以磷尾渣和钛灰为主材的免烧砖用外加剂及其制备方法与流程

本发明涉及水泥免烧砖外加剂，具体涉及一种以磷尾渣和钛灰为主材的免烧砖用外加剂及其制备方法。

背景技术：

1、烧结砖在我国已经有2000多年的发展历史，延续至今。但是随着环境与资源保护的要求，对原来作为主要建筑墙体材料的红砖提出了更高的限制要求，水泥免烧砖得以重视和开发应用。水泥免烧砖是以水泥、粉煤灰、煤渣、废弃渣、天然砂、瓜子石等作为主要原料，不需要高温煅烧就形成的一种新型墙体材料。水泥免烧砖作为一种主流材料，跟传统的烧结砖相比，可以节约土地资源，生产工艺简单，成本低，能耗少，符合环保要求，可即刻脱模且不会变形宜堆叠。但是，也存在一些不足之处，比如，自身结构相对松散，导致强度受影响，粘结性不够导致易破碎，抗拉、抗裂等性能不足。对此，可通过外加剂来弥补水泥免烧砖自身存在的部分缺陷。外加剂的引入不仅可以提高水泥免烧砖综合性能，同时可以提高工业废渣掺合料在免烧砖中的综合利用率和附加值。

2、专利cn103951338a公开了一种废印刷电路板非金属粉免烧砖及其制备方法，利用废印刷电路板的非金属粉与水泥、砂子、石灰等制备从混合物料，以硫酸钠和木质素磺酸钙的水溶液为外加剂解决了目前生产技术中存在的质量不稳定的问题，以及废印刷电路板非金属粉的再利用。

3、专利cn105461264a公开了一种锰矿渣免烧砖及其制备方法，以酸浸锰渣、天然河砂、生石灰、水泥、水和外加剂混合而成，其中外加剂由三乙醇胺、氯化钙、硫酸钠、木质磺酸钠中的一种或几种组成，减少了免烧砖水泥用量，同时提高了免烧砖的抗压强度，节约了成本。

4、专利cn104692720a公开了一种铜尾矿免烧砖及其制备方法，由铜尾矿微粉、水泥、骨料、水和外加剂组成，其中外加剂由普通的萘系、聚羧酸系或木质素系减水剂和碱性激发剂组成。

5、专利cn112551932a公开了一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及其施用方法选用了矿粉、白云石、偏高岭土、炼钢炉渣、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁和水作为主要原料，同时制备并采用改性聚丙烯酸酯，以增强前述材料的胶结、分散、氧化、早强效果。

6、专利cn108383475a用铝灰制作的免烧砖及其制备方法公开了其外加剂包括：硅酸盐、氧化物、硼酸盐、硫酸盐、磷酸盐、卤素盐和木质素磺酸盐。

7、类似的专利或文献所报道的免烧砖外加剂都是由普通减水剂和水泥激发剂复配而成，至今还未开发出一款通用型的外加剂，可以同时解决免烧砖的强度及工业废渣掺合料应用的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，发明人提供了一种以磷尾渣和钛灰为主材的免烧砖用外加剂及其制备方法，以提高水泥免烧砖强度，同时可以提高磷尾渣和钛灰在免烧砖中的综合利用率和附加值。

2、根据第一方面，本发明提供了一种以磷尾渣和钛灰为主材的免烧砖用外加剂，以重量份计包括：提浆分散剂120-180份、长碳链烷基胺2-8份、多羟基醇10-20份、马来酸-丙烯酸共聚物10-20份、氨基酸二乙酸钠15-30份、c-s-h微晶分散剂40-80份、多元糖酯-多元醇胺酯-羧酸酯聚合物8-12份、去离子水650-795份。

3、进一步地，所述提浆分散剂以重量份计，由丙烯酸羟乙酯90～120份、丙烯酸羟丙酯90～120份、十二烷基二苯醚二磺酸钠10～20份、烷基多聚葡萄糖苷8～15份、过硫酸铵3～8份、巯基丙醇6～12份、硫酸亚铁0.2～2份、水703～792份聚合而成。

4、进一步地，所述c-s-h微晶分散剂以重量份计包括：四水合硝酸钙78-90份、九水硅酸钠30-40份、氢氧化钠16-25份、去离子水845-876份。

5、进一步地，所述长碳链烷基胺为c8～c22直链脂肪胺。

6、进一步地，所述多羟基醇为丙三醇、戊四醇、五碳醇、己六醇、庚七醇中的至少一种。

7、进一步地，所述氨基酸二乙酸钠为谷氨酸二乙酸四钠、天冬氨酸二乙酸四钠、甲基甘氨酸二乙酸三钠中的至少一种。

8、进一步地，所述多元糖酯-多元醇胺酯-羧酸酯聚合物分子量为1200-2400，其包括丙烯酸麦芽糖酯-丙烯酸二乙醇胺酯-丙烯酸聚合物、马来酸葡萄糖酯-丙烯酸三乙醇胺酯-丙烯酸聚合物、丙烯酸麦芽糖酯-马来酸二乙醇单异丙醇胺酯-丙烯酸聚合物中的至少一种。

9、进一步地，马来酸-丙烯酸共聚物平均分子量为582。

10、根据第二方面，本发明还提供了一种水泥免烧砖用外加剂的制备方法，包括：

11、提浆分散剂制备步骤：以重量计，将703～792份水投入反应釜，开启搅拌，然后投入十二烷基二苯醚二磺酸钠10～20份、烷基多聚葡萄糖苷8～15份搅拌溶解30min，之后投入丙烯酸羟乙酯90～120份、丙烯酸羟丙酯90～120份，搅拌10min后，依次加入巯基丙醇6～12份、硫酸亚铁0.2～2份、过硫酸铵3～8份，搅拌10min后升温至60℃静置反应12h，冷却至室温后即得提浆分散剂；

12、c-s-h微晶分散剂制备步骤：以重量计，将78-90份四水合硝酸钙溶解于去离子水中，升温至80℃恒温搅拌20min，其中四水合硝酸钙和去离子水的用量质量比为1：6；将30-40份九水硅酸钠溶解于去离子水中，升温至80℃恒温搅拌20min，其中九水硅酸钠和去离子水的用量质量比为1：11～13；在80℃恒温条件下，将上述九水硅酸钠水溶液逐滴加入搅拌的四水合硝酸钙水溶液中，滴加时间2h，滴加完成后继续保温120h，保温完成后降至室温加入氢氧化钠16-25份，搅拌1h后即得c-s-h微晶分散剂；

13、搅拌步骤：常温下，以重量计，将去离子水650-795份、提浆分散剂120-180份、长碳链烷基胺2-8份、多羟基醇10-20份、马来酸-丙烯酸共聚物10-20份、谷氨酸二乙酸四钠15-30份、c-s-h微晶分散剂40-80份、丙烯酸麦芽糖酯-丙烯酸二乙醇胺酯-丙烯酸聚合物8-12份依次投入搅拌反应釜中，搅拌均匀即得免烧砖用外加剂。

14、本发明的机理如下：

15、本发明直接用丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯静置聚合成提浆分散剂，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯作为此反应聚合单体，具有较高的活性，在静置、中温、高链转移剂情况下形成高分子长链缠绕、含致密羟基的立体网状结构，同时立体网状结构可以将表面活性剂包裹在其中，由于界面活性作用，可以很好的在水-空气-胶凝颗粒之间形成界面，使免烧砖浆体饱满度提升。

16、长碳链烷基胺和多羟基醇具有较强的分子极性，多羟基醇分子通过羟基吸附在水泥颗粒表面，可以显著降低胶凝颗粒的表面能和附着力，促进水泥、磷尾渣和钛灰颗粒的分散。长碳链烷基胺通过范德华力在水泥、磷尾渣和钛灰颗粒表面形成了稀疏的憎水层，由于憎水层的存在使得水分不易在固体颗粒之间的缝隙堆积，增强了免烧砖的透水性能。

17、马来酸-丙烯酸共聚物、氨基酸二乙酸钠可以螯合水泥、磷尾渣和钛灰中的钙离子，降低水化体系钙离子浓度，达到抑制钙矾石过快生长的目的，优化了以磷尾渣和钛灰为主材的免烧砖结构，提高了其耐久性。马来酸-丙烯酸共聚物的分散作用可以固定磷尾渣和钛灰中的可溶性碱金属离子，从而抑制免烧砖的泛霜现象。

18、磷尾渣和钛灰中的氧化硅、氧化铝含量极低，不能生成水化物，c-s-h微晶分散剂通过硝酸钙、九水硅酸钠、氢氧化钠的聚合反应形成了纳米级半晶形态的聚合物，通过成核效益和吸附效应刺激了磷尾渣和钛灰等废灰在低温下的反应性，促进水化过程。导致整个体系水化产物均匀生长，促进水化初期凝胶强度和抗压强度的发展，获得更致密、更硬的免烧砖结构。

19、多元糖酯-多元醇胺酯-羧酸酯聚合物中含有醇胺类结构，多羟基和羧基，提高了水泥、磷尾渣和钛灰颗粒的吸附能力和分散能力，激发了在免烧砖只充当填料的水化活性，让其充分发挥其强度。

20、有益效果：

21、(1)本发明制备的免烧砖用外加剂具有通用性，可以广泛应用于各型以磷尾渣和钛灰为主材水泥免烧砖。

22、(2)本发明制备的免烧砖用外加剂可以提高水泥免烧砖强度，改善透水性、吸附能力、分散能力等性能，抑制泛霜现象，稳定质量，同时提高磷尾渣和钛灰在免烧砖中的综合利用率和附加值。

23、(3)用适当的磷尾渣和钛灰相互配合并且借助外加剂的作用，在保证砖强度的前提下，可以减少或不加水泥，有利于工业固体废弃物资源化利用，减水水泥的使用，使建筑材料更加环保。