CN110357485A - 一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，所述透水混凝土外加剂由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰60～85％、乳胶粉3.5～12％、聚羧酸7.5～13％、纤维素醚2～8％、木质纤维素2～7％。本发明为硅铁灰的综合利用提供了一条新的技术支撑，可以获得良好的环保效益；本发明使得硅铁灰“变废为宝”，填补了利用硅铁灰制备透水混凝土外加剂领域的空白；本发明所述透水混凝土外加剂，具有优良性能，可以获得良好的经济效益。

Description

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别提供一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂及其制备方法。

背景技术

硅铁灰是冶炼硅铁合金中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而形成的一种工业废渣，我国硅铁生产企业很多，每年附产硅铁灰量大，国内硅铁灰的堆积量和产量已达十亿吨以上，对环境造成严重污染。硅铁灰中含有大量不定形的硅氧化物，目前对于硅铁灰的使用主要是作为水泥、耐火材料的添加剂、冶金球团的粘合剂、化工产品分散剂、橡胶和塑料的填充料、电子行业的塑封料和电工行业的浇注等，而这些技术无法对硅铁灰进行高附加值利用，因此需要寻求新的方法来综合利用硅铁灰。

目前关于固体废弃物硅铁灰资源化利用的文献十分有限，王录锋等(中国专利，201410308828.3，彩色玻璃及其制备方法)公开了一种彩色玻璃及其制备方法，将硅铁灰与钠、钙、铝的氧化物均匀混合后，再加入着色剂，之后将混合物进行加热烧结，最终得到彩色玻璃。李亮(中国专利， 201710860415.X，一种用于广场砖的制备方法)公开了一种用于广场砖的制备方法，将硅铁灰与钒尾渣、硅铝盐水泥、粘土、氧化铝、粉煤灰进行混合，加入水，通过打击成型、高温煅烧等工艺，制备得到一种用于广场砖。曹建伟等(中国专利，201710003681.0，承载用组合物材料、制法和托盘应用)公开了一种承载物流托盘的制备方法，将硅铁灰与粉煤灰、聚氯乙烯回收料、钙粉以及其它一些高分子材料，充分混合，利用挤出成型的方式制备得到承载物流托盘。

时至今日，将硅铁灰作为原料应用于制备混凝土外加剂的专利文献技术仍尚属空白，如果将其作为原料添加在制备混凝土外加剂的工艺中，不仅可以降低混凝土外加剂的原料成本，而且还为固体废弃物硅铁灰的资源化利用提供了一条新的出路。

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到很大作用，如提高混凝土的施工性、强度、耐久性，增加混凝土流动度，提高自密实性能，延长凝结时间，减少坍落度损失，延长施工操作时间，降低施工温度等。

但是，目前混凝土外加剂仍存在着诸多问题，近年来的专利文献中公开了一些配方及制备方法，普遍存在着的问题包括：a、原料来源有限、成本高；b、产品对于改善混凝土的性能指标的作用仍有待提高。

因此，研究一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，在提高产品性能的前提下，可以将硅铁灰“变废为宝”，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是利用固体废弃物硅铁灰，通过科学配比简单工艺制备高附加值的透水混凝土外加剂，其原料分布广泛、易得，成本低；产品对于提高透水混凝土的性能指标，有着显著效果。

本发明为硅铁灰的综合利用提供了一条新的技术支撑，可以获得良好的环保效益；本发明使得硅铁灰“变废为宝”，填补了利用硅铁灰制备透水混凝土外加剂领域的空白；本发明所述透水混凝土外加剂，具有优良性能，可以获得良好的经济效益。

本发明的技术方案是：一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰60～85％、乳胶粉3.5～12％、聚羧酸 7.5～13％、纤维素醚2～8％、木质纤维素2～7％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰60～ 85％、乳胶粉3.5～12％、聚羧酸7.5～13％、纤维素醚2～8％、木质纤维素 2～7％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

本发明具有以下有益的效果：

1、原料易得、成本低。

硅铁灰是冶炼硅铁合金中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而形成的一种工业废渣，我国硅铁生产企业很多，每年附产硅铁灰量大，国内硅铁灰的堆积量和产量已达十亿吨以上。由于主要原料硅铁灰(≥ 60％)属于大宗工业固体废弃物，故原料成本极低。

2、产品对于改善混凝土的性能指标有着显著提高。

本发明可使透水混凝土的透水系数≥31.6mm/s，抗压强度(28d)≥ 38.5Mpa，抗弯强度(28d)≥3.9Mpa，抗冻性(25次冻融循环后抗压强度损失率)≤6.2％，抗冻性(25次冻融循环后质量损失率)≤2.0％。

3、本发明为固体废弃物硅铁灰资源化利用提供了一条新途径，填补了利用硅铁灰制备混凝土外加剂领域的空白。

目前我国硅铁灰的堆积量和产量已达十亿吨以上，这不仅严重污染环境，也占用了大量的土地资源。本发明中硅铁灰用量≥60％，这无疑为固体废弃物硅铁灰提供了一条利用途径，本发明填补了利用硅铁灰制备混凝土外加剂领域的空白。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰85％、乳胶粉3.5％、聚羧酸7.5％、纤维素醚2％、木质纤维素2％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰85％、乳胶粉3.5％、聚羧酸7.5％、纤维素醚2％、木质纤维素2％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

实施例2

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰78％、乳胶粉8％、聚羧酸8％、纤维素醚3％、木质纤维素 3％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰78％、乳胶粉8％、聚羧酸8％、纤维素醚3％、木质纤维素3％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

实施例3

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰76％、乳胶粉8％、聚羧酸8％、纤维素醚4％、木质纤维素 4％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰76％、乳胶粉8％、聚羧酸8％、纤维素醚4％、木质纤维素4％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

实施例4

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰70％、乳胶粉10％、聚羧酸10％、纤维素醚5％、木质纤维素 5％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰70％、乳胶粉10％、聚羧酸10％、纤维素醚5％、木质纤维素5％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

实施例5

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰60％、乳胶粉12％、聚羧酸13％、纤维素醚8％、木质纤维素 7％。

一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰60％、乳胶粉12％、聚羧酸13％、纤维素醚8％、木质纤维素7％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。

参照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》的要求，进行了掺加本发明的透水混凝土外加剂后的混凝土性能与对照组的比较。混凝土配合比为C:FA:G:W＝360:90:1560:120，外加剂掺量为水泥用量3％。结果见表1。

表1实施例表征结果

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂，其特征在于，所述透水混凝土外加剂由下述重量百分比的原料组成：硅铁灰60～85％、乳胶粉3.5～12％、聚羧酸7.5～13％、纤维素醚2～8％、木质纤维素2～7％。

2.一种权利要求1所述利用硅铁灰制备的透水混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行制备：

(1)预处理：经80℃～110℃鼓风干燥箱对硅铁灰原料进行烘干，将烘干后的硅铁灰原料过100目筛，筛余量小于5％，封装待用；

(2)称取：将下述原料按照对应的重量百分比进行称料：硅铁灰60～85％、乳胶粉3.5～12％、聚羧酸7.5～13％、纤维素醚2～8％、木质纤维素2～7％；

(3)混合：将木质纤维素加入混料机中，低速搅拌分散5～10分钟；再将聚羧酸与纤维素醚加入，与木质纤维素充分混合10分钟以上；最后加入乳胶粉与硅铁灰，共同高速混合10～30分钟；停止；混合好的物料即为所述的透水混凝土外加剂；

(4)封装：将混合好的物料自然静置1小时以上，用隔绝空气的密封袋封存，待用。