CN110183150A - 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110183150A
CN110183150A CN201910290281.1A CN201910290281A CN110183150A CN 110183150 A CN110183150 A CN 110183150A CN 201910290281 A CN201910290281 A CN 201910290281A CN 110183150 A CN110183150 A CN 110183150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chloride ion
curing agent
waste
ion curing
parts
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
CN201910290281.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110183150B (zh
Inventor
谭洪波
张挺
马保国
刘晓海
梅军鹏
姜文斌
戚华辉
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.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
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 Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201910290281.1A priority Critical patent/CN110183150B/zh
Publication of CN110183150A publication Critical patent/CN110183150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110183150B publication Critical patent/CN110183150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/61—Corrosion inhibitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用，按重量份计，该硅铝质废弃物氯离子固化剂由以下组分经湿磨工艺制得：硅铝质玻璃球固体废弃物：30‑40份，电石渣：5‑10份，促进剂：1‑3份，表面改性剂：1‑3份，余量为水；所述硅铝质玻璃球固体废弃物、所述电石渣、所述促进剂、所述表面改性剂和所述水的总份数为100份。本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂以硅铝质玻璃球固体废弃物为主要原料，复配电石渣，并在湿磨过程中，加入促进剂和表面改性剂，使得本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂具有较高的氯离子固化率，其氯离子固化率达到60％以上，为海砂、珊瑚骨料在混凝土中的应用提供关键材料。

Description

一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及氯离子固化剂技术领域，特别涉及一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用。
背景技术
中国由于腐蚀每年造成的经济损失约占国民经济总产值(GNP)的4％左右。60年代，对华南华东地区27座海港混凝土结构进行了调查，发现其中因钢筋锈蚀导致的结构破坏占74％。1980年对华南座码头调查结果表明，80％以上都发生了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，出现锈蚀破坏的时间有的仅为5～10年，2002年工程院在《中国工业与自然环境腐蚀问题的调查与对策》咨询报告中预计，我国每年因钢筋混凝土腐蚀造成的经济损失高达1000亿元。
氯离子侵蚀是造成钢筋锈蚀的最主要原因之一。在普通钢筋混凝土中，由于混凝土毛细管溶液PH值通常在12.5以上，氧化反应生成的铁化合物均匀覆盖在钢筋表面，使电极反应难以持续进行，钢筋锈蚀很快就停止。但是在海洋及其他腐蚀环境下当钢筋周围氯离子达到一定浓度时，氯离子将渗入钢筋表面的钝化膜，激活钢筋表面的铁原子使钢筋表面形成电位差，在阳极铁离子化，Fe2+进入溶液中并放出e－；在阴极溶解氧吸收从阳极流来的电子生成OH－；OH－在阳极与Fe2+相结合生成Fe(OH)2，又与水和氧反应生成Fe(OH)3，脱水后生成通常所说的铁锈主要成分即Fe2O3。由于Fe2O3的产生，使钢筋体积增大从而使混凝土内部产生很大的膨胀应力，造成混凝土保护层剥落或顺筋开裂，从而造成恶性循环加速钢筋的锈蚀破坏。
对于混凝土内部氯离子浓度和迁移的措施主要有以下两种方法：其一，是通过提高混凝土的密实性或减少混凝土内部连通孔的数量，以此来降低氯离子在混凝土内部的渗透和迁移；其二，是通过物理和化学的方法对混凝土内部的氯离子进行固化，其中化学固化最为稳定，作用效果最好，化学固化主要是与氯离子通过化学反应生成Friedel’s盐(3CaO·A12O3·CaCl2·10H2O)。
目前，对于氯离子固化产品虽有研究，但产品性能不稳定，大多产品存在对氯离子固化能力不佳、适应性和稳定性差、成本高等问题，难以满足海洋工程建设的需求。因此，开发一种具有较强氯离子固化能力、适应性和稳定性好、成本低的氯离子固化剂具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种硅铝质废弃物氯离子固化剂，以解决现有氯离子固化剂的氯离子固化能力低、适应性和稳定性差、成本高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种硅铝质废弃物氯离子固化剂，按重量份计，所述硅铝质废弃物氯离子固化剂由以下组分经湿磨工艺制得：硅铝质玻璃球固体废弃物：30-40份，电石渣：5-10份，促进剂：1-3份，表面改性剂：1-3份，余量为水；所述硅铝质玻璃球固体废弃物、所述电石渣、所述促进剂、所述表面改性剂和所述水的总份数为100份。
可选地，所述硅铝质玻璃球固体废弃物中氧化铝含量≥30％，游离氧化钙含量≤2％，三氧化硫含量≤3％。
可选地，所述促进剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的水溶液；按质量百分数计，所述水溶液中所述三乙醇胺为10-30％，所述三异丙醇胺为10-30％。
可选地，所述表面改性剂为聚羧酸减水剂与魔芋胶的水溶液；按质量百分数计，所述水溶液中所述聚羧酸减水剂为5-10％，所述魔芋胶为0.01-0.05％。
可选地，所述硅铝质废弃物氯离子固化剂的中值粒径为3-4μm。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述硅铝质废弃物氯离子固化剂的方法，该制备方法包括以下步骤：
将所述硅铝质玻璃球固体废弃物、所述电石渣、所述促进剂、所述表面改性剂和所述水混合得到混合物料A；
采用湿磨工艺将所述混合物料A磨细，即得硅铝质废弃物氯离子固化剂。
本发明的第三目的在于提供一种上述硅铝质废弃物氯离子固化剂在水泥基材料中的应用，在该应用中，所述水泥基材料包括水泥；所述硅铝质废弃物氯离子固化剂等量取代10～30％的所述水泥。
相对于现有技术，本发明所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂具有以下优势：
1、本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂以硅铝质玻璃球固体废弃物为主要原料，采用湿磨工艺，提高其细度，增大其反应面积，进而有利于提高硅铝质玻璃球固体废弃物中铝的反应率，且本发明复配电石渣，其可参与水泥水化反应，从而有利于进一步促进硅铝质玻璃球固体废弃物中铝的溶出，同时，本发明在湿磨过程中，加入具有助磨作用的促进剂，可提高湿磨效率，且促进剂中有机醇胺的螯合作用，可更进一步加速硅铝质玻璃球固体废弃物中铝的溶出，本发明各原料间相互配合，使得本发明中硅铝质玻璃球固体废弃物的反应率可提高50-70％，从而使得本发明硅铝质废弃物氯离子固化剂具有较高的Friedel’s盐生成率，进而使得本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂具有较高的氯离子固化率，其氯离子固化率达到60％以上，为海砂、珊瑚骨料在混凝土中的应用提供关键材料。
2、本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂中复配电石渣，使水泥浆料的pH值稳定在较高的碱性，从而有利于使本发明硅铝质废弃物氯离子固化剂具有较高的Friedel’s盐生成周期，而且本发明在湿磨过程中加入表面改性剂，一方面，可进一步提高湿磨效率，另一方面，可使本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂具有良好的稳定性和分散性，将其用于水泥混凝土可提高浆体的流动性，从而有利于提高其适应性。
3、本发明的硅铝质废弃物氯离子固化剂可替代水泥30％左右，大大降低了水泥基材料的生产成本，有利于工程推广和应用。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
表1为本发明实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂中各组分的配比以及各实施例硅铝质废弃物氯离子固化剂的细度。表2为本发明实施例1～实施例5中硅铝质玻璃球固体废弃物的化学组成以及促进剂和表面改性剂的组分。
表1
表2
采用下述方法制备实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂，具体包括以下步骤：
按照上述原料配方，先将硅铝质玻璃球固体废弃物与电石渣放入湿磨机中，然后加入促进剂和表面改性剂，再加入水，得到混合物料A；
开启湿磨机，将混合物料A磨细，当混合物料A的中值粒径达到3-4μm时，滤出研磨体，即得硅铝质废弃物氯离子固化剂。
将实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂用于水泥基材料，在该应用中，水泥基材料包括水泥；硅铝质废弃物氯离子固化剂等量取代10～30％的水泥。
参照水利部发布的水利行业标准《水工混凝土实验规程》SL352-2006和交通部发布的《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98中关于混凝土中自由氯离子含量的测试方法，对实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂的氯离子固化率进行测试；采用压汞法测定掺有实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂的水泥基材料的孔结构。参照《GB/T 50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对掺有实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂的水泥基材料进行力学性能的测试。测试结果如表3所示。
表3
由表3可知，实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂可显著提高水泥基材料的离子固化率，掺量为10％时，其氯离子固化率即可达60％以上，显著降低钢筋锈蚀风险。且实施例1～实施例5的硅铝质废弃物氯离子固化剂，可显著细化孔结构，改善力学性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种硅铝质废弃物氯离子固化剂，其特征在于，按重量份计，所述硅铝质废弃物氯离子固化剂由以下组分经湿磨工艺制得：硅铝质玻璃球固体废弃物：30-40份，电石渣：5-10份，促进剂：1-3份，表面改性剂：1-3份，余量为水；所述硅铝质玻璃球固体废弃物、所述电石渣、所述促进剂、所述表面改性剂和所述水的总份数为100份。
2.根据权利要求1所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂，其特征在于，所述硅铝质玻璃球固体废弃物中氧化铝含量≥30％，游离氧化钙含量≤2％，三氧化硫含量≤3％。
3.根据权利要求1所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂，其特征在于，所述促进剂为三乙醇胺与三异丙醇胺的水溶液；按质量百分数计，所述水溶液中所述三乙醇胺为10-30％，所述三异丙醇胺为10-30％。
4.根据权利要求1所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂，其特征在于，所述表面改性剂为聚羧酸减水剂与魔芋胶的水溶液；按质量百分数计，所述水溶液中所述聚羧酸减水剂为5-10％，所述魔芋胶为0.01-0.05％。
5.根据权利要求1所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂，其特征在于，所述硅铝质废弃物氯离子固化剂的中值粒径为3-4μm。
6.制备权利要求1至5任一项所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述硅铝质玻璃球固体废弃物、所述电石渣、所述促进剂、所述表面改性剂和所述水混合得到混合物料A；
采用湿磨工艺将所述混合物料A磨细，即得硅铝质废弃物氯离子固化剂。
7.权利要求1至5任一项所述的硅铝质废弃物氯离子固化剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，所述水泥基材料包括水泥；所述硅铝质废弃物氯离子固化剂等量取代10～30％的所述水泥。
CN201910290281.1A 2019-04-11 2019-04-11 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用 Active CN110183150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910290281.1A CN110183150B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910290281.1A CN110183150B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110183150A true CN110183150A (zh) 2019-08-30
CN110183150B CN110183150B (zh) 2022-04-01

Family

ID=67714135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910290281.1A Active CN110183150B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183150B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110673A (zh) * 2020-09-17 2020-12-22 武汉理工大学 一种高铝质固体废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
CN112707663A (zh) * 2021-01-30 2021-04-27 北京工业大学 一种赤泥核壳结构细骨料的制备方法
CN112897915A (zh) * 2021-01-30 2021-06-04 北京工业大学 一种核壳结构高铝粉煤灰氯离子结合陶砂的制备方法
CN115073089A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种利用钡渣制备免蒸压加气混凝土材料的工艺及设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101597146A (zh) * 2009-06-30 2009-12-09 河南理工大学 一种提高混凝土固化氯离子的辅助胶凝材料
CN102372459A (zh) * 2010-08-24 2012-03-14 上海台界化工有限公司 一种提高混凝土和易性的方法
JP5345820B2 (ja) * 2008-10-23 2013-11-20 電気化学工業株式会社 セメント混和材及びセメント組成物
CN104817287A (zh) * 2015-04-16 2015-08-05 华东交通大学 废弃陶瓷粉作为高性能混凝土掺和料及其实施方法
CN108129051A (zh) * 2017-12-29 2018-06-08 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种长期高效固化氯离子的混凝土外加剂及应用
CN108341606A (zh) * 2018-01-23 2018-07-31 武汉理工大学 一种功能型掺合料的制备方法
CN108529918A (zh) * 2018-05-04 2018-09-14 武汉理工大学 一种改性铝硅质颗粒及其改性剂

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5345820B2 (ja) * 2008-10-23 2013-11-20 電気化学工業株式会社 セメント混和材及びセメント組成物
CN101597146A (zh) * 2009-06-30 2009-12-09 河南理工大学 一种提高混凝土固化氯离子的辅助胶凝材料
CN102372459A (zh) * 2010-08-24 2012-03-14 上海台界化工有限公司 一种提高混凝土和易性的方法
CN104817287A (zh) * 2015-04-16 2015-08-05 华东交通大学 废弃陶瓷粉作为高性能混凝土掺和料及其实施方法
CN108129051A (zh) * 2017-12-29 2018-06-08 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种长期高效固化氯离子的混凝土外加剂及应用
CN108341606A (zh) * 2018-01-23 2018-07-31 武汉理工大学 一种功能型掺合料的制备方法
CN108529918A (zh) * 2018-05-04 2018-09-14 武汉理工大学 一种改性铝硅质颗粒及其改性剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
（苏）洛金诺夫等: "《水泥的生产布局与运输》", 31 October 1959, 建筑工程出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112110673A (zh) * 2020-09-17 2020-12-22 武汉理工大学 一种高铝质固体废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
CN112110673B (zh) * 2020-09-17 2022-06-03 武汉理工大学 一种高铝质固体废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
CN112707663A (zh) * 2021-01-30 2021-04-27 北京工业大学 一种赤泥核壳结构细骨料的制备方法
CN112897915A (zh) * 2021-01-30 2021-06-04 北京工业大学 一种核壳结构高铝粉煤灰氯离子结合陶砂的制备方法
CN115073089A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种利用钡渣制备免蒸压加气混凝土材料的工艺及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN110183150B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110183150A (zh) 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
CN107459311B (zh) 一种利废抗折增韧的湿磨浆状掺合料的制备方法
CN109776039A (zh) 一种改性地质聚合物海工混凝土及制备方法
CN111333403B (zh) 一种磷镁基水泥混凝土涂层防护材料制备方法及应用
CN110304872B (zh) 一种纳米改性水泥基水下不分散材料及其制备方法
CN110451887B (zh) 抗渗抗裂混凝土及其制备方法
CN111875321B (zh) 一种基于海水和珊瑚砂的水下修补材料及其制备方法
CN109369113B (zh) 一种湿陷性黄土加固注浆浆液、制备方法及其应用
CN113511870B (zh) 一种固废基海工修复材料及其制备方法
CN105693121A (zh) 海工硅酸盐水泥
CN104628344A (zh) 一种低自生收缩的高性能再生混凝土
CN111548070B (zh) 一种增强致密防腐型喷射混凝土
Sha et al. Durability of a novel effective microfine cementitious grouting material in corrosion environments
CN107140907B (zh) 一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土
CN111606599B (zh) 一种混凝土用聚合物改性剂、制备方法以及抗渗防水混凝土
Ming et al. Experimental research of concrete with steel slag powder and zeolite powder
CN109133747A (zh) 一种具有阻锈功能的地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法
CN110451840B (zh) 一种复合式密实剂
CN106316201B (zh) 一种火山灰混凝土专用防腐剂
CN108410222A (zh) 一种新型建筑专用防水剂及其制备方法
CN111704419A (zh) 一种高抗蚀海工胶凝材料及其制备方法和应用
CN113683334B (zh) 一种高强、耐腐蚀添加剂及混凝土、制备方法和应用
Mossalam et al. The influence of binary pozzolanic replacements on the durability and corrosion performance of reinforced concrete
CN110922121A (zh) 一种碱性电解水混凝土及其制备方法
CN116621552B (zh) 一种低浓度料浆调节剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant