CN115650694B - 一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域，其公开了一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆，所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：矿山尾砂40‑60％、高炉矿渣粉20‑30%、半干法脱硫渣20‑30%、激活催化剂2‑4％、减水剂：2‑3‰、稳定剂：0.5‑1‰、消泡剂0.5‑1‰、剩余的为改性添加剂。本发明的材料反应后的成分与水泥的水化产物非常相近，因此也具有很好的耐久性和耐水性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆。
背景技术
自流平砂浆是以无机胶凝材料、骨料、填料，并加入可再分散乳胶粉和少量化学添加剂，通过一定的生产工艺均匀混合成的粉状产品。自流平砂浆因其施工方便，施工质量好，强度高、耐磨性急抗渗性好，能够自动找平等优点，得到越来越多的推广应用。然而，由于自流平砂浆由多种材料组成，只有综合原料的质量、规格、成分、材料复配等的优化，才能获得合格的自流平砂浆。目前市售自流平砂浆存在着流平性、强度、耐磨性、缓凝时间不足等问题，影响自流平砂浆的施工质量，同时目前的自流平砂浆生产成本较高，如何进一步利用废弃物来实现综合利用在建筑材料方面，也是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆，所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：
矿山尾砂40-60％
高炉矿渣粉20-30%
半干法脱硫渣20-30%
激活催化剂2-4％
减水剂：2-3‰
稳定剂：0.5-1‰
消泡剂0.5-1‰
剩余的为改性添加剂。
所述激活催化剂是由下述重量百分比的各原料组成的：
碱性脱硫灰10-20％
氯化钠2.5-10％
改性表面活性剂0.2-0.5％
剩余的为白炭黑。
所述改性表面活性剂的制备方法为：
将10-16重量份的废盐酸和30-40重量份的废盐渣混合，搅拌均匀，加入1-2重量份的三乙醇胺油酸皂，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，冷却至常温，即得。
所述激活催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将改性表面活性剂加入到白炭黑中，搅拌成粉体状，加入碱性脱硫灰进行中和搅拌，之后加入氯化钠，搅拌均匀，即得。
所述改性添加剂是由重量比为1:1-2的A和B组分组成的。
所述A组分的制备方法为：
取5-7重量份的硬脂酸、15-20重量份的磷酸二氢铝混合，在310-360℃下预热1-2小时，冷却至常温，加入到混合料重量40-50倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入2-3重量份的硅烷偶联剂KH560，超声30-40分钟，得A组分；
所述B组分的制备方法为：
（1）取1-2重量份的过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（2）取20-30重量份的甲基丙烯酸正丁酯、2-4重量份的六甲基磷酰三胺混合，加入到混合料重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75-80℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后继续保温搅拌2-3小时，出料冷却，即得。
所述稳定剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱中的一种。
所述砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）取矿山尾砂、高炉矿渣粉混合，搅拌均匀，加入改性添加剂，送入到干燥炉中，在160-170℃下搅拌混合1-2小时，得预混料；
（2）将上述预混料、半干法脱硫渣分別打入各自的储罐中；
（3）将激活催化剂计量后放在混料机投料口待用；
（4）按重量百分比将上述准备的预混料、半干法脱硫渣混合后放入混料机中；
（5）把计量好的激活催化剂从投料口人工加入到混合机中，搅拌均匀，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。
本发明的优点：
本发明是针对半干法脱硫渣成份复杂特殊，含有较多的亚硫酸钙，很难直接综合利用，借鉴电厂脱硫曝气工艺，实施强制氧化生成二水硫酸钙（二水脱硫石膏）。本发明的强制氧化是通过向亚硫酸钙石膏中加入适量的激活催化剂共同作用使亚硫酸钙氧化为二水硫酸钙。二水硫酸钙本身无水硬性，不会凝固，但在高炉矿渣和激发剂的作用下，就会产生很好的胶凝性和硬化性。其技术原理是在二水脱硫石膏中加入高炉矿渣粉再加入KC1和NaC1是促进这个体系水化硬化的良好激活剂。遇水能够生成具有胶凝活性的钙矾石和 C-S-H 凝胶，从而使矿粉和二水石膏混合物具有粘结作用，并硬化和产生很高的强度。由于其反应后的成分与水泥的水化产物非常相近，因此也具有很好的耐久性和耐水性。该胶凝体系中再加入功能性原料和固废尾砂就成为性能优越的干粉自流坪砂浆。本发明还加入了有机的复合的改性添加剂，其中利用了磷酸二氢铝有很好的高温粘结性，通过预热使得矿山尾砂、高炉矿渣粉进一步混合，从而提高成品砂浆的抗渗性、抗裂性，提高砂浆强度。
具体实施方式
实施例1
所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：
矿山尾砂40％
高炉矿渣粉30%
半干法脱硫渣20%
激活催化剂2％
减水剂：2‰
稳定剂：0.5‰
消泡剂0.5‰
剩余的为改性添加剂。
所述激活催化剂是由下述重量百分比的各原料组成的：
碱性脱硫灰10％
氯化钠10％
改性表面活性剂0.5％
剩余的为白炭黑。
所述改性表面活性剂的制备方法为：
将10重量份的废盐酸和30重量份的废盐渣混合，搅拌均匀，加入1重量份的三乙醇胺油酸皂，在65℃下保温搅拌1小时，冷却至常温，即得。
所述激活催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将改性表面活性剂加入到白炭黑中，搅拌成粉体状，加入碱性脱硫灰进行中和搅拌，之后加入氯化钠，搅拌均匀，即得。
所述改性添加剂是由重量比为1:1的A和B组分组成的。
所述A组分的制备方法为：
取5重量份的硬脂酸、15重量份的磷酸二氢铝混合，在310℃下预热1小时，冷却至常温，加入到混合料重量40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入2重量份的硅烷偶联剂KH560，超声30分钟，得A组分；
所述B组分的制备方法为：
（1）取1重量份的过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（2）取20重量份的甲基丙烯酸正丁酯、2重量份的六甲基磷酰三胺混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后继续保温搅拌2小时，出料冷却，即得。
所述稳定剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。
所述砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）取矿山尾砂、高炉矿渣粉混合，搅拌均匀，加入改性添加剂，送入到干燥炉中，在160℃下搅拌混合1小时，得预混料；
（2）将上述预混料、半干法脱硫渣分別打入各自的储罐中；
（3）将激活催化剂计量后放在混料机投料口待用；
（4）按重量百分比将上述准备的预混料、半干法脱硫渣混合后放入混料机中；
（5）把计量好的激活催化剂从投料口人工加入到混合机中，搅拌均匀，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。
实施例 2
所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：
矿山尾砂50％
高炉矿渣粉20%
半干法脱硫渣20%
激活催化剂4％
减水剂：3‰
稳定剂：1‰
消泡剂1‰
剩余的为改性添加剂。
所述激活催化剂是由下述重量百分比的各原料组成的：
碱性脱硫灰20％
氯化钠10％
改性表面活性剂0.2％
剩余的为白炭黑。
所述改性表面活性剂的制备方法为：
将16重量份的废盐酸和40重量份的废盐渣混合，搅拌均匀，加入2重量份的三乙醇胺油酸皂，在70℃下保温搅拌2小时，冷却至常温，即得。
所述激活催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将改性表面活性剂加入到白炭黑中，搅拌成粉体状，加入碱性脱硫灰进行中和搅拌，之后加入氯化钠，搅拌均匀，即得。
所述改性添加剂是由重量比为1:2的A和B组分组成的。
所述A组分的制备方法为：
取7重量份的硬脂酸、20重量份的磷酸二氢铝混合，在360℃下预热2小时，冷却至常温，加入到混合料重量50倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入3重量份的硅烷偶联剂KH560，超声40分钟，得A组分；
所述B组分的制备方法为：
（1）取2重量份的过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（2）取30重量份的甲基丙烯酸正丁酯、4重量份的六甲基磷酰三胺混合，加入到混合料重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后继续保温搅拌3小时，出料冷却，即得。
所述稳定剂为十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱。
所述砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）取矿山尾砂、高炉矿渣粉混合，搅拌均匀，加入改性添加剂，送入到干燥炉中，在170℃下搅拌混合2小时，得预混料；
（2）将上述预混料、半干法脱硫渣分別打入各自的储罐中；
（3）将激活催化剂计量后放在混料机投料口待用；
（4）按重量百分比将上述准备的预混料、半干法脱硫渣混合后放入混料机中；
（5）把计量好的激活催化剂从投料口人工加入到混合机中，搅拌均匀，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。
对比实施例 3
所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：
矿山尾砂40％
高炉矿渣粉30%
激活催化剂2％
减水剂：2‰
稳定剂：0.5‰
消泡剂0.5‰
剩余的为半干法脱硫渣。
所述激活催化剂是由下述重量份的原料组成的：
碱性脱硫灰10％
氯化钠2.5％
改性表面活性剂0.5％
剩余的为白炭黑。
所述改性表面活性剂的制备方法为：
将10重量份的废盐酸和30重量份的废盐渣混合，搅拌均匀，加入1重量份的三乙醇胺油酸皂，在65-70℃下保温搅拌1小时，冷却至常温，即得。
所述激活催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将改性表面活性剂加入到白炭黑中，搅拌成粉体状，加入碱性脱硫灰进行中和搅拌，之后加入氯化钠，搅拌均匀，即得。
所述砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）将矿山尾砂、高炉矿渣粉、半干法脱硫渣分別打入各自的储罐中；
（2）将激活催化剂计量后放在混料机投料口待用；
（3）按重量百分比将上述准备的矿山尾砂、高炉矿渣粉、半干法脱硫渣混合后放入混料机中；
（4）把计量好的激活催化剂从投料口人工加入到混合机中，搅拌均匀，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。
本发明的对比实施例3中，与实施例1-2相比，去除了改性添加剂，而通过下表可以看出，没有添加改性添加剂的实施例3，其砂浆的绝干抗压强度相对于实施例1-2是有所下降的，且尺寸变化率也有所提高。
表 1：本发明实施例 1～3性能比较（根据《JC/T1023-2021石膏基自流平砂浆》行业标准）
Claims (2)
1.一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆，其特征在于，所述砂浆是由下述重量百分比的各原料组成的：
矿山尾砂40-60％
高炉矿渣粉20-30%
半干法脱硫渣20-30%
激活催化剂2-4％
减水剂：2-3‰
稳定剂：0.5-1‰
消泡剂0.5-1‰
剩余的为改性添加剂，上述各原料重量百分比总和为100%；
所述激活催化剂是由下述重量百分比的各原料组成的：
碱性脱硫灰10-20％
氯化钠2.5-10％
改性表面活性剂0.2-0.5％
剩余的为白炭黑；
所述改性表面活性剂的制备方法为：
将10-16重量份的废盐酸和30-40重量份的废盐渣混合，搅拌均匀，加入1-2重量份的三乙醇胺油酸皂，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，冷却至常温，即得；
所述激活催化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性表面活性剂加入到白炭黑中，搅拌成粉体状，加入碱性脱硫灰进行中和搅拌，之后加入氯化钠，搅拌均匀，即得；
所述改性添加剂是由重量比为1:1-2的A和B组分组成的；
所述A组分的制备方法为：
取5-7重量份的硬脂酸、15-20重量份的磷酸二氢铝混合，在310-360℃下预热1-2小时，冷却至常温，加入到混合料重量40-50倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入2-3重量份的硅烷偶联剂KH560，超声30-40分钟，得A组分；
所述B组分的制备方法为：
（1）取1-2重量份的过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（2）取20-30重量份的甲基丙烯酸正丁酯、2-4重量份的六甲基磷酰三胺混合，加入到混合料重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75-80℃，滴加上述过硫酸铵水溶液，滴加完毕后继续保温搅拌2-3小时，出料冷却，即得；
所述砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）取矿山尾砂、高炉矿渣粉混合，搅拌均匀，加入改性添加剂，送入到干燥炉中，在160-170℃下搅拌混合1-2小时，得预混料；
（2）将上述预混料、半干法脱硫渣分別打入各自的储罐中；
（3）将激活催化剂计量后放在混料机投料口待用；
（4）按重量百分比将上述准备的预混料、半干法脱硫渣混合后放入混料机中；
（5）把计量好的激活催化剂从投料口人工加入到混合机中，搅拌均匀，加入剩余各原料，搅拌均匀，即得。
2.根据权利要求1所述的一种全部用固废生产的干粉自流坪砂浆，其特征在于，所述稳定剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱中的一种。
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