CN106431038B - 一种掺绿泥的碱激发水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种掺绿泥的碱激发水泥，本发明属于碱激发无机非金属胶凝材料领域。一种掺绿泥的碱激发水泥，其由下述原料制得：固体原料：矿渣微粉和绿泥；碱激发剂，其中，绿泥与矿渣微粉的重量比为0.1～4，碱激发剂与固体原料的重量比为0.18～0.35；所述碱激发剂为：由1mol/L的NaOH水溶液和1.3g/cm3水玻璃按重量比1:1的混合配制而成的NaOH和水玻璃的混合溶液。本发明所述掺绿泥的碱激发水泥，利用造纸厂废弃物绿泥和炼钢厂固废矿渣微粉作为主要原料，可通过掺合适量绿泥可以达到调节碱激发矿渣水泥的凝结时间，同时可回收利用绿泥。

Description

一种掺绿泥的碱激发水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种掺绿泥的碱激发水泥，本发明属于碱激发无机非金属胶凝材料领域。
背景技术
水泥是国民经济基础建设的重要建筑材料之一，广泛应用于房屋、桥梁、水坝等工程中。但是水泥熟料生产过程能耗大，并且会大量CO2、SO2等有害气体。碱激发水泥的制备可在常温条件下实现，能耗低，无有害气体排放，已引起人们的关注。矿渣微粉是炼钢厂产生的固体废弃物，可以用于制备碱激发水泥，然而通常碱激发矿渣水泥凝结时间过快，不利于施工。一般可以通过调节碱溶液的浓度或者液固比来控制碱激发矿渣水泥的凝结时间。
绿泥是造纸厂碱回收苛化过程中产生的一种固体废弃物。目前大部分绿泥作为废弃物，通过填埋法来处理。但是填埋法不但会占用宝贵的土地资源，而且容易引起破坏生态、污染地下水等严重问题，因此急需寻求环保合理的绿泥处理方法。
发明内容
本发明提供一种掺绿泥的碱激发水泥及其制备方法，通过掺合适量绿泥可以达到调节碱激发矿渣水泥的凝结时间，同时也提供了一种回收利用绿泥的有效途径。
一种掺绿泥的碱激发水泥，其由下述原料制得：
固体原料：矿渣微粉和绿泥
碱激发剂
其中，绿泥与矿渣微粉的重量比为0.10～4.0，碱激发剂与固体原料的重量比为0.18～0.35；
所述碱激发剂为：由1.0mol/L的NaOH水溶液和1.3g/cm3水玻璃按重量比1:1的混合配制而成的NaOH和水玻璃的混合溶液。
上述技术方案中，优选绿泥与矿渣微粉的重量比为0.10～4.0，进一步优选为0.50～2.0；最优选为0.70。
上述技术方案中，优选碱激发剂与固体原料的重量比为0.28～0.35。
上述技术方案中，水玻璃的模数为2.6～2.8。
上述技术方案中，所述NaOH和水玻璃的混合溶液是由1.0mol/L的NaOH水溶液和1.3g/cm3的水玻璃按重量比为1:1混合配制而成。
本发明的另一目的是提供上述掺绿泥的碱激发水泥的制备方法。
一种掺绿泥的碱激发水泥的制备方法，包括下述工艺步骤：
①按原料比例备料，绿泥与矿渣微粉的重量比为0.10～4.0，碱激发剂与固体原料的重量比为0.18～0.35；
②将绿泥和矿渣微粉在搅拌机中低速搅拌混合2～5分钟，然后加入碱激发剂，继续低速搅拌2～5分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再高速搅拌2～5分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体；
③将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，得掺绿泥的碱激发水泥。
本发明所述“低速搅拌”指以120±5转/分钟的速度搅拌；所述“高速搅拌”指以290±5转/分钟的速度搅拌。
上述技术方案中，所述养护步骤可按下述方法进行：养护温度为23±1℃，养护相对湿度为97±1％；或采取在空气自然养护。
本发明的有益效果为：本发明所述掺绿泥的碱激发水泥，利用造纸厂废弃物绿泥和炼钢厂固废矿渣微粉作为主要原料，可通过掺合适量绿泥可以达到调节碱激发矿渣水泥的凝结时间，同时可回收利用绿泥。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中所述“份”均按重量份计。
下述实施中所述水玻璃的模数为2.6～2.8。
下述实施中所用矿渣微粉和绿泥由海南蓝岛环保有限公司提供。
实施例1
将50份绿泥和100份矿渣微粉加入搅拌机中，120±5转/分钟的速度搅拌混合4分钟，然后加入由26份1.0mol/L的NaOH水溶液和26份的1.3g/cm3水玻璃混合而成 的激发剂，120±5转/分钟的速度搅拌3分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再290±5转/分钟的速度搅拌3分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体。将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，养护温度为23±1℃，养护相对湿度为97±1％，得到掺绿泥的碱激发水泥试块，进行强度等性能测试。
技术指标：
初凝时间 96分钟
终凝时间 107分钟
28天抗压强度 48.2MPa
实施例2
将75份绿泥和75份矿渣微粉加入搅拌机中，120±5转/分钟的速度搅拌混合4分钟，然后加入由23份1.0mol/L的NaOH水溶液和23份的1.3g/cm3水玻璃混合而成的激发剂，120±5转/分钟的速度搅拌3分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再290±5转/分钟的速度搅拌3分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体。将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，养护温度为23±1℃，养护相对湿度为97±1％，得到掺绿泥的碱激发水泥试块，进行强度等性能测试。
技术指标：
初凝时间 105分钟
终凝时间 117分钟
28天抗压强度 43.6MPa
实施例3
将100份绿泥和50份矿渣微粉加入搅拌机中，120±5转/分钟的速度搅拌混合4分钟，然后加入由21份1.0mol/L的NaOH水溶液和21份的1.3g/cm3水玻璃混合而成的激发剂，120±5转/分钟的速度搅拌3分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再290±5转/分钟的速度搅拌3分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体。将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，养护温度为23±1℃，养护相对湿度为97±1％， 得到掺绿泥的碱激发水泥试块，进行强度等性能测试。
技术指标：
初凝时间 124分钟
终凝时间 147分钟
28天抗压强度 36.2MPa
实施例4
将62份绿泥和88份矿渣微粉加入搅拌机中，120±5转/分钟的速度搅拌混合4分钟，然后加入由22份1.0mol/L的NaOH水溶液和22份的1.3g/cm3水玻璃混合而成的激发剂，120±5转/分钟的速度搅拌3分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再290±5转/分钟的速度搅拌3分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体。将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，养护温度为23±1℃，养护相对湿度为97±1％，得到掺绿泥的碱激发水泥试块，进行强度等性能测试。
技术指标：
初凝时间 101分钟
终凝时间 116分钟
28天抗压强度 56.2MPa 。

Claims (3)

1.一种掺绿泥的碱激发水泥，其由下述原料制得：
固体原料：矿渣微粉和绿泥
碱激发剂
其中，所述绿泥与矿渣微粉的重量比为0.50～2.0，相应的碱激发剂与固体原料的重量比为0.28～0.35；
所述碱激发剂为：由1.0mol/L的NaOH水溶液和1.3g/cm3水玻璃按重量比1:1的混合配制而成的NaOH和水玻璃的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的水泥，其特征在于：所述绿泥与矿渣微粉的重量比为0.70。
3.权利要求1所述的掺绿泥的碱激发水泥的制备方法，其特征在于：包括下述工艺步骤：
①按原料比例备料，绿泥与矿渣微粉的重量比为0.50～2.0，碱激发剂与固体原料的重量比为0.28～0.35；
②将绿泥和矿渣微粉加入搅拌机中，低速搅拌混合2～5分钟，然后加入碱激发剂，继续低速搅拌2～5分钟，停15秒，同时将叶片和锅壁上的浆体刮入锅中间，接着再高速搅拌2～5分钟，即可以得到碱激发矿渣水泥浆体；
③将搅拌均匀的碱激发矿渣水泥浆体灌注入模具中，24小时后凝结硬化，即可拆模，然后置于养护装置中进行养护，得掺绿泥的碱激发水泥。
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