[发明专利]一种磷渣基高活性C-S-H凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种磷渣基高活性C‑S‑H凝胶及其制备方法和应用。按质量百分数计，本发明通过将25‑40％磷渣、8‑12％废弃玻璃粉、5‑10％氢氧化钠、0.1‑0.5％分散剂、剩余为水放入配备升温装置的湿磨机中，使得研磨过程温度为40‑60℃，研磨60‑80分钟，过滤，得到磷渣基高活性C‑S‑H凝胶浆料。本发明的高活性CSH凝胶外掺用量在2‑8％可以显著降低水泥的凝结时间，增强水泥基材料的早期力学性能，不影响后期强度的发展。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种磷渣基高活性C-S-H凝 胶及其制备方法和应用。

背景技术

纳米CSH凝胶晶种优良的免蒸养早强特性，成为引领混凝土制品行业新发 展的变革性技术。但因原材料来源、工艺技术等问题，水热合成的C-S-H凝胶 纳米晶种市场价格高昂(折算粉体价格约2-3万元/吨)，制约了推广与应用。 以固废为原材料，制备高活性CSH，契合固废附加值利用与构件免蒸早强的双 重迫切需求，同时降低碳排放。

磷渣是一种水淬渣，其化学成份为：CaO 47-52％、SiO₂ 40-43％、P₂O₅ 0.8-2.5％、Al₂O₃ 2-5％、Fe₂O₃ 0.8-3.0％、F 2.5-3％，潜在矿物相为假硅灰石、枪 晶石及少量的磷灰石。其结构90％左右为玻璃体。电炉法制取黄磷时，每生产1 吨黄磷，副产磷渣8-10吨。根据有关统计资料分析，在20世纪90年代中期， 世界电炉法黄磷生产能力总量大约107.8-130.0万吨/年，据此计算，副产磷渣达 1078—1300万吨//年，大量的磷渣必将对环境造成严重污染。因此，根据磷渣的 理化特性，研究其资源化利用问题，意义重大。

废玻璃是一种生活垃圾，它既给人们的生产和生活带来了不便，又对环境 造成了污染，占用了宝贵的土地资源，增加了环境负荷。大量废弃玻璃如何处 理实现它的价值，得到广泛关注。目前将玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥在 混凝土中使用，不仅解决了城市废弃玻璃堆积处理问题，还能减少水泥的使用 量，避免更多的自然资源开采，并减少水泥生产过程中的有害气体排放，对环 境的改善有极大的促进作用。本发明利用废弃玻璃粉、磷渣为原材料制备高活 性CSH凝胶，为废弃玻璃粉和磷渣资源化利用进一步提供了理论和技术依据。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种磷渣基高活性C-S-H凝胶的制备方法，以 解决磷渣、废弃玻璃粉的资源化利用，以及市场售价高昂CSH粉体外加剂的问 题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种磷渣基高活性CSH凝胶的制备方法，包括以下步骤：

1)称取制备磷渣基高活性C-S-H凝胶的原材料，按质量百分数计，制备所 述高活性CSH凝胶的原材料包括25-40％磷渣、8-12％废弃玻璃粉、5-10％氢氧 化钠、分散剂0.1-0.5％，剩余为水；

2)将所述磷渣、所述废弃玻璃粉、所述水、所述分散剂和所述氢氧化钠混 合均匀放入湿磨机中，湿磨机带有加热装置；

3)开启湿磨机，打开加热装置，使得研磨过程温度保持在40-60℃，研磨 60-80分钟，过滤研磨体，得到磷渣基高活性C-S-H凝胶浆料。

可选地，步骤1)中所述磷渣和所述废弃玻璃粉的颗粒细度为200目，所述 废弃玻璃粉中Na₂O含量大于15％。

可选地，步骤1)中所述分散剂为三乙醇胺、三异丙醇胺、十二烷基硫酸钠 中的一种或多种。

可选地，步骤3)中所述含高活性CSH凝胶的磷渣基浆料的中值粒径350-550 nm。