[发明专利]一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用，该制备方法包括：(1)取20～60质量份电石渣和0.5～1质量份分散剂，加80～160质量份水混合搅拌，经筛分得电石渣浆料；(2)在电石渣浆料中加电石渣浆料中电石渣固含量0.5‰～1.5‰的助磨剂、电石渣浆料中电石渣固含量5～25‰的塑化剂及300～400质量份研磨介质，于湿磨机中研磨，筛分研磨介质得电石渣超细浆液；(3)在电石渣超细浆液中添加反团聚稳定剂经搅拌，得电石渣超早强外加剂。本发明方法工艺简单，能耗低，成本低，所制备电石渣超早强外加剂加入水泥胶凝材料，可显著增强水泥胶凝材料早期强度，且后期强度不倒缩，增加了电石渣产品附加值。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用。

背景技术

随着我国建筑行业的发展，早强混凝土在抢修抢建工程、混凝土预制构件生产、道路桥梁建设等领域中发挥着越来越重要的作用。为提高混凝土早期强度，目前常采用的方法如下：

(1)用60℃～80℃的蒸汽养护混凝土8h，此方法虽可有效缩短脱模时间，但蒸养能耗大，增高了混凝土预制构件的生产成本，且水化产物晶体生长粗大，对混凝土构件的耐久性十分不利。

(2)加入无机早强剂来加快水泥水化，但无机早强剂通常采用工业原料制得，成本较高，且会引入原子半径较小的离子，如K⁺、Na⁺、Cl^-等，使无机早强剂在使用时受到限制，并对预制构件的耐久性以及后期强度发展有一定负面影响。

(3)加入纳米或亚微米级晶核，通过晶核效应诱导水泥水化，这对水泥的危害极小，但其晶核生产成本较高。

晶核效应可有效诱导水泥胶凝材料水化。在公开号为CN105347716A的中国专利中，公开了一种分散型无氯油井水泥低温早强剂，该低温早强剂包括份硫酸钠、纳米二氧化硅、铝酸钠、三乙醇胺和减水剂。添量为3％时，油井水泥在20℃温度下8h强度可从0MPa增长到5.6MPa，12h强度可从3.5MPa增长到7.8MPa；然而其中纳米二氧化硅价格高，且其对后期的强度增长影响未知。在公开号为CN108911551A的中国专利中，公开一种纳米C-S-H凝胶材料的制备方法及其在水泥胶凝材料中的应用，该纳米材料的制备方法为：用硅酸盐溶液、钙盐溶液和碱溶液加入反应釜，于50℃～80℃下反应；再离心洗涤至中性，制得纳米C-S-H凝胶材料浆料。将该纳米材料应用于水泥中，可使水泥净浆强度增长为10-70％，但1d之前的早期强度未知。在公开号为CN104803625A的中国专利中，公开了一种纳米悬浮液混凝土早强剂的制备方法，该早强剂由质量比为1:4～9的触变性溶液和纳米硅酸钙悬浮液制成，触变性溶液含可溶性氟硅酸盐和可溶性铝盐，纳米硅酸钙悬浮液含可溶性硅酸盐、可溶性钙盐和高分子聚合物分散剂。其中，触变性溶液和纳米硅酸钙悬浮液的制作工序复杂，作为原材料的可溶性氟硅酸盐对人体有一定危害，且价格昂贵。这些专利所公开的早强剂制备工艺，均存在原材料成本高、工序不够简洁的问题，难以大规模工业化。

电石渣是电石法制取乙炔而产生的工业废渣，其主要成分为Ca(OH)₂。乙炔是生产聚氯乙烯(PVC)的主要原料，随着PVC行业快速发展，制取乙炔而排放的电石渣也随之不断增加。生产1t PVC产品，约排出20t电石渣浆，其固含量约12％。经重力沉降分离、脱水等工序后所得电石渣，其固含量可达70％左右。大量电石渣的长期堆积需占用大量土地，同时也对土地产生严重的侵蚀作用，电石渣较高的含水为其二次使用又带来了不便。目前电石渣的利用主要是替代石灰石、生产化工产品以及环境治理，但效果不尽人意。因此寻找一种合理有效的方法来利用电石渣，具有十分重要的意义。