CN111302350A

CN111302350A - 一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液及其制备方法

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Publication number: CN111302350A
Application number: CN202010148918.6A
Authority: CN
Inventors: 胡传林; 邹府兵; 王发洲; 胡曙光; 沈坤杰; 陶永征; 阮云星; 施闯; 董烨民
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2040-03-05
Also published as: CN111302350B

Abstract

本发明公开了一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：将钙硅质工业固废经质子酸处理，得到钙硅质工业固废溶出液；将聚羧酸减水剂分散至水中，并调节pH至10.5～13.5，得到聚羧酸减水剂分散液；将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，进行搅拌反应，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液。本发明的制备方法中所用的钙质、硅质原料均来自工业固废，来源广泛、成本低廉，制备过程简单，无需经过洗涤、干燥、超声分散等后续工艺，适用于工业生产。本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液能大幅提高大掺量矿物掺合料的水泥基材料的早期水化与力学行为，具有很好的工业价值与应用前景。

Description

一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液及其制备方法。

背景技术

近年来，混凝土材料已成为最大宗的人造建筑材料之一，其具有应用面广，容易获得，耐久性高等优点。仅在2015年，我国水泥产量已经超过世界水泥总产量的50％，混凝土产量已达到了一个历史的高峰。与此同时，我国的冶金、化工、煤炭、电力等行业所排放的固体废弃物(如矿粉、粉煤灰、钢渣、磷渣、硅灰等)的量也在逐年增加。这些大宗固体废弃物不仅占用了大量土地资源，而且还对环境、水体造成了严重的污染。现有技术中，一般将这些富含钙硅铝质的工业固体废弃物作为矿物掺和料的形式用于建筑材料中，从而改善混凝土结构的耐久性。然而，这些富含钙硅铝质的工业固体废弃物掺量过大时，将导致水泥基材料早期强度发展缓慢，难以满足现今建筑行业对施工效率以及建筑物早期安全性的要求。

为了提高大掺量工业固体废弃物水泥基材料的早期水化及强度发展行为，最普遍的做法是对水泥基材料通过一定时间的蒸汽(压)养护或是加入早强型外加剂(氯化钙，硫酸钠，三乙醇胺，三异丙醇胺等)。这些早强常规手段虽然可以在很短的时间内快速提高大掺量工业固体废弃物水泥基材料的早期水化及强度发展，但也会带来水泥基材料后期强度倒缩，结构耐久性差等关键服役性缺陷以及蒸汽(压)养护能耗大、不够环保等问题。

为了解决以上难题，亟需发展新型高效的早强手段，从而大幅度提高大掺量工业固体废弃物水泥基材料的早期水化及强度。近年来，利用人工合成的水化硅酸钙纳米晶核作为一种新型、高效的早强手段用于提高大掺量矿物掺合料(矿粉、粉煤灰、煅烧黏土等)的水泥基材料早期强度引起了大家的重视。水化硅酸钙纳米晶核作为一种纳米尺度的颗粒，其比表面积大，且与水泥水化最主要的水化产物C-S-H凝胶化学组成类似。在水泥早期水化的孔溶液中，作为一种优异的异相成核位点，水化硅酸钙纳米晶核可以显著降低C-S-H凝胶形成的成核势垒，缩短诱导期。与此同时，快速提升的硅相反应也促进了氢氧化钙和C-S-H凝胶的快速形成，显著缩短了矿物掺料的火山灰反应起始时间。因此，将水化硅酸钙纳米晶核应用于大掺量矿物掺合料的水泥基材料时呈现出了显著优势，并有望实现免蒸或是减少蒸汽(压)养护时间。中国专利CN102718228B公布了一种以硅灰为硅质原料的纳米水化硅酸钙的制备方法，一方面硅灰的价格相较于其他工业固体废弃物的成本较高，另一方面还需补充钙质化学试剂，合成工艺较为复杂。中国专利CN101830660A公布了一种用于混凝土生产的高活性晶种及其制备方法，所述晶种由废陶瓷粉、预磨电石渣粉和改性添加剂微波强化煅烧而成，其不仅合成工艺极为复杂，且煅烧制度，粉磨能耗也极高，不适用于大规模工业运用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液及其制备方法，解决现有技术中水化硅酸钙纳米晶核合成工艺复杂、反应缓慢、成本高、不适于大规模运用的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的第一方面提供了一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

将钙硅质工业固废经质子酸处理，得到钙硅质工业固废溶出液；

将聚羧酸减水剂分散至水中，并调节pH至10.5～13.5，得到聚羧酸减水剂分散液；

将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，进行搅拌反应，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液。

本发明的第二方面提供了一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液，该基于工业固废的纳米晶核悬浮液通过本发明第一方面提供的一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法中所用的钙质、硅质原料均来自工业固废，来源广泛、成本低廉，制备过程简单，无需经过洗涤、干燥、超声分散等后续工艺，适用于工业生产。

本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液能大幅提高大掺量矿物掺合料的水泥基材料的早期水化与力学行为，具有很好的工业价值与应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法一实施方式的工艺流程图；

图2是本发明实施例2所得水化硅酸钙纳米晶核X-射线衍射图谱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1，本发明的第一方面提供了一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

S1:将钙硅质工业固废经质子酸处理，得到钙硅质工业固废溶出液。

S2:将聚羧酸减水剂分散至水中，并调节pH至10.5～13.5，得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，进行搅拌反应，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液。

申请人研究发现，常见大宗富含钙硅质的工业固体废弃物中含有一定含量的玻璃体物质。本发明通过将钙硅质工业固体废弃物加入一定浓度的质子酸中，使其玻璃体成分中高聚态的硅氧四面体、铝氧四面体之间的共价键发生断裂并完全解聚成可溶性低聚态的硅氧四面体，这些可溶性低聚态的硅氧四面体、铝氧四面体在一定碱度的溶液中又可以重新排列，重构形成新的结构产物-水化硅酸钙；同时，通过加入梳状分子构型的高效聚羧酸减水剂，这些减水剂能够吸附在水化硅酸钙表面，并通过聚羧酸减水剂的静电斥力作用和长侧链提供的空间位阻效应防止水化硅酸钙颗粒发生团聚造成水化硅酸钙纳米效应不佳，能够制备出颗粒尺寸可控的纳米尺度的水化硅酸钙。这种方法原料来源广泛、成本低廉、合成工艺简单，适用于工业生产，为今后提高钙硅质工业废弃物的大规模高效应用及工业级水化硅酸钙晶核用于工程应用提供了新思路，社会效益与经济效益显著；通过这种方法合成的水化硅酸钙纳米晶核，能够在水化阶段早期提供大量成核位点并显著提高水泥基材料的早期水化历程与早期力学性能。

优选地，上述钙硅质工业固废的粒径控制为200目以下。在此粒径范围内，能有效提高钙硅质工业固废的溶出率。

优选地，上述钙硅质工业固废为矿粉、高钙粉煤灰、钢渣、磷渣、高炉镍铁渣、铅锌尾矿渣中的一种或多种，进一步优选为矿粉。

进一步地，上述钙硅质工业固废包括按以下质量百分比的组分：氧化钙10.0～50.0wt％，二氧化硅15.0～50.0wt％，三氧化二铝3.0～25.0wt％，其他组分10.0～35wt％。其中，其他组分为氧化镁、三氧化二铁、五氧化二磷、氧化镍等存在于钙硅质工业固废中的组分。

优选地，上述质子酸为盐酸或硝酸中的一种或两种，进一步优选为硝酸。

优选地，上述质子酸的浓度为2～10mol/L。

优选地，上述得到钙硅质工业固废溶出液的过程中，钙硅质工业固废与质子酸的固液比为1:(1～1000)。

进一步地，上述钙硅质工业固废与质子酸的固液比为1：(10～100)。

优选地，上述将钙硅质工业固废经质子酸处理的过程在搅拌的条件下进行，且搅拌的温度为20～150℃，搅拌的时间为0.5～12h。

本发明中，上述将钙硅质工业固废经质子酸处理的过程结束后，还需将所得混合液通过高速离心机进行固液分离，随后将所得滤液经中速定性滤纸进行过滤，最终得到钙硅质工业固废溶出液。

本发明中，所得钙硅质工业固废溶出液中，钙的浓度为0.7～70mmol/mL，硅的浓度为0.6～60mmol/mL，铝的浓度为0.2～25mmol/mL，且钙与硅的摩尔比为0.7～1.4，铝与钙硅之和的摩尔比为0.02～0.3。

优选地，合成上述聚羧酸减水剂的原料包括甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯，且甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酯的摩尔比为(2～10)：1。

进一步地，上述聚羧酸减水剂的分子量大小为10000～200000，侧链含45～200个环氧乙烷单元，聚合物分散指数控制在1.0～5.0，固体含量为30～50％。

优选地，上述聚羧酸减水剂分散液的质量浓度为2.0～10.0％。

优选地，将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液的过程中，上述聚羧酸减水剂分散液与上述钙硅质工业固废溶出液的体积比为(0.1～5)：1。

优选地，将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液前，还包括：将钙硅质工业固废溶出液和聚羧酸减水剂分散液置于5～60℃的条件下保温0.5～2h，使二者的温度达到搅拌反应温度，便于反应在恒定的温度条件下进行，有利于提高反应体系的稳定性。

此过程中，还需将聚羧酸减水剂分散液以200～2000r/min的转速进行磁力搅拌，使聚羧酸减水剂分散液分散均匀，进一步提高水化铝硅酸钙颗粒的分散效果。

优选地，上述将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液的过程中，钙硅质工业固废溶出液的滴加速率为0.2～5mL/min。

优选地，上述将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液的过程中，需控制体系的pH为10.5～13.5。

优选地，上述得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的过程中，搅拌反应的温度为5～60℃，搅拌反应的时间为0.5～24h；搅拌反应过程中，还需通入氮气，防止样品碳化。进一步地，上述搅拌反应的温度为5～40℃。

本发明以下各实施例中，所用矿粉、磷渣粉、钢渣粉、高钙粉煤灰、高炉镍铁渣均预先磨至颗粒尺寸小于200目；所用的聚羧酸减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的

-Ⅷ(固含量50％)。

实施例1

本实施例提供了一种利用矿粉制备水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的方法，所用矿粉中氧化钙成分占43.4wt％，二氧化硅成分占30.2wt％，三氧化二铝成分占13.5wt％，其它组分占12.9wt％。具体包括以下步骤：

S1:配置1000mL摩尔浓度为5.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g矿粉，在60℃下搅拌6h，经过滤后得到矿粉溶出液。

S2:配置500mL质量分数为5.0％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至11.5，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述矿粉溶出液置于20℃下，待温度稳定后，将矿粉溶出液以0.5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在11.5，矿粉溶出液滴加完成后在20℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例2

本实施例提供了一种利用磷渣粉制备水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的方法，所用磷渣粉中氧化钙成分占31.2wt％，二氧化硅成分占37.7wt％，三氧化二铝成分占5.1wt％，其它组分占26.0wt％。具体包括以下步骤：

S1:配置1000mL摩尔浓度为5.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g磷渣粉，在60℃下搅拌6h，经过滤后得到磷渣粉溶出液；。

S2:配置500mL质量分数为5.0％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至12.0，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述磷渣粉溶出液置于20℃下，待温度稳定后，将磷渣粉溶出液以0.5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在12.0，磷渣粉溶出液滴加完成后在20℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例3

本实施例提供了一种利用钢渣粉制备水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的方法，所用钢渣粉中氧化钙成分占42.1wt％，二氧化硅成分占19.2wt％，三氧化二铝成分占5.5wt％，其它组分占33.2wt.％。具体包括以下步骤：

S1:配置1000mL摩尔浓度为5.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g钢渣粉，在60℃下搅拌6小时后，经过滤后得到钢渣粉溶出液。

S2:配置500mL质量分数为5.0％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至11.0，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液和上述钢渣粉溶出液置于20℃下，待温度稳定后，将钢渣粉溶出液以0.5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在11.0，钢渣粉溶出液滴加完成后在20℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例4

本实施例提供了一种利用高钙粉煤灰制备水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的方法，所用高钙粉煤灰中氧化钙成分占23.4wt％，二氧化硅成分占43.8wt％，三氧化二铝成分占13.2wt％，其它组分占19.6wt％。具体包括以下步骤：

S1:配置1000mL摩尔浓度为5.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g高钙粉煤灰，在60℃下搅拌6h，经过滤后得到高钙粉煤灰溶出液。

S2:配置500mL质量分数为6.0％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至12.5，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述高钙粉煤粉溶出液置于20℃下，待温度稳定后，将高钙粉煤灰溶出液以0.5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在12.5，高钙粉煤粉溶出液滴加完成后在20℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例5

本实施例提供了一种利用高炉镍铁渣制备水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的方法，所用高炉镍铁渣中氧化钙成分占25.2wt％，二氧化硅成分占30.8wt％，三氧化二铝成分占21.5wt％，其它组分占22.5wt％。具体包括以下步骤：

S1:配置1000mL摩尔浓度为5.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g高炉镍铁渣粉，室温60℃搅拌6小时后，经过滤后得到高炉镍铁渣粉溶出液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述高炉镍铁渣粉溶出液置于20℃下，待温度稳定后，将高炉镍铁渣粉溶出液以0.5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在12.5，高炉镍铁渣粉溶出液滴加完成后在20℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例6

S1:配置1000mL摩尔浓度为2.0mol/L的硝酸溶液，并向其中加入10g矿粉，在30℃下搅拌12h，经过滤后得到矿粉溶出液。

S2:配置200mL质量分数为10％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至11.5，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述矿粉溶出液置于5℃下，待温度稳定后，将矿粉溶出液以2mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在11.5，矿粉溶出液滴加完成后在5℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例7

S1:配置100mL摩尔浓度为10mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g矿粉，在150℃下搅拌0.5h，经过滤后得到矿粉溶出液；

S2:配置200mL质量分数为2％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至11.5，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述矿粉溶出液置于60℃下，待温度稳定后，将矿粉溶出液以5mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在11.5，矿粉溶出液滴加完成后在60℃下持续搅拌24小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

实施例8

S1:配置1000mL摩尔浓度为8mol/L的硝酸溶液，并向其中加入100g矿粉，在100℃下搅拌8h，经过滤后得到矿粉溶出液；

S2:配置1000mL质量分数为2.0％的聚羧酸减水剂水溶液，并用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH值至13，搅拌30min后得到聚羧酸减水剂分散液。

S3:将上述聚羧酸减水剂分散液与上述矿粉溶出液置于45℃下，待温度稳定后，将矿粉溶出液以1mL/min的速率缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液中，滴加过程中用30％的氢氧化钠实时将反应溶液pH稳定在13，矿粉溶出液滴加完成后在45℃下持续搅拌12小时，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液，合成过程中使用氮气作为保护气防止样品碳化。

如图2，将磷渣粉作为原料经酸溶出后，与聚羧酸减水剂的碱性溶液反应，可以得到水化硅酸钙。

上述各实施例中，所得溶出液中的主要元素浓度见表1，单位为(mmol/mL)。

表1实施例1～8所得溶出液中的主要元素浓度

由表1可以看出，上述溶出液中钙的浓度为0.7～70mmol/mL，硅的浓度为0.6～60mmol/mL；铝的浓度为0.2～25mmol/mL，且钙与硅的摩尔比为0.7～1.4，铝与钙硅的总摩尔比为0.02～0.3。

针对于大掺量矿物掺合料的混凝土，采用实施例1～8中得到的水化硅酸钙纳米晶核悬浮液按照表1进行混凝土抗压强度实验，其中矿物掺合料用量为总胶凝材料用量的40％。混凝土原材料分别为：华新P·I 52.5水泥，满足国家标准的二级粉煤灰和S95磨细矿渣粉，细度模数为2.8的河沙，5-25mm青石。聚羧酸减水剂(PCE)为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的

-Ⅷ(固含量50％)，用于调整各组混凝土，使其具有相近的初始工作性能。标养养护(温度为20℃，湿度＞95％)条件下混凝土的抗压强度结果见表3。其中，空白组为未添加水化硅酸钙纳米晶核悬浮液且在标准养护(温度为20℃，湿度＞95％)条件下的混凝土试样的抗压强度。

表2混凝土配合比(kg/m³)

水泥	粉煤灰	矿粉	砂	石子	水
						200	70	60	850	1000	165

表3混凝土的抗压强度(MPa)

由表3可以看出，与未添加水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的混凝土相比，本发明实施例1～8中得到的水化硅酸钙纳米晶核悬浮液加入混凝土后能够明显提高混凝土的早期强度，且后期强度未见显著倒缩。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法中所用的钙质、硅质原料均来自工业固废，来源广泛、成本低廉，制备过程简单，无需经过洗涤、干燥、超声分散等后续工艺，适用于工业生产，为今后提高钙硅质工业废弃物的大规模高效应用及工业级水化硅酸钙晶核用于工程应用提供了新思路，社会效益与经济效益显著；同时，通过对钙硅质工业固废组成及反应条件进行优化，调节水化硅酸钙纳米晶核悬浮液在粒径-形貌-结构，可获得性能更优异的晶核悬浮液。

本发明提供的基于工业固废的纳米晶核悬浮液用于大掺量钙硅质工业作为矿物掺合料的水泥基材料中，由于基于工业固废的纳米晶核与矿物掺合料的反应产物C-A-S-H凝胶在组成和结构上的相似性，作为成核位点能够显著加速矿物掺合料中活性成分溶出后的产物沉积速率，起到类似“催化剂”的作用，能大幅提高大掺量矿物掺合料的水泥基材料的早期水化与力学行为，具有很好的工业价值与应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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

1.一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至所述聚羧酸减水剂分散液中，进行搅拌反应，得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液。

2.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述钙硅质工业固废为矿粉、高钙粉煤灰、钢渣、磷渣、高炉镍铁渣、铅锌尾矿渣中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述钙硅质工业固废包括按以下质量百分比的组分：氧化钙10.0～50.0wt％，二氧化硅15.0～50.0wt％，三氧化二铝3.0～25.0wt％，其他组分10.0～35wt％。

4.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述将钙硅质工业固废经质子酸处理的过程在搅拌的条件下进行，且所述搅拌的温度为20～150℃，所述搅拌的时间为0.5～12h。

5.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述钙硅质工业固废溶出液中，钙的浓度为0.7～70mmol/mL，硅的浓度为0.6～60mmol/mL，铝的浓度为0.2～25mmol/mL，且钙与硅的摩尔比为0.7～1.4，铝与钙硅之和的摩尔比为0.02～0.3。

6.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述聚羧酸减水剂分散液的质量浓度为2.0～10.0％。

7.根据权利要求6所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液的过程中，所述聚羧酸减水剂分散液与所述钙硅质工业固废溶出液的体积比为(0.1～5)：1。

8.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述将钙硅质工业固废溶出液缓慢滴加至聚羧酸减水剂分散液的过程中，需控制体系的pH为10.5～13.5。

9.根据权利要求1所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法，其特征在于，所述得到水化硅酸钙纳米晶核悬浮液的过程中，所述搅拌反应的温度为5～60℃，所述搅拌反应的时间为0.5～24h；所述搅拌反应过程中，还需通入氮气。

10.一种基于工业固废的纳米晶核悬浮液，其特征在于，所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液通过如权利要求1～9中任一项所述基于工业固废的纳米晶核悬浮液的制备方法得到。