一種單組份堿激發鎳渣水泥及其制備和使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種單組份堿激發鎳渣水泥及其制備和使用方法。單組份堿激發鎳渣水泥由鎳渣、普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na2SO4和萘系高效減水劑組成，其力學性能和工作性達到普通硅酸鹽水泥的要求，且只要加水就可以使用，施工方便。與普通硅酸鹽水泥相比，本發明研發的單組份堿激發鎳渣水泥還具有無需煅燒過程（能耗低），采用工業廢料??鎳渣作為主要原料（成本低）等優點，具有良好的社會、經濟、環保效益，適合大規模推廣運用。
【專利說明】
一種單組份堿激發鎳渣水泥及其制備和使用方法
技術領域
[0001] 本發明屬于新型水泥材料領域，具體涉及一種單組份堿激發鎳渣水泥及其制備和 使用方法。
【背景技術】
[0002] 我國2014年水泥產量高達24.76億噸，其中絕大部分為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥煅 燒溫度高達1450°C，能耗物耗高、碳排放高、環境污染嚴重、耐酸耐蝕性差和耐久性差，且消 耗大量的優質石灰巖資源。堿激發水泥作為一種新型水泥，最開始是由德國學者發現的，其 利用磨細的礦渣微粉和氫氧化鉀溶液混合，并研究了其膠凝特性。隨后前蘇聯及世界上其 他許多國家對堿激發水泥及其混凝土進行了廣泛的研究，前蘇聯先后頒布了大量有關堿-激發礦渣水泥和混凝土的規范和標準。堿礦渣水泥相較普通硅酸鹽水泥來說，具有高強、快 硬、抗滲、耐久、耐蝕、低碳排放和對集料要求低等優點。隨著堿礦渣水泥的使用，礦渣需求 也日漸增多，因此尋求價格更低廉的一些其他廢棄渣取代原礦渣制備堿激發水泥是十分有 意義的。傳統的堿激發水泥大多是利用堿的水溶液與鋁硅酸鹽材料(如粉煤灰、礦渣和鎳渣 等)進行混合制備堿激發水泥，這就使得堿激發水泥需要現場配制，不能像普通硅酸鹽水泥 一樣直接加水攪拌使用。而且對于堿激發水泥來說，其凝結時間較快一直是阻礙其在工程 中運用的難題。所以，目前市場上需求一種能像普通硅酸鹽水泥一樣只需加水就能直接使 用且價廉的堿激發水泥，而且凝結時間滿足普通硅酸鹽水泥的凝結時間要求。《一種低溫煅 燒制備常溫養護單組份堿激發水泥的方法》(專利號:CN201210410858.6)和《一種常溫養護 復合單組份堿激發水泥的制備方法》（專利號:CN201410766746.3)介紹了兩種單組份堿激 發水泥的制備方法，在制備過程中需要煅燒硅鋁氧化物的原料與堿性激發劑的混合料，這 使得能耗物耗較高，且環境污染高，因此，不經過煅燒就可以直接使用的堿激發水泥具有廣 泛的應用前景和市場。
【發明內容】
[0003] 鑒于常用堿礦渣水泥的使用不便以及成本較高等問題，本發明的目的之一是提供 一種單組份堿激發鎳渣水泥及其制備和使用方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明的內容如下： 研發一種單組份堿激發鎳渣水泥，其各組分按照重量百分數計:鎳渣為85%~95%、普通 娃酸鹽水泥5%~15%，兩者的重量百分數之和為100%，NaOH為鎳渣和普通娃酸鹽水泥兩者重 量之和的2%~6%，Na2S〇4為鎳渣和普通硅酸鹽水泥兩者重量之和的0.5%~1.5%，萘系高效減水 劑為鎳渣和普通硅酸鹽水泥重量之和的0.5%~1.5%。普通硅酸鹽水泥為P. 0 425水泥。NaOH 和Na2S〇4均為分析純，純度為99%。萘系高效減水劑的主要成分為β-萘磺酸鈉甲醛縮合物。
[0005] 將鎳渣、普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na2S〇4和萘系高效減水劑分別磨細至350~400 m2/ kg，然后混合均勻，制得單組份堿激發鎳渣水泥。
[0006] 向單組份堿激發鎳渣水泥中加入水攪拌混合成漿體，水的重量為鎳渣和普通硅酸 鹽水泥兩者重量之和的27%~37%，使得水泥漿有一定的流動性，能夠在模具中振動密實;并 在攪拌完成后測量其凝結時間；振動密實后在多90%相對濕度和50~80°C的溫度下養護3天， 得到水泥凈漿試塊，測其抗折和抗壓強度。
[0007] 與現有常用堿礦渣水泥相比，本發明具有以下有益效果： (1)激發劑、鎳渣和水泥磨細后均勻混在一起，然后直接加水就能使用，使用簡易，且 符合工人使用水泥的習慣。
[0008] (2)凝結時間較長，能夠滿足施工要求。
[0009] (3)鎳渣較礦渣相比，價格也較低廉，節省了成本。
[0010] (4)本發明的堿激發水泥不用經過煅燒就可以直接使用的，節省了成本、降低了 能耗。
【具體實施方式】
[0011] 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0012] 實施例1 本發明實例中采用了福建福建源鑫集團提供的鎳渣，NaOH和Na2S〇4均為上海試劑總廠 提供的分析純NaOH和Na2S04。有關鎳渣的化學成分表見1。各組分重量為：按照重量百分數 計:鎳渣為90%、普通娃酸鹽水泥10%，兩者的重量百分數之和為100%，NaOH為鎳渣和普通娃 酸鹽水泥兩者重量之和的4%，Na 2S〇4為鎳渣和普通娃酸鹽水泥兩者重量之和的1%，萘系減水 劑為鎳渣和普通娃酸鹽水泥重量之和的1%。
[0013] 將鎳渣、普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na2S〇4和萘系高效減水劑分別磨細至350m 2/kg，加 入攪拌鍋中攪拌5min，之后加入水，水的重量為鎳渣和普通硅酸鹽水泥兩者重量之和的 32%，加水之后攪拌2min后，測得初凝時間為58min，終凝時間為87min，澆筑到40X40X 160mm3的鋼模中成型，振動密實后在90%相對濕度和50°C的溫度下養護3天制得單組份堿激 發鎳渣水泥凈漿試塊，測得試塊3天的抗折強度為3.2MPa，3天的抗壓強度為28.9MPa。
[0014]表1鎳渣主要化學成分
實施例2 本發明實例中采用了福建福建源鑫集團提供的鎳渣，NaOH和Na2S04均為上海試劑總廠 提供的分析純NaOH和Na2S04。有關鎳渣的化學成分表見1。各組分重量為：按照重量百分數 計:鎳渣為85%、普通硅酸鹽水泥15%，兩者的重量百分數之和為100%，Na0H為鎳渣和普通硅 酸鹽水泥兩者重量之和的2%，Na 2S〇4為鎳渣和普通娃酸鹽水泥兩者重量之和的1.5%，萘系減 水劑為鎳渣和普通娃酸鹽水泥重量之和的〇. 5%。
[0015] 將鎳渣、普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na2S〇4和萘系高效減水劑分別磨細至400 m2/kg， 加入攪拌鍋中攪拌5min，之后加入水，水的重量為鎳渣和普通硅酸鹽水泥兩者重量之和的 27%，加水之后攪拌2min后，測得初凝時間為46min，終凝時間為79min，澆筑到40X40X 160mm3的鋼模中成型，振動密實后在93%相對濕度和70°C的溫度下養護3天制得單組份堿激 發鎳渣水泥凈漿試塊，測得試塊3天的抗折強度為2.7MPa，3天的抗壓強度為24.5MPa。
[0016] 實施例3 本發明實例中采用了福建福建源鑫集團提供的鎳渣，NaOH和Na2S04均為上海試劑總廠 提供的分析純NaOH和Na2S04。有關鎳渣的化學成分表見1。各組分重量為：按照重量百分數 計:鎳渣為95%、普通娃酸鹽水泥5%，兩者的重量百分數之和為100%，NaOH為鎳渣和普通娃酸 鹽水泥兩者重量之和的6%，Na 2S〇4為鎳渣和普通娃酸鹽水泥兩者重量之和的0.5%，萘系減水 劑為鎳渣和普通娃酸鹽水泥重量之和的1.5%。
[0017] 將鎳渣、普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na2S〇4和萘系高效減水劑分別磨細至375 m2/kg， 加入攪拌鍋中攪拌5min，之后加入水，水的重量為鎳渣和普通硅酸鹽水泥兩者重量之和的 27%，加水之后攪拌2min后，測得初凝時間為65min，終凝時間為92min，澆筑到40X40X 160mm3的鋼模中成型，振動密實后在95%相對濕度和80°C的溫度下養護3天制得單組份堿激 發鎳渣水泥凈漿試塊，測得試塊3天的抗折強度為3.7MPa，3天的抗壓強度為32.9MPa。
[0018] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1. 一種單組份堿激發鎳渣水泥，其特征在于，各組分按照重量百分數計：鎳渣為85%~ 95%、普通硅酸鹽水泥5%~15%，兩者的重量百分數之和為100%，Na0H為鎳渣和普通硅酸鹽水 泥兩者重量之和的2%~6%，Na2S〇4為鎳渣和普通娃酸鹽水泥兩者重量之和的0.5%~1.5%，萘系 高效減水劑為鎳渣和普通硅酸鹽水泥重量之和的〇. 5%~1.5%。2. 根據權利要求1所述的單組份堿激發鎳渣水泥，其特征在于:普通硅酸鹽水泥為P. 0 425水泥。3. 根據權利要求1所述的單組份堿激發鎳渣水泥，其特征在于:NaOH和Na2S04均為分析 純，純度為99%。4. 根據權利要求1所述的單組份堿激發鎳渣水泥，其特征在于:萘系高效減水劑的主要 成分為萘磺酸鈉甲醛縮合物。5. -種如權利要求1所述的單組份堿激發鎳渣水泥的制備方法，其特征在于:將鎳渣、 普通硅酸鹽水泥、NaOH、Na 2S〇4和萘系高效減水劑分別磨細至350~400 m2/kg，然后混合均 勻，制得單組份堿激發鎳渣水泥。6. -種如權利要求1所述的單組份堿激發鎳渣水泥的使用方法，其特征在于：向單組份 堿激發鎳渣水泥中加入水攪拌混合成漿體，水的重量為鎳渣和普通硅酸鹽水泥兩者重量之 和的27%~37%，使得水泥漿有一定的流動性，能夠在模具中振動密實;振動密實后在多90%相 對濕度和50~80°C的溫度下養護3天，得到水泥凈漿試塊。
【文檔編號】C04B28/08GK106045433SQ201610385239
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】季韜, 楊宇, 王鵬輝, 梁詠寧
【申請人】福州大學