一种无机粉体保水剂及其喷雾干燥制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种无机粉体保水剂及其喷雾干燥制备方法与应用。利用喷雾干燥工艺把除氯碱渣混合浆体制备成0.30mm筛余小于10wt%的粉体，用作保水剂。本发明专利技术制备的无机粉体保水剂保水性好，能够用于改善砂浆的保水性和混凝土的收缩性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种利用喷雾干燥工艺把除氯碱渣混合物浆体制备成粉体，作为保水剂的方法及应用。
技术介绍
碱渣是氨碱法生产纯碱而产生的废渣，我国目前是世界上最大的纯碱生产国，每年因生产纯碱而产生的碱渣高达300万吨，如此大量的碱渣早已引起了许多环境污染问题。但碱渣氯离子含量极高，在绝干状态下，氯离子的离子质量分数可达到10％，这给碱渣的综合治理带来了极大的困难，目前我国碱渣利用率只有3～4％，主要还是堆存或填海处理，这也造成了很大的环境问题。通过对碱渣微观结构的分析，发现碱渣中有大量微小孔隙，因此考虑将碱渣除氯后，用作砂浆和混凝土的保水剂。目前砂浆和混凝土保水剂领域研究较多的是有机保水剂。(1)砂浆中主要采用纤维素醚类保水剂改善砂浆粘结性能。近年来，各类新型墙体材料被广泛应用，其表面粗糙多孔，涂抹在其上的砂浆中的拌合水会很快被墙体材料吸走，这对砂浆性能，特别是粘结强度和抗裂性能均提出了更高的要求。掺入纤维素醚类保水剂能够有效解决这一问题，但这种保水剂也存在价格高的问题，急需开发低价的无机保水剂。(2)混凝土中主要采用高吸水性树脂(SAP)改善混凝土性能。混凝土的自收缩一直是水泥基胶凝材料难以避免的问题。尤其是高性能混凝土水灰比低，自收缩较大，更易于产生裂缝，影响结构耐久性。国内外研究主要借助SAP的高吸水性，实现混凝土的内养护，改善混凝土的收缩。但SAP同样存在价格较高的问题，而且SAP具有吸水膨胀性，掺合到混凝土中，当SAP释放其储藏的水分时，SAP体积缩小，易引起混凝土空隙率大等一系列问题。目前我国正在大力推广高性能混凝土，急需能够低成本解决高性能混凝土的自干燥收缩问题的技术。为提高砂浆的保水率，前期申请人进行了用除氯碱渣混合物作为砂浆保水剂的研究，并取得良好效果，但除氯碱渣混合物经过脱水-干燥处理后，会粘结成团，难以分散。因此前期均采用在使用前将除氯碱渣混合物加水制浆的方式进行应用，但这种方式存在实际施工操作不便的问题。申请人还利用除氯碱渣混合物开发了高保水性水泥(专利号ZL201410383582.6)，利用除氯碱渣混合物提高水泥的保水性。将除氯碱渣混合物加入水泥中，虽然使用方便，但需要有水泥厂进行专门生产，实际推广应用较为困难。有鉴于此，提出将除氯碱渣混合物制粉，使用时作为保水剂加入砂浆和混凝土中的思路。制备粉体的方法可以是直接采用粉磨的方法把除氯碱渣混合物制备成粉体，但此方法会破坏除氯碱渣混合物的内部孔隙结构，致使保水性会有所下降。如果采用喷雾干燥工艺，将除氯碱渣混合物制粉，既可将除氯碱渣混合物制备成粉体，又可最大程度地保留除氯碱渣混合物内部的孔隙结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：采用喷雾干燥工艺对除氯碱渣混合物进行处理，在保证除氯碱渣混合物保水性能的同时，将除氯碱渣混合物制备成粉体保水剂，解决砂浆和混凝土的性能问题，实现变废为宝。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案如下。一种无机粉体保水剂的喷雾干燥制备方法，包括如下步骤：1)将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2)将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt％的除氯碱渣混合物；3)往氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt％的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成除氯碱渣混合物浆体；4)将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，制成0.30mm筛余小于10wt％的粉体，得到所述无机粉体保水剂。进一步地，步骤3)中所述的除氯碱渣混合物浆体的固体质量百分比取决于喷雾干燥设备的所允许的浆体浓度以及喷雾形成的液滴粒径的大小，优选为20wt％～40wt％。进一步地，步骤4)中所述的喷雾干燥设备采用的雾化器为具有雾化效果的装置，包括离心式雾化器、压力式雾化器和气流式雾化器中的一种。进一步地，步骤4)中，干燥室内的温度控制范围是不超过120℃或360℃～800℃。由以上所述制备方法制得的无机粉体保水剂。所述无机粉体保水剂在砂浆中的使用方法是以取代砂浆中的胶凝材料，掺量为总的胶凝材料的5wt％～20wt％。所述无机粉体保水剂在混凝土中的使用方法是以取代混凝土中的胶凝材料，掺量为总的胶凝材料的2wt％～15wt％。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术制备的粉体保水剂粒径均匀，是一种良好的砂浆和混凝土掺合料。(2)在制备粉体保水剂的过程中，能最大程度的保留除氯碱渣内部的孔隙结构，保水性好。(3)本专利技术制备的粉体保水剂，主要成分为无机材料，性能稳定，需水量小，能有效改善砂浆和混凝土性能，且极大降低了保水剂的使用成本。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1利用喷雾干燥法和除氯碱渣混合物制备无机粉体保水剂：1)将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2)将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，脱水后含水率为82％，得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.2wt％的除氯碱渣混合物；3)往氯离子含量为混合物中固体总质量0.2wt％的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成固体质量百分比为20wt％的除氯碱渣混合物浆体；4)将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，雾化器为离心式雾化器，干燥室内的温度为80℃，得到0.30mm筛余为4wt％的粉体保水剂。实施例2利用喷雾干燥法和除氯碱渣混合物制备无机粉体保水剂：1)将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2)将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，脱水后含水率为88％，得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.7wt％的除氯碱渣混合物；3)往氯离子含量为混合物中固体总质量0.7wt％的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成固体质量百分比为40wt％的除氯碱渣混合物浆体；4)将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，雾化器为离心式雾化器，干燥室内的控制温度为120℃，得到0.30mm筛余为6wt％的粉体保水剂。实施例3喷雾干燥法制备除氯碱渣混合物无机粉体保水剂：1)将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2)将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，脱水后含水率为84％，得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.3wt％的除氯碱渣混合物；3)往氯离子含量为混合物中固体总质量0.3wt％的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成固体质量百分比为30wt％的除氯碱渣混合物浆体；4)将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，雾化器为离心式雾化器，干燥室内的控制温度为110℃，得到0.30mm筛余为5wt％的粉体保水剂。实施例4喷雾干燥法制备除氯碱渣混合物无机粉体保水剂：1)将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2)将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，脱水后含水率为85％，得到氯离子含量为混合物中固体总质量0.4wt％的除氯碱渣混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机粉体保水剂的喷雾干燥制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2）将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt%的除氯碱渣混合物；3）往氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt%的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成除氯碱渣混合物浆体；4）将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，制成0.30mm筛余小于10wt%的粉体，得到所述无机粉体保水剂。

【技术特征摘要】
1.一种无机粉体保水剂的喷雾干燥制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将返砂返石经破碎、粉磨成返砂返石粉，待用；2）将返砂返石粉、碱渣和水混合均匀后得到返砂返石粉、碱渣和水的混合物，将返砂返石粉、碱渣和水的混合物进行脱水处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt%的除氯碱渣混合物；3）往氯离子含量低于混合物中固体总质量1.0wt%的除氯碱渣混合物中加入水，充分搅拌均匀，制成除氯碱渣混合物浆体；4）将除氯碱渣混合物浆体引入喷雾干燥设备，制成0.30mm筛余小于10wt%的粉体，得到所述无机粉体保水剂。2.根据权利要求1所述的一种无机粉体保水剂的喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤3）中所述的除氯碱渣混合物浆体的固体质量百分比取决于喷雾干燥设备所允许的浆体浓度以及喷雾形成的液滴粒径的大小。3.根据权利要求1所述的一种无机粉体保水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨医博，梁竣杰，普永强，郭文瑛，蔡泽鑫，傅国强，庞珺然，王恒昌，覃文杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44