一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂及其制备方法，属于混凝土废浆浓缩技术领域，该混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1～2％、水溶性糖类5～15％、纤维素醚衍生物1～3％、丙三醇60～75％、磷酸酯化试剂15～25％、去离子水2～5％和催化剂0.5～3％。本发明专利技术以膨胀性黏土、水溶性糖类、纤维素醚衍生物、丙三醇和磷酸酯化试剂为主要原料，在催化剂的作用下，通过羟基与磷酸基团的酯化反应制得混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂；通过各组分间的协同作用，显著提升了混凝土废浆浓缩液在存储和应用过程中的稳定性与匀质性，减少了泌水分层以及板结现象。象。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土废浆浓缩
，具体涉及到一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土废浆是在混凝土生产、运输和施工相关设备清洗后产生的废水、废渣等经过砂石分离设备分离出砂石、粗砂后的液态浆体。混凝土废浆由固渣(固体颗粒)和澄清液组成，固渣主要为部分未水化的胶凝材料、水化产物和少量石粉、泥等固体颗粒；废浆澄清液为废浆静置一段时间的上层清液，其pH值呈碱性，另外还含有混凝土的一些可溶解的无机盐、外加剂离子等。若将其不加处置直接排放，会对生态造成较大危害，也不满足环保要求。目前混凝土废浆浓缩分离是一种环保高效的处置手段，可实现混凝土废浆的清洁化和高值化利用。
[0003]混凝土废浆经过浓缩分离后，会进行充分研磨，其中固体颗粒可达到纳米尺寸，物理研磨活化后的废浆浓缩液可作为胶凝材料掺入到混凝土中，实现资源化利用。但在应用过程中存在两个方面的问题：一是研磨后的废浆浓缩液含有大量的纳米颗粒，其比表面积大，表面能较高，易团聚沉降，甚至板结，造成浆体浓度不均，导致应用过程中产生波动。二是浓缩液中含有一定量未水化的胶凝材料颗粒，在存放过程中发生水化反应，导致结块，浆体的活性降低，对应用过程中的混凝土强度发展不利。以上两个方面均不利于浆体的匀质化储存，在应用过程中有效含量出现波动，影响其应用效果。因此，需要针对混凝土废浆浓缩液体系开发一种能够同时起到抑制颗粒团聚和胶材水化的专用悬浮稳定剂。

技术实现思路

[0004]针对上述不足，本专利技术的目的是提供一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂及其制备方法，可有效解决研磨后的混凝土废浆浓缩液在存储和应用过程中的稳定性差、匀质性差和易出现水分层以及板结现象等问题。
[0005]为达上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0006]本专利技术提供一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1～2％、水溶性糖类5～15％、纤维素醚衍生物1～3％、丙三醇60～75％、磷酸酯化试剂15～25％、去离子水2～5％和催化剂0.5～3％。
[0007]进一步地，上述混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1～2％、水溶性糖类6～10％、纤维素醚衍生物1～3％、丙三醇60～70％、磷酸酯化试剂15～20％、去离子水2～5％和催化剂0.5～2％。
[0008]进一步地，上述混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1％、水溶性糖类6％、纤维素醚衍生物1％、丙三醇70％、磷酸酯化试剂17％、去离子水3％和催化剂2％。
[0009]进一步地，膨胀性黏土为高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石中的至少一种。
[0010]本专利技术中膨胀性黏土层间含有大量羟基，可进行改性接枝，得到单分散的悬浮体，并形成网络骨架结构，限制固体颗粒的沉降，同时具有吸附性、增稠性、触变性与膨润性，提升混凝土废浆浓缩液浆体悬浮稳定性。
[0011]进一步地，膨胀性黏土的粒径≤20um。
[0012]本专利技术中膨胀性黏土的粒径越小有利于混凝土废浆浓缩液悬浮稳定。
[0013]进一步地，水溶性糖类为葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、蔗糖、乳糖和麦芽糖中的至少一种。
[0014]本专利技术中水溶性糖类是多羟基化合物，接枝到膨胀性黏土表面可提升混凝土废浆浓缩液的浸润性以及对固体颗粒的吸附能力，改善混凝土废浆浓缩液悬浮分散效果。同时，水溶性糖类作为混凝土缓凝剂，可抑制未水化颗粒的反应，减少水化反应引起的板结和沉降现象。
[0015]进一步地，纤维素醚衍生物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
[0016]本专利技术中纤维素醚衍生物可增加混凝土废浆浓缩液浆体的粘度，提升对固体颗粒的分散和悬浮作用。
[0017]进一步地，纤维素醚衍生物的分子量范围为5000～30000g/mol。
[0018]本专利技术中纤维素醚衍生物分子量过大，会导致反应溶液粘度过大不利于后续反应。
[0019]进一步地，磷酸酯化试剂为三氯化磷、五氧化二磷、焦磷酸和多聚磷酸中的至少一种。
[0020]本专利技术中磷酸酯化试剂对体系中部分羟基进行酯化反应，从而引入磷酸基改性的多羟基结构，增加悬浮剂的吸附基团，提升对固体颗粒的吸附分散作用；同时磷酸基团具有抑制水化的作用，减少水化引起的板结和沉降现象。
[0021]进一步地，催化剂为对甲苯磺酸、甲酸、乙酸、硫酸、亚硫酸、磷酸、亚磷酸中的至少一种。
[0022]本专利技术还提供上述混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂的制备方法，以膨胀性黏土、水溶性糖类、纤维素醚衍生物、丙三醇和磷酸酯化试剂为主要原料，在催化剂的作用下，通过羟基与磷酸基团的酯化反应制得。
[0023]进一步地，上述混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
[0024]步骤(1)：将丙三醇和去离子水加入反应容器中，室温搅拌混合均匀，再加入水溶性糖类和纤维素醚衍生物，升温至60～80℃，持续搅拌2～4h，得到澄清溶液；
[0025]步骤(2)：将膨胀性黏土加入到步骤(1)所得的澄清溶液中，持续搅拌1～3h，得到均匀悬浮液；
[0026]步骤(3)：将催化剂加入到步骤(2)所得的悬浮液中，搅拌5～10min，随后于1～2h内连续加入磷酸酯化试剂，于70～90℃温度下反应4～8h，制得混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂。
[0027]进一步地，步骤(2)中搅拌的转速为6000～10000rpm。
[0028]本专利技术步骤(2)中采用高速搅拌的方式可促进黏土的溶胀和溶解，得到均匀的悬浮液。
[0029]进一步地，步骤(1)中温度优选为70℃；步骤(3)中温度优选为80℃。
[0030]综上所述，本专利技术具有以下优点：
[0031]1、本专利技术提供了一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，以膨胀性黏土、水溶性糖类、纤维素醚衍生物、丙三醇和磷酸酯化试剂为主要原料，通过各组分间的协同作用，显著提升了混凝土废浆浓缩液在存储和应用过程中的稳定性与匀质性，减少了泌水分层以及板结现象。
[0032]2、本专利技术利用膨胀性黏土层间含有的大量羟基，进行改性接枝，形成单分散的悬浮体，得到网络骨架结构，限制固体颗粒的沉降，同时具有吸附性、增稠性、触变性与膨润性，提升浆体悬浮稳定性。
[0033]3、本专利技术利用糖类的多羟基结构，接枝到膨胀性黏土表面，提升混凝土废浆的浸润性以及对固体颗粒的吸附能力，改善悬浮分散效果；同时糖类作为常用的混凝土缓凝剂，可抑制未水化颗粒的反应，减少水化反应引起的板结和沉降现象。
[0034]4、本专利技术在混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂中磷酸酯化试剂对体系中部分羟基进行酯化反应，从而引入磷酸基改性的多羟基结构，增加悬浮剂的吸附基团，提升对固体颗粒的吸附分散作用；同时磷酸基团具有抑制水化的作用，减少水化引起的板结和沉降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1～2％、水溶性糖类5～15％、纤维素醚衍生物1～3％、丙三醇60～75％、磷酸酯化试剂15～25％、去离子水2～5％和催化剂0.5～3％。2.如权利要求1所述的混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1～2％、水溶性糖类6～10％、纤维素醚衍生物1～3％、丙三醇60～70％、磷酸酯化试剂15～20％、去离子水2～5％和催化剂0.5～2％。3.如权利要求2所述的混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：膨胀性黏土1％、水溶性糖类6％、纤维素醚衍生物1％、丙三醇70％、磷酸酯化试剂17％、去离子水3％和催化剂2％。4.如权利要求1～3任一项所述的混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，所述膨胀性黏土为高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石中的至少一种。5.如权利要求1～3任一项所述的混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，所述水溶性糖类为葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、蔗糖、乳糖和麦芽糖中的至少一种。6.如权利要求1～3任一项所述的混凝土废浆浓缩液悬浮稳定剂，其特征在于，所述纤维素醚衍生物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文，曾超，王军，刘明，高育欣，吴雄，张磊，王福涛，高达，
申请(专利权)人：中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：