1)将碱渣和水混合均匀后得到碱渣与水的混合物,将碱渣与水的混合物进行脱水 处理,脱水后含水率为97%,得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.3wt %的除氯碱渣;
[0041] 2)将所述氯离子含量为混合物中固体总质量0.3wt%的除氯碱渣进行干燥处理, 得到所述除氯碱渣;
[0042] 3)将制得的除氯碱渣与粉煤灰及粒化高炉矿渣微粉按70wt% :20wt% : 10wt%的 比例混合均匀后,加入球磨机中,经粉磨处理至0.30mm筛余为7wt%的混合粉体,得到碱渣 保水剂。
[0043] 将实施例1~4中制得的碱渣保水剂分别掺入配合比如表1的砂浆中。
[0044] 表1砂浆配合比
Figure CN106167362AD00051
[0046]其中,当碱渣保水剂掺入配合比如表1的砂浆中时,掺入的碱渣保水剂的掺量平均 分为两部分,分别取代粉煤灰和粒化高炉矿渣微粉。掺入碱渣保水剂的砂浆的保水性如表 2〇
[0047]表2掺入碱渣保水剂的砂浆保水性
Figure CN106167362AD00052
[0049] 由表2可知,掺加所述碱渣保水剂后,砂浆的保水咩较空白组的保水性有明显提 高,均达到91 %以上。
[0050] 将实施例1~4中得到的碱渣保水剂分别掺入配合比如表3的混凝土中。
[0051 ] 表3混凝土配合比
Figure CN106167362AD00061
[0053] 其中,当碱渣保水剂掺入配合比如表3的混凝土中时,掺入的碱渣保水剂的掺量平 均分为两部分,分别取代粉煤灰和粒化高炉矿渣微粉。掺入碱渣保水剂的混凝土的24h自收 缩率和28d抗压强度如表4所示。
[0054] 表4掺入碱渣保水剂的混凝土 24h自收缩率
Figure CN106167362AD00062
[0056]由表4可知,掺加所述碱渣保水剂后,混凝土的自收缩性明显下降,掺量越大收缩 率越小。
[0057]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、取代、组合及简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种碱渣保水剂,其特征在于,由以下物质按如下质量百分比组成: 除氯碱渣 60~80 混合材料 20~40。
2. 根据权利要求1所述的一种碱渣保水剂,其特征在于,所述混合材料为粉煤灰、粒化 高炉矿渣微粉和石灰石粉中的一种以上。
3. 根据权利要求1所述的一种碱渣保水剂,其特征在于,所述除氯碱渣由如下步骤制备 而得: 1) 将碱渣和水混合均匀后得到碱渣与水的混合物,将碱渣与水的混合物进行脱水处 理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量1.5wt%的除氯碱渣; 2) 将氯离子含量低于混合物中固体总质量1.5wt%的除氯碱渣进行干燥处理,得到所述 除氯碱渣。
4. 权利要求1所述的一种碱渣保水剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将所述 除氯碱渣和混合材料按所述质量百分比混合后,加入粉磨设备中,经粉磨处理至0.30mm筛 余小于10wt%的混合粉体,得到所述碱渣保水剂。
5. 权利要求1所述碱渣保水剂在砂浆中的使用方法是取代砂浆中的胶凝材料,取代量 为总的胶凝材料的量的5wt%~20wt%。
6. 权利要求1所述碱渣保水剂在混凝土中的使用方法是取代混凝土中的胶凝材料,取 代量为总的胶凝材料的量的2wt%~15wt%。
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