專利名稱：一種納米SiO₂復(fù)合水泥的制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)發(fā)明涉及一種納米SiO2復(fù)合水泥的制備技術(shù)，屬于建材行業(yè)領(lǐng)域，主要應(yīng) 用于超高強(qiáng)度和超高耐久性的特種水泥生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
應(yīng)用納米技術(shù)對水泥進(jìn)行改進(jìn)性研究，可望進(jìn)一步改善水泥的微觀結(jié)構(gòu)，以顯著 提高其物理力學(xué)性能和耐久性。將納米材料用于水泥研究中，納米礦粉不但可以填充水泥 漿體間的微細(xì)空隙，改善這類材料的堆積效果，加快水泥的固化速率；還可以發(fā)揮納米粒子 的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，使水泥的結(jié)合強(qiáng)度明顯提高。納米SiO2由于其特殊的結(jié)構(gòu)層次，對許多材料(包括混凝土等)都具有改性作用， 因而成為了建筑學(xué)界的新寵，被譽(yù)為是21世紀(jì)的高科技材料。納米SiO2能更有效地吸收 水泥硬化漿體界面中所富集的氫氧化鈣，細(xì)化氫氧化鈣晶體，這有利于界面結(jié)構(gòu)的改善和 界面物理力學(xué)性能的提高。納米SiO2的摻入，明顯地提高水泥硬化漿體的強(qiáng)度，特別是早 期強(qiáng)度；同時(shí)，能大幅度提高混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度。葉青、陳榮升等都對此做了大量的研究工作，證明了納米SiO2對水泥的良好的改 性作用，但基本都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，沒有解決傳統(tǒng)化學(xué)制備納米SiO2成本高的問題，這 在一定程度上限制了納米SiO2在水泥材料中的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備具有超高強(qiáng)度和超高耐久性的納米SiO2復(fù)合水泥 的技術(shù)。本文所提供的納米SiO2是從農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼中廉價(jià)制得，從根本上解決了納米 SiO2制備成本較高的問題。本發(fā)明內(nèi)容中所述的稻殼為水稻稻殼。本發(fā)明利用微孔熱交換技術(shù)，在稻殼廉價(jià)制得具有納米結(jié)構(gòu)的生物SiO2;再通 過水泥材料的新型粉磨工藝，將水泥、礦渣粉磨成超細(xì)礦粉；最后通過超分散技術(shù)，將納米 SiO2顆粒均勻分散在超細(xì)礦粉中，制備納米SiO2復(fù)合水泥。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)1、微孔熱交換技術(shù)通過調(diào)節(jié)熱交換水管的分布密度和氣體流通速度來控制溫 度；利用氣流的流通保證稻殼充分燃燒，最大限度地制取活性強(qiáng)的納米SiO2 ；在制備納米 SiO2的同時(shí)，水流和氣流將稻殼焚燒熱導(dǎo)出，用于整個(gè)工藝生產(chǎn)中的加熱和物料烘干；2、水泥材料的粉磨工藝在水泥微細(xì)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入橢圓球研磨介質(zhì)和振 動(dòng)磨組成的新型粉磨工藝，實(shí)現(xiàn)粉體深加工的同時(shí)，降低能源消耗；3、超分散技術(shù)利用稻殼的焚燒熱，先將納米SiO2顆粒和超細(xì)水泥礦粉60 80°C 下烘干，再通過電暈荷電技術(shù)，使顆粒表面形成極性電荷(同極性電荷的相互排斥作用阻 止顆粒團(tuán)聚)，最后在高速混樣機(jī)進(jìn)行干混，使納米SiO2顆粒在超細(xì)水泥礦粉中分散均勻。
本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、以農(nóng)作物廢棄物稻殼為原料制取納米SiO2 (稻殼中以生物礦化方式富集了 20% 的納米SiO2)，有效地降低了成本；2、微孔熱交換技術(shù)的利用。此技術(shù)既保證了稻殼灰有高的火山灰活性和燃燒過程 不產(chǎn)生污染；又最大限度地制取活性強(qiáng)的納米SiO2,同時(shí)有效利用稻殼的焚燒熱；3、有效利用稻殼的焚燒熱，具備了低成本、多效益；4、水泥材料新型粉磨工藝的設(shè)計(jì)。此工藝將水泥、礦渣粉磨成超細(xì)礦粉的同時(shí)，有 效降低能源消耗。5、超分散技術(shù)的利用。此技術(shù)將納米SiO2顆粒均勻分散在超細(xì)水泥礦粉中，解決 了納米材料不易分散的難題。在大規(guī)模制備的質(zhì)量控制中，做到了納米顆粒的均勻化、分散 化、穩(wěn)定化。
具體實(shí)施例方式下面以對比實(shí)施例來說明本發(fā)明實(shí)施實(shí)例(1)稻殼中納米SiO2的提取把稻殼進(jìn)行預(yù)處理，先水洗后酸洗，以除去稻殼表面附帶的泥土和其他污物，保證 制備出的SiO2具有高純度。把預(yù)處理過的稻殼放入焚燒爐中，先在開放狀態(tài)下，將爐內(nèi)溫度 升高到100°C并保溫lh，然后關(guān)閉爐門，將溫度升到500 600°C控溫焚燒2 3h。焚燒爐 有一個(gè)焚燒容器，容器底板上分布有許多小孔，容器內(nèi)分布有熱交換水管和氣體交換器，通 過調(diào)節(jié)熱交換水管的分布密度和氣體流通速度來控制稻殼內(nèi)的焚燒溫度，氣體的流通保證 了稻殼的充分燃燒，同時(shí)，利用熱交換水管和氣體交換器導(dǎo)出熱量，有效利用稻殼焚燒熱。實(shí)施實(shí)例(2)制備納米SiO2復(fù)合水泥將水泥材料、爐渣磨細(xì)為超細(xì)礦粉，利用稻殼導(dǎo)出的焚燒熱60 80°C烘干。同樣 將納米SiO2烘干，按表一中的質(zhì)量百分比含量均勻分散于超細(xì)水泥礦粉中。表一納米SiO2改性水泥的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度
權(quán)利要求
一種納米SiO2復(fù)合水泥的制備技術(shù)，其特征在于利用微孔熱交換技術(shù)，在稻殼廉價(jià)制得具有納米結(jié)構(gòu)的生物SiO2；引入新型粉磨工藝，將水泥、礦渣粉磨成超細(xì)礦粉；最后通過超分散技術(shù)，將納米SiO2顆粒均勻分散在超細(xì)礦粉中，制備納米SiO2復(fù)合水泥。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的納米SiO2復(fù)合水泥，其特征在于微孔熱交換技術(shù)，通過調(diào)節(jié)熱交 換水管的分布密度和氣體流通速度來控制溫度，氣體流通促進(jìn)了稻殼充分燃燒，同時(shí)利用 水流和氣流將溫度導(dǎo)出。稻殼焚燒過程中，進(jìn)料和焚燒后的出料連續(xù)進(jìn)行，稻殼燃燒均勻、 充分，獲得的納米SiO2S性高。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的納米SiO2復(fù)合水泥，其特征在于水泥材料的粉磨工藝，在水泥微 細(xì)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入橢圓球研磨介質(zhì)和振動(dòng)磨組成的新型粉磨工藝，實(shí)現(xiàn)粉體深加工 的同時(shí)，降低能源消耗。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的納米SiO2復(fù)合水泥，其特征在于超分散技術(shù)，先將納米SiO2顆粒 和超細(xì)水泥礦粉60 80°C下烘干，再通過電暈荷電技術(shù)，使顆粒表面形成極性電荷(同極 性電荷的相互排斥作用阻止顆粒團(tuán)聚)，最后在高速混樣機(jī)進(jìn)行干混，使納米SiO2顆粒在超 細(xì)水泥礦粉中分散均勻。
5.根據(jù)權(quán)利1、4所述的納米SiO2復(fù)合水泥，其特征在于納米SiO2顆粒和超細(xì)水泥礦 粉烘干使用稻殼的焚燒熱。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑行業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種納米SiO2復(fù)合水泥的制備技術(shù)，主要是提供一種在農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼中廉價(jià)制取納米SiO2，并將納米SiO2摻入水泥材料中，制備超高強(qiáng)度和超高耐久性的納米SiO2復(fù)合水泥。本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)在于解決了傳統(tǒng)制備納米SiO2成本高和納米材料分散難的問題；制備的納米SiO2復(fù)合水泥具有其它水泥材料無可比擬的優(yōu)良性能。
文檔編號C04B7/14GK101993207SQ20091001764
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者孫傳勝, 朱化雨, 朱孔贊, 趙洪義 申請人:山東宏藝科技股份有限公司