一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法与流程

本发明属于胶凝材料技术领域，特别涉及一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法。

背景技术：

随着化工工业和生产的发展，含钡废渣和钡渣产生量逐年增加。由于含钡废渣有一定的毒性，会对环境造成很大污染，国内外对其进行处理也十分慎重。含钡废渣不仅作为矿化剂可在一定程度上提高水泥强度、改善水泥性能，而且还可用来制备水化硅酸钡水泥，具有早期强度高、较大的密度，可配制成均匀性及密实性较好的重混凝土。从而控制成本，节约资源，节能利废，在建筑材料中得到了一定的应用。因此，深入研究含钡废渣应用，对建筑材料的发展具有积极的意义。钡水泥属于具有低水化热的特种水泥，可作为防辐射的重晶石混凝土。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法，以氢氧化钡和硅酸为原料，用去离子水作为拌和溶液，制备具有防辐射特性的硅酸钡胶凝材料。本方法具环境适应性强，节能环保，资源化循环利用，控制方便，便于工业化应用的优点

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法，将氢氧化钡与硅酸按照ba：si摩尔比1:1的比例分别溶于去离子水中，然后在密封容器中混合搅拌，恒温水浴，抽滤，干燥，即得水化硅酸钡胶凝材料。

优选地，所述去离子水与氢氧化钡的质量比为(1.5-3)：1。

优选地，所述混合搅拌在常温环境下进行，充分搅拌后密封静置1小时。

优选地，所述密封静置前，向密封容器中冲入氮气。

优选地，所述恒温水浴条件为60℃，24小时。

优选地，所述恒温水浴的混合溶液引入布氏漏斗中,低压抽滤，先后用去离子水、无水乙醇依次抽滤2次。

优选地，所述抽滤后的产物置于真空干燥箱中60℃下干燥。

优选地，所述氢氧化钡和硅酸的化学成分如下：

氢氧化钡：分析式ba(oh)2·8h2o，ba(oh)2·8h2o含量≥98％，钡杂质含量≤1％；

硅酸：不纯最高含量：不挥发物0.20％，灼烧失重20-28％，氯化物0.005％，硫酸盐0.02％，铁0.005％，以pb计，重金属0.005％。

本发明制备所得胶凝材料可用于供生物体防护与高温或硫酸盐腐蚀相结合的放射性辐射，或用于长期存放中低级的放射性废物。

硅酸钡水泥早期强度高，并具有较大的密度。用其可配制成均匀性及密实性较好的重混凝土，它除了具有普通混凝土的物理性能外，还具有比重大。可以用来供生物体防护与高温或硫酸盐腐蚀相结合的放射性辐射，也可用它长期存放中低级的放射性废物。本发明可替代使用重晶石和黏土烧制得到熟料，加入适量的石膏共同粉磨而成硅酸钡水泥的方法，采用溶胶凝胶法不需要煅烧，更具有经济效益。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

图2是本发明试验所得产物的xrd衍射图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法，步骤如下：

(1)称取157.735g氢氧化钡，置于去离子水中，用玻璃棒充分搅拌溶解；氢氧化钡化学成分如下：分析式ba(oh)2·8h2o，ba(oh)2·8h2o含量≥98％，钡杂质含量≤1％；

(2)按照ba：si摩尔比1:1，称取硅酸39.05g，置于去离子水中，用玻璃棒充分搅拌溶解；两步中一共使用去离子水300g。硅酸的化学成分如下：不纯最高含量：不挥发物0.20％，灼烧失重20-28％，氯化物0.005％，硫酸盐0.02％，铁0.005％，以pb计，重金属0.005％；

(3)将步骤(1)与(2)配置的两种溶液混合，在500ml密封容器中混合搅拌，或者搅拌均匀后再置入密封容器中，常温环境下密封静置1小时。

(4)将步骤(3)中的混合溶液冲入氮气并密封，或者在静置之前冲入氮气，然后将密封后的容器置于水浴恒温箱中，温度设为60℃，水浴加热24小时；

(5)将步骤(4)中水浴后的混合溶液引入布氏漏斗中，结合相应型号的滤纸，低压抽滤，先后用去离子水、无水乙醇依次抽滤2次；

(6)将步骤(5)抽滤后的试样置于真空干燥箱中60℃下干燥，得到水化硅酸钡胶凝材料，其xrd图如图2所示，可以看出所得产物为水化硅酸钡。

本发明制备所得胶凝材料可用于供生物体防护与高温或硫酸盐腐蚀相结合的放射性辐射，或用于长期存放中低级的放射性废物。

技术特征：

技术总结
一种使用氢氧化钡与硅酸制备胶凝材料的方法，将氢氧化钡与硅酸按照摩尔比1:1分别溶于去离子水中，然后在密封容器中混合搅拌，恒温水浴，抽滤，干燥，即得水化硅酸钡胶凝材料。硅酸钡水泥早期强度高，并具有较大的密度。用其可配制成均匀性及密实性较好的重混凝土，它除了具有普通混凝土的物理性能外，还具有比重大。可以用来供生物体防护与高温或硫酸盐腐蚀相结合的放射性辐射，也可用它长期存放中低级的放射性废物。本发明可替代使用重晶石和黏土烧制得到熟料，加入适量的石膏共同粉磨而成硅酸钡水泥的方法，采用溶胶凝胶法不需要煅烧，更具有经济效益。

技术研发人员：宋强;王倩;张军;胡亚茹
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2018.12.13
技术公布日：2019.02.05