[发明专利]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

说明书

本发明公开了一种废玻璃‑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，该废玻璃‑电石渣基C‑S‑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：5‑7份，电石渣粉：7.5‑10.5份，助磨剂：0.5‑1份，分散剂：0.5‑0.6份，稳定剂：0.001‑0.002份，去离子水：80‑90份。本发明利用废玻璃和电石渣制备C‑S‑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，而且本发明整个体系中NaOH含量较高，使得体系中pH升高从而促进了水泥的水化以及提高C‑S‑H凝胶的稳定性，更有利于水泥的早期强度发展。

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。

背景技术

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15-30％，SiO₂含量为60-80％。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；

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；

对于常规C-S-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。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种废玻璃-电石渣基C-S-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-S-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。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种废玻璃-电石渣基C-S-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：5-7份，电石渣粉：7.5-10.5份，助磨剂：0.5-1份，分散剂：0.5-0.6份，稳定剂：0.001-0.002份，去离子水：80-90份。

可选地，所述废玻璃-电石渣基C-S-H凝胶纳米晶核早强剂的粒径范围为200～400nm。

可选地，所述废玻璃粉的200目过筛率≥90％，Na₂O含量为15-30％，SiO₂含量为70-85％。

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。

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％。

可选地，所述稳定剂为魔芋胶、温轮胶的一种或两种。

本发明的第二目的在于提供一种制备上述废玻璃-电石渣基C-S-H凝胶纳米晶核早强剂的方法，该制备方法包括以下步骤：