一种纳米ＳｉＯ２复合水泥的制备技术制造技术

本发明专利技术属于建筑行业领域，具体涉及一种纳米ＳｉＯ２复合水泥的制备技术，主要是提供一种在农业废弃物稻壳中廉价制取纳米ＳｉＯ２，并将纳米ＳｉＯ２掺入水泥材料中，制备超高强度和超高耐久性的纳米ＳｉＯ２复合水泥。本发明专利技术创新点在于解决了传统制备纳米ＳｉＯ２成本高和纳米材料分散难的问题；制备的纳米ＳｉＯ２复合水泥具有其它水泥材料无可比拟的优良性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术涉及一种纳米SiO2复合水泥的制备技术，属于建材行业领域，主要应 用于超高强度和超高耐久性的特种水泥生产。
技术介绍
应用纳米技术对水泥进行改进性研究，可望进一步改善水泥的微观结构，以显著 提高其物理力学性能和耐久性。将纳米材料用于水泥研究中，纳米矿粉不但可以填充水泥 浆体间的微细空隙，改善这类材料的堆积效果，加快水泥的固化速率；还可以发挥纳米粒子 的表面效应和小尺寸效应，使水泥的结合强度明显提高。纳米SiO2由于其特殊的结构层次，对许多材料(包括混凝土等)都具有改性作用， 因而成为了建筑学界的新宠，被誉为是21世纪的高科技材料。纳米SiO2能更有效地吸收 水泥硬化浆体界面中所富集的氢氧化钙，细化氢氧化钙晶体，这有利于界面结构的改善和 界面物理力学性能的提高。纳米SiO2的掺入，明显地提高水泥硬化浆体的强度，特别是早 期强度；同时，能大幅度提高混凝土的抗压、抗折强度。叶青、陈荣升等都对此做了大量的研究工作，证明了纳米SiO2对水泥的良好的改 性作用，但基本都处于实验室研究阶段，没有解决传统化学制备纳米SiO2成本高的问题，这 在一定程度上限制了纳米SiO2在水泥材料中的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备具有超高强度和超高耐久性的纳米SiO2复合水泥 的技术。本文所提供的纳米SiO2是从农业废弃物稻壳中廉价制得，从根本上解决了纳米 SiO2制备成本较高的问题。本
技术实现思路
中所述的稻壳为水稻稻壳。本专利技术利用微孔热交换技术，在稻壳廉价制得具有纳米结构的生物SiO2;再通 过水泥材料的新型粉磨工艺，将水泥、矿渣粉磨成超细矿粉；最后通过超分散技术，将纳米 SiO2颗粒均勻分散在超细矿粉中，制备纳米SiO2复合水泥。本专利技术的创新点1、微孔热交换技术通过调节热交换水管的分布密度和气体流通速度来控制温 度；利用气流的流通保证稻壳充分燃烧，最大限度地制取活性强的纳米SiO2 ；在制备纳米 SiO2的同时，水流和气流将稻壳焚烧热导出，用于整个工艺生产中的加热和物料烘干；2、水泥材料的粉磨工艺在水泥微细化技术的基础上，引入椭圆球研磨介质和振 动磨组成的新型粉磨工艺，实现粉体深加工的同时，降低能源消耗；3、超分散技术利用稻壳的焚烧热，先将纳米SiO2颗粒和超细水泥矿粉60 80°C 下烘干，再通过电晕荷电技术，使颗粒表面形成极性电荷(同极性电荷的相互排斥作用阻 止颗粒团聚)，最后在高速混样机进行干混，使纳米SiO2颗粒在超细水泥矿粉中分散均勻。本专利技术技术的优点和效果如下1、以农作物废弃物稻壳为原料制取纳米SiO2 (稻壳中以生物矿化方式富集了 20% 的纳米SiO2)，有效地降低了成本；2、微孔热交换技术的利用。此技术既保证了稻壳灰有高的火山灰活性和燃烧过程 不产生污染；又最大限度地制取活性强的纳米SiO2,同时有效利用稻壳的焚烧热；3、有效利用稻壳的焚烧热，具备了低成本、多效益；4、水泥材料新型粉磨工艺的设计。此工艺将水泥、矿渣粉磨成超细矿粉的同时，有 效降低能源消耗。5、超分散技术的利用。此技术将纳米SiO2颗粒均勻分散在超细水泥矿粉中，解决 了纳米材料不易分散的难题。在大规模制备的质量控制中，做到了纳米颗粒的均勻化、分散 化、稳定化。具体实施例方式下面以对比实施例来说明本专利技术实施实例(1)稻壳中纳米SiO2的提取把稻壳进行预处理，先水洗后酸洗，以除去稻壳表面附带的泥土和其他污物，保证 制备出的SiO2具有高纯度。把预处理过的稻壳放入焚烧炉中，先在开放状态下，将炉内温度 升高到100°C并保温lh，然后关闭炉门，将温度升到500 600°C控温焚烧2 3h。焚烧炉 有一个焚烧容器，容器底板上分布有许多小孔，容器内分布有热交换水管和气体交换器，通 过调节热交换水管的分布密度和气体流通速度来控制稻壳内的焚烧温度，气体的流通保证 了稻壳的充分燃烧，同时，利用热交换水管和气体交换器导出热量，有效利用稻壳焚烧热。实施实例(2)制备纳米SiO2复合水泥将水泥材料、炉渣磨细为超细矿粉，利用稻壳导出的焚烧热60 80°C烘干。同样 将纳米SiO2烘干，按表一中的质量百分比含量均勻分散于超细水泥矿粉中。表一纳米SiO2改性水泥的抗折强度、抗压强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米ＳｉＯ↓［２］复合水泥的制备技术，其特征在于利用微孔热交换技术，在稻壳廉价制得具有纳米结构的生物ＳｉＯ↓［２］；引入新型粉磨工艺，将水泥、矿渣粉磨成超细矿粉；最后通过超分散技术，将纳米ＳｉＯ↓［２］颗粒均匀分散在超细矿粉中，制备纳米ＳｉＯ↓［２］复合水泥。

【技术特征摘要】
一种纳米SiO2复合水泥的制备技术，其特征在于利用微孔热交换技术，在稻壳廉价制得具有纳米结构的生物SiO2；引入新型粉磨工艺，将水泥、矿渣粉磨成超细矿粉；最后通过超分散技术，将纳米SiO2颗粒均匀分散在超细矿粉中，制备纳米SiO2复合水泥。2.根据权利1所述的纳米SiO2复合水泥，其特征在于微孔热交换技术，通过调节热交 换水管的分布密度和气体流通速度来控制温度，气体流通促进了稻壳充分燃烧，同时利用 水流和气流将温度导出。稻壳焚烧过程中，进料和焚烧后的出料连续进行，稻壳燃烧均勻、 充分，获得的纳米SiO2S性高。3.根据权利1所述的纳米Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传胜，赵洪义，朱化雨，朱孔赞，
申请(专利权)人：山东宏艺科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37