本發(fā)明涉及噴射混凝土用低堿速凝劑，具體涉及一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、速凝劑是一種能夠使水泥或混凝土快速凝結(jié)硬化的化學(xué)外加劑，已成為隧道工程和地下工程用噴射混凝土中必不可少的組分之一。目前國(guó)內(nèi)外的液體速凝劑按照含堿量主要分為三類(lèi)：無(wú)堿速凝劑、低堿速凝劑和堿性速凝劑經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)無(wú)堿速凝劑適應(yīng)性不好、摻量高以及對(duì)溫度敏感和堿性速凝劑后期強(qiáng)度損失嚴(yán)重，穩(wěn)定性不良等缺點(diǎn)，既能保證速凝劑在噴射混凝土工程中安全的應(yīng)用，又具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。

2、二次鋁灰是鋁熔渣經(jīng)提鋁后得到的固體廢棄物，由于含有大量氧化鋁，被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名單》，為hw321-026-48危險(xiǎn)廢物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)1噸原生鋁產(chǎn)生約35kg的二次鋁灰，生產(chǎn)1噸再生鋁產(chǎn)生約100kg二次鋁灰。二次鋁灰中的成分較為復(fù)雜且有明顯的危險(xiǎn)特性，其中含有3％～9％金屬鋁顆粒，40％～70％氧化鋁，5％～10％的sio2、mgo等氧化物，3％～6％的na3alf6、naf、caf2等氟化物。改性鋁灰是將二次鋁灰與氧化鎂、二氧化硅等物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，進(jìn)行熱力激發(fā)，激發(fā)后的鋁灰作為速凝劑中鋁的主要來(lái)源，具有較高的利用價(jià)值。二次鋁灰作為固體危廢物，其中含有豐富的鋁資源，將其制成速凝劑應(yīng)用在噴射混凝土中，產(chǎn)生了具有價(jià)值的產(chǎn)品，這將具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、1.所要解決的技術(shù)問(wèn)題：

2、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，2.技術(shù)方案：

3、一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4、步驟一：將二次鋁灰與改性原料復(fù)配后置于高溫管式燒結(jié)爐中進(jìn)行煅燒，冷卻后進(jìn)行粉磨，形成的黑色粉末狀超細(xì)粉即為改性鋁灰，其氧化鋁占比≥20％；

5、步驟二：將含鈉化合物與水等比例攪拌均勻，制成濃度為50％含鈉化合物溶液；

6、步驟三：將改性鋁灰與水置于玻璃反應(yīng)容器中常溫?cái)嚢瑁瞥射X灰溶液；

7、步驟四：在保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)的鋁灰溶液中，用滴加的方式加入步驟二中配置的含鈉化合物溶液；

8、步驟五：滴加結(jié)束后，在溶液中加入懸浮劑繼續(xù)攪拌15-30min后，滴加增稠劑，保持溫度80-90℃攪拌1-3h出鍋，即得到低堿速凝劑；低堿速凝劑的堿含量≥6％且≤18％；

9、上述過(guò)程中，各組分占原料總量的質(zhì)量百分比為：改性鋁灰30％～40％，無(wú)鐵硫酸鋁10％～20％，含鈉化合物5％～15％，懸浮劑0.5％～1.5％，增稠劑0.5％～1.5％，余量為水

10、進(jìn)一步地，所述改性原料包括氧化鎂、二氧化硅，則步驟一的復(fù)配過(guò)程為：

11、將二次鋁灰置于水中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌完成后靜置一段時(shí)間，濾掉上層液體，對(duì)下層鋁灰置于105℃烘箱中進(jìn)行烘干，烘干冷卻后得到預(yù)處理后的二次鋁灰；

12、按以下質(zhì)量百分比，取預(yù)處理后的二次鋁灰：78％～82％；氧化鎂：13％～16％；二氧化硅：3％～4％；石灰：2％～3％；置于混料機(jī)中混煉10-20min，添加質(zhì)量組分為5％～6％的聚丙烯醇作為粘結(jié)劑，充分混煉均勻后將其置于液壓成型機(jī)中，壓制成生坯；壓制過(guò)程中的成型壓力為25mpa，保壓時(shí)間為2min；將生坯放置在100-110℃烘箱中干燥24h，恒重后在高溫管式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，反應(yīng)結(jié)束，將冷卻后的熟料置于振動(dòng)式超微粉碎研磨混煉機(jī)中研磨，使其比表面積達(dá)到400m2/kg，即可得改性鋁灰。

13、進(jìn)一步地，所述的無(wú)鐵硫酸鋁為白色粉末狀超細(xì)粉，粒徑為0～2mm，其氧化鋁占比≥16％。

14、進(jìn)一步地，所述含鈉化合物為氫氧化鈉、氟化鈉、偏鋁酸鈉中的一種或者多種以任意比例混合。

15、進(jìn)一步地，所述懸浮劑為水合硅酸鎂、凹凸棒土、海泡石中的一種或多種以任意比例混合。

16、進(jìn)一步地，所述增稠劑為高分子量的聚丙烯酰胺或羧甲基纖維素。

17、進(jìn)一步地，所述生坯為所述圓柱體生坯，圓柱高1cm，直徑為2.5cm。

18、3.有益效果：

19、(1)本方法制備出的改性鋁灰基低堿速凝劑，其性能較優(yōu)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。與同性能產(chǎn)品相比，該低堿速凝劑價(jià)格低廉，約為同性能產(chǎn)品價(jià)格的1/3～1/5。

20、(2)本方法制備出的改性鋁灰基低堿速凝劑，與水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，與硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和基準(zhǔn)水泥均表現(xiàn)出良好的促凝作用和早期增強(qiáng)效果，具有較高的使用價(jià)值。

21、(3)本方法制備出的改性鋁灰基低堿速凝劑，其主要原料二次鋁灰為危險(xiǎn)廢物，該發(fā)明能夠?qū)⒍武X灰成功合成低堿速凝劑，滿足了二次鋁灰綠色生產(chǎn)和產(chǎn)品高值化要求，且該項(xiàng)技術(shù)可靠性高、運(yùn)行成本低、產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、整體經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境效益好。

技術(shù)特征：

1.一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：所述的無(wú)鐵硫酸鋁為白色粉末狀超細(xì)粉，粒徑為0～2mm，其氧化鋁占比≥16%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：所述含鈉化合物為氫氧化鈉、氟化鈉、偏鋁酸鈉中的一種或者多種以任意比例混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：所述懸浮劑為水合硅酸鎂、凹凸棒土、海泡石中的一種或多種以任意比例混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：所述增稠劑為高分子量的聚丙烯酰胺或羧甲基纖維素。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，其特征在于：所述生坯為所述圓柱體生坯，圓柱高1cm，直徑為2.5cm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種以改性鋁灰為主要原料的低堿速凝劑的制備方法，包括將二次鋁灰與改性原料復(fù)配后高溫煅燒冷卻粉磨得到改性鋁灰；制備含鈉化合物溶液；將改性鋁灰與水置于玻璃反應(yīng)容器中常溫?cái)嚢柚瞥射X灰溶液后滴加含鈉化合物溶液；在溶液中加入懸浮劑繼續(xù)攪拌15?30min后，滴加增稠劑，保溫?cái)嚢璩鲥伒玫降蛪A速凝劑；其中各組分的質(zhì)量百分比為：改性鋁灰30%～40%，無(wú)鐵硫酸鋁10%～20%，含鈉化合物5%～15%，懸浮劑0.5%～1.5%，增稠劑0.5%～1.5%。本發(fā)明制備的改性鋁灰基低堿速凝劑與水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，與硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和基準(zhǔn)水泥均表現(xiàn)出良好的促凝作用和早期增強(qiáng)效果，具有較高的使用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：孫浩,甘杰忠,陳本穩(wěn),王鵬,王學(xué)川,李偉,鄭春揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇奧萊特新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21