CN115626800A - 一种硼泥无害化建材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硼泥无害化建材及其制备方法和应用，以重量份数计，建材包括以下原料：硅酸盐水泥20～40份，硼泥50～70份，三乙醇胺0.01～0.1份，脂肪酸0.01～0.1份，硅酸0.01～0.1份，水玻璃1～3份和水5～10份；所述硼泥为硼砂硼泥和/或硼酸硼泥。本发明利用硅酸盐水泥的强碱性，脂肪酸和硅酸在碱性环境下与三乙醇胺发生接枝聚合，形成大分子量的有机产物，并在碱性进一步激发下，与硼泥中的硼化物形成稳定的硼树脂相，从而固化硼，达到无害化处理的效果；还能促进水泥的水化速度，缓解了因加入硼盐而导致的性能下降，以达到资源化利用的目的。
Description
技术领域
本发明属于建材技术领域，尤其涉及一种硼泥无害化建材及其制备方法和应用。
背景技术
堆放的硼泥经过雨水冲刷后会将大量含硼碱性污水流入河流、耕地，造成“硼害”并导致农作物减产。但是，目前针对硼泥的再利用主要都是作为填料使用，无法满足硼泥的废物利用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硼泥无害化建材及其制备方法和应用，该建材充分利用硼泥，且具有较短的凝结时间。
本发明提供了一种硼泥无害化建材，以重量份数计，包括以下原料：
硅酸盐水泥20～40份，硼泥50～70份，三乙醇胺0.01～0.1份，脂肪酸 0.01～0.1份，硅酸0.01～0.1份，水玻璃1～3份和水5～10份；
所述硼泥为硼砂硼泥和/或硼酸硼泥。
在本发明中，所述硅酸盐水泥选自PO42.5水泥或PO52.5水泥；
所述硅酸盐水泥的比表面积大于300m2/kg，初凝时间不小于45min，终凝时间不小于600min。
在本发明中，硼泥是以硼镁石或硼镁铁矿石为原料采用火法制取硼砂或硼酸的残余物；所述硼泥中主要含硼化物为硼酸镁、镁橄榄石、碳酸镁或硫酸镁等，其中B2O3质量含量为1～4％，MgO质量含量在10～40％，SiO2质量含量为10～40％。所述硼泥选自硼砂硼泥和/或硼酸硼泥。若为硼酸硼泥，其主要组成为硫酸镁、石膏、硼酸镁和石英，其中除硼酸镁外，硫酸镁对水泥强度有负面作用，通过加入碳酸钠使硫酸镁形成沉淀，同时提高硼酸镁溶解度，使其易于参与固化反应。若为硼砂硼泥，其主要组成为镁橄榄石、硼酸镁和石英，除硼酸镁外其余组分对水泥性能无负面作用，故不需要进行碱化处理。
在本发明中，所述水玻璃为钠水玻璃和/或钾水玻璃；所述水玻璃和三乙醇胺能促进硅酸盐水泥中硅酸三钙的水化速度，缩短凝结时间。
在本发明中，所述脂肪酸和硅酸能促进硅酸盐水泥中硅酸二钙的水化速度，提高制品的早期强度。所述脂肪酸选自饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸中的一种或多种。
在本发明中，具体包括以下原料：
硅酸盐水泥30份，硼砂硼泥60份，油酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份；
或硅酸盐水泥30份，碱化后硼泥60份，油酸0.03份，水玻璃3份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份；
或硅酸盐水泥40份，硼砂硼泥50份，油酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.03份，硅酸0.03份和水9份。
本发明提供了一种上述技术方案所述硼泥无害化建材的制备方法，包括以下步骤：
将硼砂硼泥与硅酸盐水泥、三乙醇胺、脂肪酸、硅酸、水玻璃和水混合均匀，得到硼泥无害化建材；
或将硼酸硼泥碱化处理后与硅酸盐水泥、三乙醇胺、脂肪酸、硅酸、水玻璃和水混合均匀，得到硼泥无害化建材。
在本发明中，所述硼泥碱化处理的步骤为：
将硼酸硼泥和碳酸钠混合进行碱化处理。所述硼酸硼泥和碳酸钠的质量比为(0.05～0.1):1。
本发明提供了一种硼泥无害化建材，以重量份数计，包括以下原料：硅酸盐水泥20～40份，硼泥50～70份，三乙醇胺0.01～0.1份，脂肪酸0.01～0.1 份，硅酸0.01～0.1份，水玻璃1～3份和水5～10份；所述硼泥为硼砂硼泥和/ 或硼酸硼泥。本发明利用硅酸盐水泥的强碱性，脂肪酸和硅酸在碱性环境下与三乙醇胺发生接枝聚合，形成大分子量的有机产物，并在碱性进一步激发下，与硼泥中的硼化物形成稳定的硼树脂相，从而固化硼，达到无害化处理的效果；还能促进水泥的水化速度，缓解了因加入硼盐而导致的性能下降，以达到资源化利用的目的。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种硼泥无害化建材及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将30份硅酸盐水泥PO42.5，硼砂硼泥60份，油酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份在强制搅拌机中混合均匀，得到硼泥无害化建材。
将沙石骨料与硼泥无害化建材以质量比为8:2混合，在强制搅拌机中搅拌均匀，浇筑成形，养护1天即可，得到硼泥-硅酸盐水泥共混混凝土。
本发明采用维卡仪测试硅酸盐水泥的凝结时间。
本发明采用100t万能压力试验机测试硅酸盐水泥的强度。
根据上述测试方法，实施例1制备的硅酸盐水泥的凝结时间为90min；1 天抗压强度为35MPa，28天抗压强度为39MPa。
实施例2
将硼酸硼泥和碳酸钠以质量比20:1混合进行碱化处理，得到碱化后硼泥；
将30份硅酸盐水泥PO52.5，碱化后硼泥60份，油酸0.03份，水玻璃3 份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份在强制搅拌机中混合均匀，得到硼泥无害化建材。
将沙石骨料与硼泥无害化建材以质量比为8:2混合，在强制搅拌机中搅拌均匀，浇筑成形，养护1天即可，得到硼泥-硅酸盐水泥共混混凝土。
根据上述测试方法，实施例2制备的硅酸盐水泥的凝结时间为30min；1 天抗压强度为33MPa，28天抗压强度为36MPa。
实施例3
将40份硅酸盐水泥PO42.5，硼砂硼泥50份，油酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.03份，硅酸0.03份和水9份在强制搅拌机中混合均匀，得到硼泥无害化建材。
将沙石骨料与硼泥无害化建材以质量比为8:2混合，在强制搅拌机中搅拌均匀，浇筑成形，养护1天即可，得到硼泥-硅酸盐水泥共混混凝土。
根据上述测试方法，实施例3制备的硅酸盐水泥的凝结时间为65min；1 天抗压强度为42MPa，28天抗压强度为47MPa。
对比例1
将40份硅酸盐水泥PO42.5、硼砂硼泥50份和水10份，在强制搅拌机中混合均匀，得到硼泥建材；
将沙石骨料与硼泥建材以质量比为8:2混合，在强制搅拌机中搅拌均匀，浇筑成形，养护1天即可，得到硼泥-硅酸盐水泥共混混凝土。
根据上述测试方法，对比例1制备的硅酸盐水泥的凝结时间为2375min； 1天抗压强度为0MPa，28天抗压强度为3.5MPa。
由以上实施例可知，本发明提供了一种硼泥无害化建材，以重量份数计，包括以下原料：硅酸盐水泥20～40份，硼泥50～70份，三乙醇胺0.01～0.1份，脂肪酸0.01～0.1份，硅酸0.01～0.1份，水玻璃1～3份和水5～10份；所述硼泥为硼砂硼泥和/或硼酸硼泥。本发明利用硅酸盐水泥的强碱性，脂肪酸和硅酸在碱性环境下与三乙醇胺发生接枝聚合，形成大分子量的有机产物，并在碱性进一步激发下，与硼泥中的硼化物形成稳定的硼树脂相，从而固化硼，达到无害化处理的效果；还能促进水泥的水化速度，提高水泥的早期强度；缓解了因加入硼盐而导致的缓凝或不凝现象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硼泥无害化建材，以重量份数计，包括以下原料：
硅酸盐水泥20～40份，硼泥50～70份，三乙醇胺0.01～0.1份，脂肪酸0.01～0.1份，硅酸0.01～0.1份，水玻璃1～3份和水5～10份；
所述硼泥为硼砂硼泥和/或硼酸硼泥。
2.根据权利要求1所述的硼泥无害化建材，其特征在于，所述硅酸盐水泥选自PO42.5水泥或PO52.5水泥；
所述硅酸盐水泥的比表面积大于300m2/kg，初凝时间不小于45mimn，终凝时间不小于600min。
3.根据权利要求1所述的硼泥无害化建材，其特征在于，所述水玻璃为钠水玻璃和/或钾水玻璃。
4.根据权利要求1所述的硼泥无害化建材，其特征在于，所述脂肪酸选自饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的硼泥无害化建材，其特征在于，具体包括以下原料：
硅酸盐水泥30份，硼泥60份，脂肪酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份；
或硅酸盐水泥30份，硼泥60份，脂肪酸0.03份，水玻璃3份，三乙醇胺0.1份，硅酸0.03份和水9份；
或硅酸盐水泥40份，硼泥50份，脂肪酸0.03份，水玻璃1份，三乙醇胺0.03份，硅酸0.03份和水9份。
6.一种权利要求1～5任一项所述硼泥无害化建材的制备方法，包括以下步骤：
将硼砂硼泥与硅酸盐水泥、三乙醇胺、脂肪酸、硅酸、水玻璃和水混合均匀，得到硼泥无害化建材；
或将硼酸硼泥碱化处理后与硅酸盐水泥、三乙醇胺、脂肪酸、硅酸、水玻璃和水混合均匀，得到硼泥无害化建材。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硼酸硼泥碱化处理的步骤为：
将硼酸硼泥和碳酸钠混合进行碱化处理。
8.一种硼泥-硅酸盐水泥共混混凝土，包括质量比为(7.8～8.2):(1.8～2.2)的沙石骨料和硼泥无害化建材；
所述硼泥无害化建材为权利要求1～5任一项所述硼泥无害化建材。
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|---|---|---|---|---|
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|---|
| 李青: "无机聚合保温砂浆憎水性能研究", 《新型建筑材料》 * |
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