CN114956615A - 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114956615A
CN114956615A CN202210485289.5A CN202210485289A CN114956615A CN 114956615 A CN114956615 A CN 114956615A CN 202210485289 A CN202210485289 A CN 202210485289A CN 114956615 A CN114956615 A CN 114956615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
activity
gel
slag
based high
phosphorus slag
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
CN202210485289.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114956615B (zh
Inventor
谭洪波
李懋高
张俊杰
邓秀峰
郑正旗
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 CN202210485289.5A priority Critical patent/CN114956615B/zh
Publication of CN114956615A publication Critical patent/CN114956615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114956615B publication Critical patent/CN114956615B/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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243—Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明提供一种磷渣基高活性C‑S‑H凝胶及其制备方法和应用。按质量百分数计，本发明通过将25‑40％磷渣、8‑12％废弃玻璃粉、5‑10％氢氧化钠、0.1‑0.5％分散剂、剩余为水放入配备升温装置的湿磨机中，使得研磨过程温度为40‑60℃，研磨60‑80分钟，过滤，得到磷渣基高活性C‑S‑H凝胶浆料。本发明的高活性CSH凝胶外掺用量在2‑8％可以显著降低水泥的凝结时间，增强水泥基材料的早期力学性能，不影响后期强度的发展。

Description

一种磷渣基高活性C-S-H凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种磷渣基高活性C-S-H凝 胶及其制备方法和应用。
背景技术
纳米CSH凝胶晶种优良的免蒸养早强特性，成为引领混凝土制品行业新发 展的变革性技术。但因原材料来源、工艺技术等问题，水热合成的C-S-H凝胶 纳米晶种市场价格高昂(折算粉体价格约2-3万元/吨)，制约了推广与应用。 以固废为原材料，制备高活性CSH，契合固废附加值利用与构件免蒸早强的双 重迫切需求，同时降低碳排放。
磷渣是一种水淬渣，其化学成份为：CaO 47-52％、SiO2 40-43％、P2O5 0.8-2.5％、Al2O3 2-5％、Fe2O3 0.8-3.0％、F 2.5-3％，潜在矿物相为假硅灰石、枪 晶石及少量的磷灰石。其结构90％左右为玻璃体。电炉法制取黄磷时，每生产1 吨黄磷，副产磷渣8-10吨。根据有关统计资料分析，在20世纪90年代中期， 世界电炉法黄磷生产能力总量大约107.8-130.0万吨/年，据此计算，副产磷渣达 1078—1300万吨//年，大量的磷渣必将对环境造成严重污染。因此，根据磷渣的 理化特性，研究其资源化利用问题，意义重大。
废玻璃是一种生活垃圾，它既给人们的生产和生活带来了不便，又对环境 造成了污染，占用了宝贵的土地资源，增加了环境负荷。大量废弃玻璃如何处 理实现它的价值，得到广泛关注。目前将玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥在 混凝土中使用，不仅解决了城市废弃玻璃堆积处理问题，还能减少水泥的使用 量，避免更多的自然资源开采，并减少水泥生产过程中的有害气体排放，对环 境的改善有极大的促进作用。本发明利用废弃玻璃粉、磷渣为原材料制备高活 性CSH凝胶，为废弃玻璃粉和磷渣资源化利用进一步提供了理论和技术依据。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法，以 解决磷渣、废弃玻璃粉的资源化利用，以及市场售价高昂CSH粉体外加剂的问 题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备所 述高活性CSH凝胶的原材料包括25-40％磷渣、8-12％废弃玻璃粉、5-10％氢氧 化钠、分散剂0.1-0.5％，剩余为水；
2)将所述磷渣、所述废弃玻璃粉、所述水、所述分散剂和所述氢氧化钠混 合均匀放入湿磨机中，湿磨机带有加热装置；
3)开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在40-60℃，研磨 60-80分钟，过滤研磨体，得到磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料。
可选地，步骤1)中所述磷渣和所述废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，所述 废弃玻璃粉中Na2O含量大于15％。
可选地，步骤1)中所述分散剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、十二烷基硫酸钠 中的一种或多种。
可选地，步骤3)中所述含高活性CSH凝胶的磷渣基浆料的中值粒径350-550 nm。
本发明的第二目的在于提供一种磷渣基高活性CSH凝胶，该磷渣基高活性 CSH凝胶由上述磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法制得。
本发明的第三目的在于提供一种上述高活性CSH凝胶在水泥基材料中的应 用，在该应用中，所述高活性CSH凝胶的掺量为所述水泥基材料中胶凝材料用 量的2-8％。
相对于现有技术，本发明所述的磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法具有 以下优势：
1、本发明利用磷渣制备高活性CSH凝胶，无需经过烘干粉末处理，可以 直接用于水泥混凝土中。
2、本发明的高活性CSH凝胶，原材料主要是工业固废磷渣和废弃玻璃粉， 可大大提高工业固废磷渣和废弃玻璃粉的资源化利用，符合国家建材行业发展 政策。
3、本发明的高活性CSH凝胶显著降低水泥的凝结时间，增强水泥基材料 的早期力学性能，不影响后期强度的发展。
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。
实施例1
一种磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备高 活性CSH凝胶的原材料由25份磷渣、10份废弃玻璃粉、8份氢氧化钠、分散 剂0.1份、56.9份水组成，其中，磷渣和废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，废弃 玻璃粉中Na2O含量大于15％；
2)将磷渣、废弃玻璃粉、水、分散剂和氢氧化钠混合均匀放入湿磨机中， 湿磨机带有加热装置；
3)设置好参数，开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在40℃， 研磨时间为60分钟，过滤研磨体，得到中值粒径为550nm的磷渣基高活性C-S-H 凝胶浆料。
按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671-1999)，对照组： 称取450g水泥，ISO标准砂1350g，水胶比0.5成型水泥砂浆；实验组：称取 450g水泥，ISO标准砂1350g，外掺2％磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料，水胶 比与对照组保持一致。测定1d、3d、28d龄期的抗压强度。凝结时间按照 GB/T1346-2011测定。具体结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003628961200000041
由表1结果可以看出，利用磷渣制备的高活性CSH凝胶可以缩短凝结时间， 提高早期强度。
实施例2
一种磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备高 活性CSH凝胶的原材料由35份磷渣、8份废弃玻璃粉、10份氢氧化钠、分散 剂0.3份、46.7份水组成，其中，磷渣和废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，废弃 玻璃粉中Na2O含量大于15％；
2)将磷渣、废弃玻璃粉、水、分散剂和氢氧化钠混合均匀放入湿磨机中， 湿磨机带有加热装置；
3)设置好参数，开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在50℃， 研磨时间为70分钟，过滤研磨体，得到中值粒径为450nm的磷渣基高活性C-S-H 凝胶浆料。
按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671-1999)，对照组： 称取450g水泥，ISO标准砂1350g，水胶比0.5成型水泥砂浆；实验组：称取 450g水泥，ISO标准砂1350g，外掺4％磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料，水胶 比与对照组保持一致。测定1d、3d、28d龄期的抗压强度。凝结时间按照 GB/T1346-2011测定。具体结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003628961200000051
由表2结果可以看出，利用磷渣制备的高活性CSH凝胶可以缩短凝结时间， 提高早期强度。
实施例3
一种磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备高 活性CSH凝胶的原材料由45份磷渣、12份废弃玻璃粉、10份氢氧化钠、分 散剂0.5份、36.5份水组成，其中，磷渣和废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，废 弃玻璃粉中Na2O含量大于15％；
2)将磷渣、废弃玻璃粉、水、分散剂和氢氧化钠混合均匀放入湿磨机中， 湿磨机带有加热装置；
3)设置好参数，开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在60℃， 研磨时间为80分钟，过滤研磨体，得到中值粒径为300nm的磷渣基高活性C-S-H 凝胶浆料。
按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671-1999)，对照组： 称取450g水泥，ISO标准砂1350g，水胶比0.5成型水泥砂浆；实验组：称取 450g水泥，ISO标准砂1350g，外掺8％磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料，水胶 比与对照组保持一致。测定1d、3d、28d龄期的抗压强度。凝结时间按照 GB/T1346-2011测定。具体结果如表3所示。
表3
Figure BDA0003628961200000061
由表3结果可以看出，利用磷渣制备的高活性CSH凝胶可以缩短凝结时间， 提高早期强度。
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 (6)

1.一种磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备所述高活性CSH凝胶的原材料包括25-40％磷渣、8-12％废弃玻璃粉、5-10％氢氧化钠、分散剂0.1-0.5％，剩余为水；
2)将所述磷渣、所述废弃玻璃粉、所述水、所述分散剂和所述氢氧化钠混合均匀放入湿磨机中，湿磨机带有加热装置；
3)开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在40-60℃，研磨60-80分钟，过滤研磨体，得到磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料。
2.根据权利要求1所述的磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述磷渣和所述废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，所述废弃玻璃粉中Na2O含量大于15％。
3.根据权利要求1所述的磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述分散剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的磷渣基高活性CSH凝胶的制备制备方法，其特征在于，步骤3)中所述含高活性CSH凝胶的磷渣基浆料的中值粒径350-550nm。
5.一种磷渣基高活性CSH凝胶，其特征在于，所述磷渣基高活性CSH凝胶由权利要求1至4任一项所述的磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法制得。
6.权利要求5所述的高活性CSH凝胶在水泥基材料中的应用，其特征在于，所述高活性CSH凝胶的掺量为所述水泥基材料中胶凝材料用量的2-8％。
CN202210485289.5A 2022-05-06 2022-05-06 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用 Active CN114956615B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210485289.5A CN114956615B (zh) 2022-05-06 2022-05-06 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210485289.5A CN114956615B (zh) 2022-05-06 2022-05-06 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114956615A true CN114956615A (zh) 2022-08-30
CN114956615B CN114956615B (zh) 2023-02-03

Family

ID=82981419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210485289.5A Active CN114956615B (zh) 2022-05-06 2022-05-06 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114956615B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07206486A (ja) * 1994-01-05 1995-08-08 Hisamitsu Tsuyuki 脱リンスラグと高炉水砕スラグをベースとする コンクリート混和材の製造方法
CN106587695A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 湖北工业大学 由废磷渣湿磨法制备水泥掺合料的方法
CN107746198A (zh) * 2017-11-10 2018-03-02 中建西部建设贵州有限公司 一种废弃玻璃粉复合掺合料及其制备方法
CN110156367A (zh) * 2019-04-17 2019-08-23 湖北工业大学 由工业固废湿磨制备纳米c-s-h凝胶早强剂的方法
CN114057420A (zh) * 2021-11-18 2022-02-18 中国水利水电第七工程局有限公司 一种水泥基材料用无缓凝磷渣粉及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07206486A (ja) * 1994-01-05 1995-08-08 Hisamitsu Tsuyuki 脱リンスラグと高炉水砕スラグをベースとする コンクリート混和材の製造方法
CN106587695A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 湖北工业大学 由废磷渣湿磨法制备水泥掺合料的方法
CN107746198A (zh) * 2017-11-10 2018-03-02 中建西部建设贵州有限公司 一种废弃玻璃粉复合掺合料及其制备方法
CN110156367A (zh) * 2019-04-17 2019-08-23 湖北工业大学 由工业固废湿磨制备纳米c-s-h凝胶早强剂的方法
CN114057420A (zh) * 2021-11-18 2022-02-18 中国水利水电第七工程局有限公司 一种水泥基材料用无缓凝磷渣粉及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114956615B (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110041028A (zh) 一种利用建筑垃圾的再生混凝土及其制备方法
CN107459311B (zh) 一种利废抗折增韧的湿磨浆状掺合料的制备方法
CN101544480B (zh) 球磨钢渣尾泥活性粉掺合料及其在制备混凝土中的应用
CN103342491A (zh) 铁尾矿基复合矿物掺合料及其制备工艺
CN112707662B (zh) 一种利用拜耳法赤泥制备再生骨料的方法
CN102850011A (zh) 一种利用铁尾矿制备活性粉末混凝土的工艺方法
CN108892401B (zh) 一种磷石膏煅烧贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法及水泥熟料
CN110799472B (zh) 混凝土组合物及其制造方法
CN112125543B (zh) 一种以大宗固废为原料的复合凝胶材料及其制备方法
CN107555896A (zh) 一种用水玻璃激发钢渣和粉煤灰制备的掺合料及利用掺合料制备的高强混凝土
CN114315184A (zh) 一种固废基复合锂渣超微细掺合料及其制备方法与应用
CN113896445A (zh) 一种复合钢渣活性激发剂及其制备方法和钢渣水泥
CN114956615B (zh) 一种磷渣基高活性c-s-h凝胶及其制备方法和应用
CN110255943B (zh) 一种湿磨钡渣掺合料及其制备方法和应用
CN101654317B (zh) 用于建材中的铁泥与污泥的处理方法
CN110981233A (zh) 一种镍铁渣砌筑水泥及其制备方法
CN114292081B (zh) 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法
CN114477810B (zh) 一种基于废弃混凝土的低碳低热高贝利特水泥熟料及其制备方法
CN113896494B (zh) 一种镍铁渣建筑材料及其制备方法
CN107721213B (zh) 一种利用粉煤灰加工高性能水泥的方法
CN106431065B (zh) 一种粉煤灰改性剂及其改性低品质粉煤灰活性掺和料
CN105565739A (zh) 一种改良粉煤灰水泥砂浆及其制备方法
CN113248201A (zh) 一种早强微膨胀超高性能混凝土及其制备方法和应用
CN115448629B (zh) 一种钨尾矿渣超细复合矿物掺合料及其制备方法
CN114920518B (zh) 一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖及其制备方法

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