一种改性磷渣粉和制备方法及其在混凝土中大掺量的应用技术

本发明专利技术涉及一种改性磷渣粉和制备方法及其在混凝土中大掺量的应用，按质量份数计，包括以下原料：100份磷渣、0.001～2份C

【技术实现步骤摘要】
一种改性磷渣粉和制备方法及其在混凝土中大掺量的应用


[0001]本专利技术涉及水泥混凝土矿物掺合料的
，具体涉及一种改性磷渣粉和制备方法及其在混凝土中大掺量的应用。

技术介绍

[0002]众所周知，水泥混凝土是目前用量最大的人工合成材料，其原材料由水泥、砂、石、水、外加剂和矿物掺合料组成。其中，在混凝土中掺入矿物掺合料(如矿粉、粉煤灰和硅灰等)的目的在于减少水泥用量，从而降低水泥碳排放和减少混凝土生产成本，同时还能改善拌合混凝土和易性以及提高硬化混凝土的力学性能。
[0003]随着我国工业的不断发展，固废的年产量不断递增，工业固体废物规模不断扩大，包括一些难以资源化处理和利用的固废，如煤矸石、赤泥等。其中，磷渣是目前资源化利用率较低的固废之一，它是工业生产黄磷排出的以硅酸钙为主要成分的工业废渣，一般生产一吨黄磷能排放8～10吨磷渣。
[0004]为减少磷渣对环境的危害，现有技术一般会将其作为矿物掺合料掺入水泥或混凝土中。然而磷渣中存在的可溶性P2O5和可溶性F
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会与水泥水化溶出的钙离子结合，生成难溶的氟羟磷灰石和磷酸钙，附着于水泥颗粒表面进而阻止水泥进一步水化，使得水泥凝结时间大大延长；而且现有技术中矿物掺合料例如磷渣掺量普遍较低，例如，逄建军,王镜尧,徐美清,李文科.C
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H/PCE凝胶对掺磷渣水泥的低温促凝早强性能研究[J].水泥,2022(01):17
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20，其文中烧熟料只内掺了3％的磷渣。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种改性磷渣粉和制备方法及其在混凝土中大掺量的应用，解决现有技术中磷渣在混凝土中掺量低以及掺磷渣后混凝土凝结时间长的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种改性磷渣粉，按质量份数计，包括以下原料：100份磷渣、0.001～2份C
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H纳米晶核以及0.005～0.1份醇胺类有机物。
[0007]进一步地，磷渣为电炉法制取黄磷的废渣。
[0008]进一步地，醇胺类有机物为三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、三异丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺中的至少一种。
[0009]进一步地，按质量份数计，包括以下原料：100份磷渣、0.5～2份C
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S
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H纳米晶核以及0.03～0.1份醇胺类有机物。
[0010]本专利技术提供一种改性磷渣粉的制备方法的技术方案，包括以下步骤：将磷渣倒入球磨机，开启研磨；再将C
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H纳米晶核和醇胺类有机物同时倒入磷渣中；持续研磨均匀，得到所述的改性磷渣粉。
[0011]进一步地，持续研磨的时间为20～120分钟。
[0012]进一步地，球磨机转速为300～500r/min。
[0013]如上改性磷渣粉在混凝土中大掺量的应用。
[0014]进一步地，以混凝土中胶凝材料和改性磷渣粉的总质量为基准A，改性磷渣粉的掺量为基准A的40～60％。
[0015]进一步地，按质量份数计，所述混凝土的原料包括基准水泥40～60份、改性磷渣粉40～60份和水35份。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0017](1)本专利技术将磷渣粉通过研磨的方式与C
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H纳米晶核和醇胺类有机物结合起来，使得其作为矿物掺合料在混凝土中可大掺量使用。
[0018](2)改性磷渣粉中的C
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H纳米晶核既可起到助磨作用，又具有早强效果，且C
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H纳米晶核还可吸附磷渣粉中的可溶性的氟和磷，消除了可溶性氟和磷延缓混凝土凝结时间的负面作用。
[0019](3)本专利技术提供的技术方案成本低廉，制备工艺简单，适合大规模生产。
附图说明
[0020]图1是实施例5和对比例4制得的产物做矿物掺合料加到水泥中测得的24h放热速率对比图。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]本专利技术提供一种改性磷渣粉制备方法及其在混凝土中大掺量的应用；本专利技术改性磷渣粉，按质量份数计，包括以下原料组分：100份磷渣、0.001～2份C
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H纳米晶核、0.005～0.1份醇胺类有机物。
[0023]优选的，所述醇胺类有机物为三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、三异丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺中的至少一种。
[0024]优选的，所述磷渣为电炉法制取黄磷过程中产生的一种钙硅质的工业废渣。
[0025]优选的，所述C
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H纳米晶核的份数以C
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H纳米晶核中固体成分计。
[0026]本专利技术改性磷渣粉制备方法，包括如下步骤：
[0027](1)将磷渣倒入球磨机，开启研磨；固定球磨机转速为300～500r/min，优选为400r/min：
[0028](2)同时将C
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H纳米晶核和醇胺类有机物倒入(1)的反应体系中；
[0029](3)持续研磨一段时间后即得用作混凝土矿物掺合料的改性磷渣粉。
[0030]优选的，步骤(3)所述的研磨时间为20～120分钟。
[0031]本专利技术改性磷渣粉在混凝土中大掺量的应用，按质量份数计，包括基准水泥40～60份、改性磷渣粉40～60份和水35份。
[0032]本专利技术主要作用机理：
[0033]不同于现有C
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H纳米晶核通常仅起到早强剂作用(通常以单纯的C
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H纳米晶核占主导，即利用纳米形态C
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H凝胶的晶核诱导作用，加快水化前期的水化产物的成核生
长，可以达到早强的目的)，本专利技术将C
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H纳米晶核、醇胺类物质和大掺量磷渣结合起来，利用C
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H纳米晶核的助磨和早强作用，以及C
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H纳米晶核吸附磷渣粉中的可溶性氟和磷进而消除了大掺量磷渣带来的延缓混凝土凝结时间的负面作用，因此本专利技术的改性磷渣粉可以作为矿物掺合料在混凝土中大掺量使用，以混凝土中胶凝材料和改性磷渣粉的总质量为基准A，本专利技术所掺入的磷渣可达到基准A的40～60％。
[0034]下面通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性磷渣粉，其特征在于，按质量份数计，包括以下原料：100份磷渣、0.001～2份C
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H纳米晶核以及0.005～0.1份醇胺类有机物。2.根据权利要求1所述的改性磷渣粉，其特征在于，所述磷渣为电炉法制取黄磷的废渣。3.根据权利要求1所述的改性磷渣粉，其特征在于，所述醇胺类有机物为三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、三异丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的改性磷渣粉，其特征在于，按质量份数计，包括以下原料：100份磷渣、0.5～2份C
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H纳米晶核以及0.03～0.1份醇胺类有机物。5.如权利要求1
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4任一项所述的改性磷渣粉的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡传林，秦子豪，徐宗望，朱宏伟，丑纪能，王发洲，杨露，刘云鹏，
申请(专利权)人：湖南九华南方新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：