本发明涉及固体废弃物综合利用技术领域，尤其涉及碱激发钡渣粉及其制备方法和应用。
背景技术：
钡渣是钡盐生产过程中产生的固体废弃物。钡渣属于危险废物，其堆放污染环境，损害人体健康和侵占土地。特别是钡渣中的水溶性钡容易渗入地下水，使地下水钡离子超标，对人体造成巨大的伤害。
目前，针对钡渣的应用最多、开发力度最大的是将钡渣用作水泥混合材，通过替代一定量的胶凝材料或者水泥来掺和使用，不仅能够降低混凝土类商品的价格，而且能够将固体废弃物钡渣有效利用；另外，利用钡渣制取建材砖也是钡渣应用的又一重要途径。
但是，由于钡渣粉具有潜在的水硬性，活性低，若不激发其潜在的活性，试件的强度难以提前发挥出来，更无法在早期体现出胶结性，随着养护龄期的增长，造成钡渣粉砂浆混凝土的强度不达标，使钡渣不能高效利用；目前对于钡渣活性的激发，大部分是由于对激发剂的应用以及激发剂的碱度控制不恰当等问题，不能使碱激发钡渣硬化成型效果发挥到最大，无法实现钡渣的高附加值利用。
技术实现要素：
针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明目的是提供碱激发钡渣粉及其制备方法和应用。本碱激发剂可以有效的激发钡渣粉砂浆的活性，使之较快的达到终凝，并且可以随着养护龄期的增长强度持续得到增长，且28d强度倒缩可以控制在合理的范围内；而且成本低，能快速的应用到现场。解决现有的钡渣粉由于激发剂应用以及激发剂的碱度控制不恰当等原因，难以将碱激发钡渣硬化成型效果发挥到最大，无法实现钡渣高附加值利用的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的碱激发钡渣粉，以所述钡渣粉使用总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括20.0％～30.0％的水玻璃、1.5％～3.0％的氢氧化钠、0.04％～0.06％的聚羧酸干粉、0.01％～0.04％的膨胀剂。
进一步地，以所述钡渣粉使用总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括20.0％～25.0％的水玻璃、1.5％～2.3％的氢氧化钠、0.04％～0.05％的聚羧酸干粉、0.01％～0.02％的膨胀剂。
进一步地，以所述钡渣粉使用总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括25.0％～30.0％的水玻璃、2.3％～3.0％的氢氧化钠、0.05％～0.06％的聚羧酸干粉、0.02％～0.04％的膨胀剂。
进一步地，所述水玻璃波美度为45-50，固体含量为42-45％，水玻璃模数为2.5-2.8。
优选地，所述水玻璃波美度为48-50，固体含量为43％，水玻璃模数为2.6。
进一步地，所述聚羧酸干粉采用掺量为1.0～1.2％时，其减水率可以达到25％以上的聚羧酸干粉。
具体地，所述膨胀剂采用氧化钙和硫铝酸钙等现有常规的膨胀剂均可。
进一步地，所述的氢氧化钠为分析纯。
本发明的碱激发钡渣粉作为混凝土外加剂添加至蒸养混凝土钡渣粉砂浆中的应用，将上述原料搅拌均匀，浇筑成型普通洒水养护即可。
本发明的碱激发钡渣粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1至3中任意一项所述碱激发钡渣粉组分及含量称取各原料；并将聚羧酸干粉与膨胀剂以及适量水加入钡渣粉砂浆中混合均匀；
步骤二、将氢氧化钠加入到原水玻璃溶液中，通过控制氢氧化钠的掺入量调节水玻璃的模数，均匀混合后得液体混合物；
步骤三、将上述步骤二得到的液体混合物加入步骤一的混料中，搅拌均匀即可。
本发明提供的碱激发钡渣粉及其制备方法和应用，通过氢氧化钠调节水玻璃的碱度，从而改变水玻璃的模数和性质，并在此基础上添加聚羧酸干粉的目的是为了降低用水量，改变拌合物的拌合性能，减少用水量，提高强度和水分挥发造成的干缩等影响；添加膨胀剂是防止试件在硬化的过程中试件收缩，通过加入膨胀剂能够很好的抵消和抑制试件的收缩。各组分协同作用，将碱激发钡渣硬化成型效果发挥到最大，增强碱激发剂对钡渣粉活性激发和后期强度，不仅成本远远低于其他同类别的产品，而且强度可以到达非承重结构建筑砖块的强度标准。另外，本发明的碱激发剂为液体，无毒，可以提高钡渣粉砂浆的耐久性和抗压强度，对钢筋无锈蚀作用，极其适用于推广应用和生产。
而且，本发明的制备和使用方法简单，成本相对于同行业的其他产品大大降低。而且本发明的碱激发剂和各类钡渣粉都有良好的适应性，甚至也可以延伸到其他固体废弃物中使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1的碱激发钡渣粉，以所述钡渣粉使用的总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括20.0％的水玻璃、1.7％的氢氧化钠、0.05％的聚羧酸干粉和0.04％的氧化钙，所述水玻璃需要与氢氧化钠通过一定比例复合使用。其中，所述聚羧酸干粉采用掺量为1.0～1.2％时，减水率可以达到25％以上的聚羧酸干粉。
本发明实施例1的碱激发剂通过氢氧化钠的用量调节水玻璃溶液的碱度，直接向水玻璃溶液中加入适量的氢氧化钠搅拌溶解即可。
实施例2
本实施例2的碱激发钡渣粉，以所述钡渣粉使用的总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括25.0％的水玻璃、2.1％的氢氧化钠、0.06％的聚羧酸干粉和0.04％的氧化钙，充分混合均匀后方可使用。
实施例3
本实施例3的碱激发钡渣粉，以所述钡渣粉使用的总质量为基准，所述碱激发钡渣粉中包括30.0％的水玻璃、2.5％的氢氧化钠、0.06％的聚羧酸干粉和0.04％的氧化钙，充分混合均匀后方可使用。
实施例4
本实施例4的碱激发钡渣粉的制备方法，是通过以下步骤实现的：
步骤一、按所述配比剂百分数含量称取各原料；将羧酸干粉与膨胀剂与钡渣粉砂浆混合均匀；
步骤二、将氢氧化钠加入到原水玻璃溶液中，通过控制掺入量调剂水玻璃的模数，以此达到可以激发钡渣粉的活性的碱度，混合均匀后，留样备用；
步骤三、步骤二所配制的液体加入至步骤一所配样中，搅拌均匀，浇筑成型普通洒水养护即可。
试验例
本发明采用实施例4的制备方法，将实施例1-3的配比得到的碱激发钡渣粉作为试验组与对比组，通过40mm×40mm×160mm的成型试块做强度对比。
试验组采用钡渣粉与砂子比例为4:1的比例作为钡渣粉砂浆配比。
对比组中仅加入水作为比较，所有物质掺量以钡渣粉质量为基准，测试结果如下表1。
表1强度测试结果对比表
通过表1的测试结果可以看出，本发明的碱激发剂相对于未掺时的对比组具有明显的效果，且强度远远高于相同配比下的对比组的强度，有效的提高钡渣粉的硬化强度，对于钡渣等固体废弃物的利用意义重大，本发明的关键在于个组分掺量的控制，尤其对于钡渣粉的综合利用具有重要的意义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。