脱硫灰基保水增稠材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种脱硫灰基保水增稠材料及其制备方法和应用，脱硫灰基保水增稠材料包括：100份脱硫灰、10

【技术实现步骤摘要】
脱硫灰基保水增稠材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种普通干混砂浆用脱硫灰基保水增稠材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国建筑业快速发展，商品砂浆行业发展迅猛，2021年商品砂浆产量达2.4亿吨。其中，以砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆等为代表的普通干混砂浆约1.7亿吨，占比达70％以上。目前，普通干混砂浆常通过掺入保水增稠材料来实现高效保水性，保水增稠材料需求量达400万吨以上，多是以膨润土等天然矿物材料为主，存在着大量消耗自然资源、用量大、保水效果差等不足，尤其是难以满足保水性和施工性要求较高的轻质砌体材料用干混砂浆。因此，开发出能赋予干混砂浆高保水性、优异工作性能等特点的新型保水增稠材料具有重要的应用价值。
[0003]近年来，相比于湿法烟气脱硫，干法和半干法烟气脱硫技术具有投入较低、效率高等优点，钢铁厂越来越多采用干法和半干法进行烟气脱硫，产生的工业固体废弃物就是脱硫灰。据不完全统计，我国目前每年产生的脱硫灰超过1200万吨。脱硫灰的成分主要是以亚硫酸钙为主，含有一定量的碳酸钙、氢氧化钙、游离氧化钙、硫酸钙和氯离子，pH值高达12以上。因此，脱硫灰目前主要是堆放为主，尚未得到较好的资源化利用；但在堆放过程中可能会产生氯离子溶出和使得土壤盐碱化，其资源化处理利用也势在必行。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对脱硫灰的特点和普通干混砂浆对保水增稠材料的需求，经大量研究，开发出一种普通干混砂浆用脱硫灰基保水增稠材料，可提升普通干混砂浆的综合性能，并为脱硫灰的资源化利用提供一种技术途径。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种脱硫灰基保水增稠材料，其包括如下重量份的组分：
[0007][0008][0009]优选地，脱硫灰基保水增稠材料还包括如下重量份的组分：
[0010][0011]优选地，脱硫灰为钢铁厂以干法或者半干法脱附烟气中二氧化硫获得的以亚硫酸钙为主要成分的脱硫灰，脱硫灰的比表面积≥500m2/kg、Cl
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含量≤4.0％、CaSO4含量≤5.0％、游离氧化钙含量≤2.0％。
[0012]其中，本专利技术以严格限定比表面积、Cl
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含量、CaSO4含量和游离氧化钙含量的脱硫灰为保水增稠材料的主要组成材料。一是脱硫灰具有高比表面积、颗粒小、细度大，有利于填充干混砂浆中细骨料和胶凝材料中的空隙，提高干混砂浆密实度；二是脱硫灰pH值高且含有一定量的微细碳酸钙和氢氧化钙，可以促进水泥水化，有利于提高干混砂浆强度、密实度和抗碳化性能；三是脱硫灰中的亚硫酸钙能缓慢氧化变成硫酸根，不断补充硫酸根离子，从而确保水化产物钙矾石的稳定性，有利于提高干混砂浆的长期体积稳定性，避免空鼓开裂；研究表明在经过6个月以后5
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10％的亚硫酸钙转变为硫酸钙，使得钙矾石含量仍保持在其最大值的80％以上，而未掺入本专利技术的水泥砂浆中钙矾石在6个月后的含量仅相当于其最大值的50％左右；四是基于保水增稠材料在干混砂浆中的掺量，通过限定Cl
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含量和CaSO4含量，确保不会产生Cl
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溶出导致的泛白现象，以及因CaSO4导致的缓凝现象。
[0013]优选地，矿渣微粉选自比表面积550
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700m2/kg的S105级矿渣微粉或者S115级矿渣微粉中的一种。
[0014]其中，本专利技术的保水增稠材料采用掺入一定量的较大比表面积的S105级和/或S115级矿渣微粉，一是矿渣微粉具有较高早期活性，能够在早期就与脱硫灰中可能存在的氢氧化钙、游离氧化钙、硫酸钙等反应生成CSH凝胶和钙矾石，有利于改善干混砂浆的凝结特性，提高干混砂浆早期强度，同时在中后期能与亚硫酸根反应生成钙矾石，有利于提高干混砂浆的体积稳定性；二是矿渣微粉具有优异的氯离子吸附能力，能与氯离子结合生成弗里德尔盐，固化氯离子，进一步降低氯离子的溶出可能性，避免泛白现象；三是S105级或S115级矿渣微粉能显著提高干混砂浆的粘稠性和保水性，有利于改善黏度和抗垂挂性能以及拉伸粘结强度。
[0015]优选地，纤维素醚为黏度18
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100Pa.s的羟乙基甲基纤维素。
[0016]其中，本专利技术的保水增稠材料采用黏度18
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100Pa.s的羟乙基甲基纤维素，一是该黏度范围羟乙基甲基纤维素在较低掺量时即能赋予高保水性，例如本专利技术中羟乙基甲基纤维素含量1.0％时，且本专利技术在水泥砂浆中用量为10kg/t，即能使得水泥砂浆的保水率达88.5％；二是基于实验室在0
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40℃下的研究发现，提出针对干混砂浆施工所处不同温度环境下的脱硫灰基保水增稠材料中纤维素醚黏度和掺量的选用制度，在夏季高温时，该脱硫灰基保水增稠材料则通过选用黏度相对较低的羟乙基甲基纤维素，在实现高保水性的同时，避免砂浆易产生结皮的不良现象，研究发现高温环境下羟乙基甲基纤维素黏度宜为18
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60Pa.s；在冬季低温时，则通过选用较高黏度的羟乙基纤维素，避免凝结时间过长的不良现
象，研究发现低温环境下羟乙基甲基纤维素黏度宜为30
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100Pa.s。在常温条件下，羟乙基甲基纤维素黏度在18
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100Pa.s范围内均可赋予较高保水效果。
[0017]优选地，增稠剂为羟丙基二淀粉磷酸酯。
[0018]其中，本专利技术的保水增稠材料采用羟丙基二淀粉磷酸酯作为增稠剂，主要赋予该保水增稠材料具有优异的增稠效果，与矿渣微粉和纤维素醚的增粘效果具有协同作用，能够进一步提高该保水增稠材料对干混砂浆带来的增稠增粘效果，赋予良好的施工涂抹性。
[0019]优选地，早强剂为质量比为1：(1
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2)：(1
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3)的三异丙醇胺、无水硫铝酸钙和硫酸铝的混合物。
[0020]其中，本专利技术的保水增稠材料采用质量比为1：(1
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2)：(1
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3)的三异丙醇胺、无水硫铝酸钙和硫酸铝的复合早强剂，能够实现干混砂浆具有快硬早强的特点，极大减轻因脱硫灰中少量硫酸钙和纤维素醚带来的严重缓凝问题，实现该脱硫灰基保水增稠材料制备干混砂浆的凝结时间可控可调。例如，未掺该复合早强剂时，保水增稠材料使得水泥砂浆凝结时间达12.5
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15h，明显超过国家标准规定；掺入该复合早强剂后，保水增稠材料使得水泥砂浆凝结时间在3
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12h之间，主要为4
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6.5h，完全满足国家标准要求，且能根据工程需求调节凝结时间范围。
[0021]优选地，减水剂为粉末状的聚羧酸减水剂。
[0022]其中，本专利技术的保水增稠材料采用粉末状的聚羧酸减水剂，能够减少干混砂浆的用水量，从而避免因高比表面积粉体材料和纤维素醚导致的干混砂浆用水量增大所致收缩率大的问题，从而有利于确保干混砂浆的强度和体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硫灰基保水增稠材料，其特征在于，其包括如下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的脱硫灰基保水增稠材料，其特征在于，其包括如下重量份的组分：3.根据权利要求1或2所述的脱硫灰基保水增稠材料，其特征在于，所述述脱硫灰为以干法或者半干法脱附烟气中二氧化硫获得的以亚硫酸钙为主要成分的脱硫灰，脱硫灰的比表面积≥500m2/kg、氯离子含量≤4.0％、硫酸钙含量≤5.0％、游离氧化钙含量≤2.0％。4.根据权利要求1或2所述的脱硫灰基保水增稠材料，其特征在于，所述矿渣微粉选自比表面积550
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700m2/kg的S105级矿渣微粉或者S115级矿渣微粉中的一种。5.根据权利要求1或2所述的脱硫灰基保水增稠材料，其特征在于，所述纤维素醚为黏度18
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100Pa.s的羟乙基甲基纤维素。6.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张沈裔，张国防，张婷婷，冯淑瑶，王聪，陈悦，陈婷，
申请(专利权)人：上海宝田新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：