废玻璃-电石渣基C-S-H凝胶纳米晶核早强剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种废玻璃

【技术实现步骤摘要】
废玻璃
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电石渣基C
‑
S
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H凝胶纳米晶核早强剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]每年废弃玻璃达到14亿吨，其中平板玻璃、日用玻璃和玻璃包装容器占玻璃制品的80％以上。废玻璃粉的主要成分为SiO2和少量的Na2O，其中Na2O含量为15
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30％，SiO2含量为60
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80％。2017年，我国平板玻璃累计产量约3950万吨，而产出废玻璃约2000万吨，整体回收率约为53.5％，远低于欧美发达国家70％以上的回收率。废弃玻璃是一种生活垃圾，它的存在既占用宝贵的土地资源，增加环境负荷，造成大量的资源和能源的浪费，又会带来环境污染，还容易给人们的生产和生活造成伤害和不便；
[0003]电石渣也是常见固体废弃物中的一种，其中CaO含量为60
‑
68％。电石渣是氢氧化钙水解制乙炔工业所产生的废渣也是制备PVC材料过程中的副产物。2018年我国电石产量约2700万吨，每吨电石产生1.2吨干电石渣。由于运输费较高和电石渣本身杂质种类较多，其综合利用率不高，通常采用填埋或堆存处理，易造成地表和地下水污染，对生态环境造成较大破坏；
[0004]对于常规C
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S
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H凝胶早强剂，其通常采用水热合成法制备和全返混爆发式成核反应器制备，水热合成法产率低耗时久，工艺过程冗长复杂，制备成本较高；成核反应器制备参数不易控制，反应非可视化，制备成本较高且实验仪器复杂昂贵。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，以解决现有现有玻璃粉和电石渣资源化利用率低，以及纳米C
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S
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H凝胶晶核早强剂制备成本高、工艺复杂、产品性能不稳定性等问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，按重量份计，主要由以下组分经过湿磨工艺湿磨得到：废玻璃粉：5
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7份，电石渣粉：7.5
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10.5份，助磨剂：0.5
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1份，分散剂：0.5
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0.6份，稳定剂：0.001
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0.002份，去离子水：80
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90份。
[0008]可选地，所述废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂的粒径范围为200～400nm。
[0009]可选地，所述废玻璃粉的200目过筛率≥90％，Na2O含量为15
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30％，SiO2含量为70
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85％。
[0010]可选地，所述助磨剂为硅酸钠与六偏磷酸钠的混合物，且所述硅酸钠与所述六偏磷酸钠的质量比为1∶1。
[0011]可选地，所述分散剂为聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、萘磺酸盐中的一种或多种。其
中，聚羧酸减水剂的固含量为30％～40％。
[0012]可选地，所述稳定剂为魔芋胶、温轮胶的一种或两种。
[0013]本专利技术的第二目的在于提供一种制备上述废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂的方法，该制备方法包括以下步骤：
[0014]1)将所述废玻璃粉、所述电石渣粉、所述助磨剂、所述分散剂、所述去离子水与一定质量的研磨体加入到研磨容器，并将其密封固定于球磨机上；
[0015]2)设置以600
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800rpm的转速开启球磨机，并控制研磨机内温度始终为20℃
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50℃；
[0016]3)研磨180
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240min后关闭球磨机，待球磨机内温度降至室温后，取出研磨容器，过滤得到混合浆料；
[0017]4)向所述混合浆料中加入所述稳定剂，搅拌均匀，得到废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂。
[0018]可选地，步骤1)中所述研磨体的质量为所述废玻璃粉和所述电石渣粉质量之和的3
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5倍，且所述研磨体的级配为2.4mm∶1.8mm∶1.0mm∶0.6mm＝1∶1∶1∶2(质量比)。
[0019]本专利技术的第三目的在于提供一种上述废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂在水泥基材料中的应用，在该应用中，所述废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂的掺量为所述水泥基材料中胶凝材料质量的3.0
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5.0％。
[0020]本专利技术的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂在水泥基材料中的应用机理为：
[0021]在水泥基材料水化初期，本专利技术的C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂可以消耗水泥浆液相总的钙离子和硅酸根离子，促进水泥熟料矿物相的进一步溶解，以此加快水泥基材料的早期水化速度；同时C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂进入水泥水化的产物的孔隙之中，大大提高了结构密实度。另外，废玻璃粉中的SiO2与电石渣中的Ca(OH)2反应，Ca(OH)2不断被消耗，会加快水泥的水化速率，提高混凝土的早期强度。而且C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂可以降低水泥水化时形成C
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S
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H凝胶的成核势垒，加速水化，因此能够提高胶砂强度。另一方面由于其较大的比表面积，有助于离子的吸附，使得整个体系中水化产物生长的更为弥散。以至于最终水泥石的结构更加致密。
[0022]相对于现有技术，本专利技术所述的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂的制备方法具有以下优势：
[0023]1、本专利技术利用废玻璃和电石渣制备C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，可作为异相成核种子诱导水泥矿物相的离子溶出，缩短水泥水化诱导期，加快水化前期的水化产物的成核生长，可以从改善孔结构以及诱导成核两个方面达到早强的目的，而且本专利技术采用的废玻璃粉中含有较高的Na2O含量，其与水反应可以生成NaOH，使得体系中的NaOH含量较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，其特征在于，按重量份计，主要由以下组分经过湿磨工艺湿磨得到：废玻璃粉：5
‑
7份，电石渣粉：7.5
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10.5份，助磨剂：0.5
‑
1份，分散剂：0.5
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0.6份，稳定剂：0.001
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0.002份，去离子水：80
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90份。2.根据权利要求1所述的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，其特征在于，所述废玻璃
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电石渣基C
‑
S
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H凝胶纳米晶核早强剂的粒径范围为200～400nm。3.根据权利要求1所述的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，其特征在于，所述玻璃粉的200目过筛率≥90％，Na2O含量为15
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30％，SiO2含量为70
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85％。4.根据权利要求1所述的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，其特征在于，所述助磨剂为硅酸钠与六偏磷酸钠的混合物，且所述硅酸钠与所述六偏磷酸钠的质量比为1∶1。5.根据权利要求1所述的废玻璃
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电石渣基C
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S
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H凝胶纳米晶核早强剂，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、萘磺酸盐中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的废玻璃
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【专利技术属性】
技术研发人员：谭洪波，杨卓文，邓秀峰，蹇守卫，贺行洋，苏英，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：