一种混凝土超细粉掺合料早强型添加剂及其制备方法与流程

本发明涉及二氧化硅生产压滤淤泥处理和混凝土掺合料添加剂制备领域，具体而言，涉及一种混凝土超细粉掺合料早强型添加剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着环保理念越来越受到重视，我国环保政策的日益趋于严格，对工业生产废水以及固废的处理日益重视。在二氧化硅生产领域，耗水量大，为解决二氧化硅生产废水、降低生产成本、循环利用水资源，对废水进行了大量的净化工艺，在净化过程中，废水中大量的固含物被过滤，经处理后，形成压滤淤泥。压滤淤泥含硅、含盐量高，产量大，其无害化处理以及规模化的综合利用一直是国内外生产企业面临的技术难题。目前针对压滤淤泥中的含盐量高等问题，主要通过洗涤等手段，但是洗涤用水量大，主要采用蒸发结晶等工艺，间接造成纳米二氧化硅的生产成本高、费效比低，而且投资成本高，导致主产品二氧化硅的竞争力降低。因此，如何低成本实现二氧化硅压滤淤泥的资源化和规模化利用是研究应用的难点。目前，尚无这方面的研究。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中存在的问题，为降低二氧化硅生产过程中产生的压滤淤泥的处理成本，实现压滤淤泥的资源化利用和规模化应用，本发明基于二氧化硅生产压滤淤泥的成分和特点，提出了一种混凝土超细粉掺合料早强型添加剂及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

3、一种改性二氧化硅压滤淤泥，由二氧化硅压滤淤泥、稀盐酸、纳米ɑ-fe2o3前驱体搅拌混合均匀后，在高温下焙烧后冷却粉磨获得；

4、各原料组分质量份数如下：

5、二氧化硅压滤淤泥      100份，

6、稀盐酸                5～10份，

7、纳米ɑ-fe2o3前驱体      1～3份。

8、所述改性二氧化硅压滤淤泥的具体制备方法包括：将二氧化硅压滤淤泥与稀盐酸、纳米ɑ-fe2o3前驱体搅拌混合均匀后，在200～400℃条件下焙烧4-6h后，冷却至常温后，粉磨至比表面积不低于300m2/kg；

9、所述稀盐酸的质量分数为9～15％。

10、本发明还提供了一种基于上述改性二氧化硅压滤淤泥的混凝土超细粉掺合料早强型添加剂，以质量份数计，包括如下组分：

11、

12、本发明所述混凝土超细粉掺合料早强型添加剂的具体制备方法包括如下步骤：

13、(1)将改性二氧化硅压滤淤泥与硝酸钙、氢氧化钙按比例混合得到混合物ⅰ；

14、(2)将三乙醇胺、聚羧酸高性能减水剂加入水中完全溶解，得到混合溶液ⅱ；

15、(3)将步骤(1)混合物ⅰ和步骤(2)混合溶液ⅱ搅拌均匀，进一步超声分散均匀后，在氮气条件下，60～100℃水浴加热24h后取出，得到混合悬浊液即为掺合料液态添加剂；进一步将混合悬浊液冷冻干燥，即得到掺合料粉体添加剂。

16、步骤(2)中所述水的质量份数为80-100份，其质量份数基准与混凝土掺合料早强型添加剂中各组分质量份数基准一致。

17、本发明具有如下有益效果：

18、(1)实现了纳米二氧化硅生产压滤淤泥的资源化利用和规模应用，将压滤淤泥应用在混凝土掺合料领域，实现了混凝土早期强度的提升。

19、(2)利用盐酸活化压滤淤泥硅氧化合物颗粒表面，进一步通过纳米ɑ-fe2o3前驱体在200～400℃条件下焙烧时与压滤淤泥发生催化激发效果，通过纳米ɑ-fe2o3的逐步形成，在盐酸活化的基础上，催化压滤淤泥硅氧化合物的表面活性；从而进一步通过氢氧化钙调节反应物酸碱度、硝酸钙提供钙源，在三乙醇胺、聚羧酸高性能减水剂分散和螯合作用下，可生成部分具有纳米结构的早强型硅酸钙。

20、(3)压滤淤泥主要成分为二氧化硅和硫酸钠，压滤淤泥中的硫酸根离子可以起到早强作用。

21、(4)本发明通过压滤淤泥创造性的发现利用酸处理后，进一步通过纳米ɑ-fe2o3前驱体改性后，提高了压滤淤泥中硅氧化合物的表面活性，促进其能够参与水泥水化反应，提高早期强度，进一步通过早强型硅酸钙的合成，增加了水泥早期强度提升的多样性，同时充分利用了压滤淤泥本身存在的硫酸钠的早强剂作用，三种早强作用相互结合，充分挖掘了压滤淤泥能够产生早强作用的潜在功能性，具有明显的创造性。

技术特征：

1.一种改性二氧化硅压滤淤泥，其特征在于，由二氧化硅压滤淤泥、稀盐酸、纳米ɑ-fe2o3前驱体搅拌混合均匀后，在高温下焙烧后冷却粉磨获得；

2.根据权利要求1所述的一种改性二氧化硅压滤淤泥，其特征在于，所述稀盐酸的质量分数为9～15％。

3.权利要求1或2所述的一种改性二氧化硅压滤淤泥的制备方法，其特征在于，包括：将二氧化硅压滤淤泥与稀盐酸、纳米ɑ-fe2o3前驱体搅拌混合均匀后，在200～400℃条件下焙烧4-6h后，冷却至常温后，粉磨至比表面积不低于300m2/kg。

4.一种包含权利要求1或2所述改性二氧化硅压滤淤泥的混凝土超细粉掺合料早强型添加剂，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：

5.权利要求4所述的一种混凝土超细粉掺合料早强型添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水的质量份数为80-100份，其质量份数基准与混凝土超细粉掺合料早强型添加剂中各组分质量份数基准一致。

技术总结
本发明公开了一种混凝土超细粉掺合料早强型添加剂及其制备方法。本发明通过采用二氧化硅压滤淤泥、稀盐酸、纳米ɑ‑Fe2O3前驱体制备改性二氧化硅压滤淤泥，之后与三乙醇胺、硝酸钙、氢氧化钙及聚羧酸系高性能减水剂混合制备得到混凝土掺合料早强型添加剂。本发明通过纳米ɑ‑Fe2O3前驱体改性后，提高了压滤淤泥中硅氧化合物的表面活性，促进其能够参与水泥水化反应，提高早期强度，进一步通过早强型硅酸钙的合成，增加了水泥早期强度提升的多样性，同时充分利用了压滤淤泥本身存在的硫酸钠的早强剂作用，三种早强作用相互结合，充分挖掘了压滤淤泥能够产生早强作用的潜在功能性。

技术研发人员：孙浩,李亮,于林玉,刘万刚,王仁孝,严家江,陆豪
受保护的技术使用者：山东鲁桥建材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15