[發(fā)明專利]一種稻殼灰及其制備方法、稻殼灰地聚物及其制備方法

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111995272A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭亮;段平;李茂森;江金萍;王文強(qiáng);劉新豪;劉浩然;劉珺涵;武振濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: C04B7/28
• 分類號: C04B7/28;C04B12/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發(fā)明提供了一種稻殼灰及其制備方法、稻殼灰地聚物及其制備方法，稻殼灰的制備方法包括以下步驟：將稻殼置于酸溶液中浸泡；取出稻殼洗滌至中性，干燥后，然后置于煅燒設(shè)備中于溫度為400～900℃的下煅燒0.5～3h即制備得到稻殼灰。發(fā)明的稻殼灰制備方法，酸溶液中浸泡處理去除了K等阻礙稻殼燃燒的雜質(zhì)，增大了稻殼灰的比表面積，比表面積越大，表面能越大，暴露出更多活性SiO₂，顯著提高稻殼灰的火山灰活性，顯著提升稻殼中二氧化硅的含量，最高可達(dá)99.5％以上。通過對稻殼進(jìn)行高溫煅燒處理，可明顯降低晶體二氧化硅的含量，促進(jìn)無定型二氧化硅的生成，提高化學(xué)活性，同時降低殘余碳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種稻殼灰及其制備方法、稻殼灰地聚物及其制備方法。

背景技術(shù)

大力發(fā)展利廢新材料，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的體現(xiàn)，同時也是可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。地聚物具有綠色、低碳等優(yōu)點，在建筑材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，硫酸鹽侵蝕是一種嚴(yán)重而迅速的降解過程，會對地聚物結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害，例如剝落，破裂，軟化，強(qiáng)度膨脹損失和其他形式的材料破壞。造成地聚物強(qiáng)度損失的原因有兩種：一是原材料中存在鈣，會與硫酸根發(fā)生反應(yīng)，生成膨脹產(chǎn)物，如鈣礬石、石膏、芒硝，它們會不斷填充在地聚物的空隙中，會隨著時間而使得孔隙撐大，造成微裂紋。二是在鹽溶液的環(huán)境中，地聚物與溶液直接接觸，部分堿會隨著溶液從地聚物中瀝出，不能給反應(yīng)提供必要堿性條件，使原料反應(yīng)不完全，造成強(qiáng)度損失。

在傳統(tǒng)技術(shù)之上，對地聚物材料進(jìn)行改性，提升其耐久性能、延長其服役壽命的新措施、新技術(shù)，是一項具有重大實際意義和社會經(jīng)濟(jì)效益的研究課題。硅鋁比是影響地質(zhì)聚合過程的重要因素，其決定了膠凝材料的微觀結(jié)構(gòu)，并影響宏觀性能如力學(xué)強(qiáng)度和耐久性，因此采用硅質(zhì)材料對地聚物進(jìn)行改性具有重要的理論意義。

作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國每年種植生產(chǎn)水稻產(chǎn)量約2億噸。稻殼作為水稻加工后的農(nóng)副產(chǎn)品，占水稻重量約20％，即4000萬噸，我國稻殼產(chǎn)量占世界稻殼總產(chǎn)量的30％以上，位居世界第一。稻殼質(zhì)量輕，堆放在農(nóng)田中占地面積較大且不易腐爛。目前，人們對于稻殼的主要處理方式是焚燒后作為肥料使用或者就地堆放，不僅污染環(huán)境，也浪費資源。稻殼煅燒產(chǎn)物稻殼灰是一種可和硅灰媲美的高硅高活性材料，SiO₂含量達(dá)90％以上，其在高性能水泥和混凝土材料的制備中有著顯著的增強(qiáng)改性作用，具有巨大的潛在價值和應(yīng)用前景。

然而，目前并沒有將稻殼進(jìn)行處理并應(yīng)用在地聚物中。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種稻殼灰及其制備方法、稻殼灰地聚物及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種稻殼灰制備方法，包括以下步驟：

將稻殼置于酸溶液中浸泡；

取出稻殼洗滌至中性，干燥后，然后置于煅燒設(shè)備中于溫度為400～900℃的下煅燒0.5～3h即制備得到稻殼灰。

可選的，所述的稻殼灰制備方法，取出稻殼洗滌至中性，干燥后，然后置于煅燒設(shè)備中以4～6℃/min升溫至400～900℃，并煅燒0.5～3h即制備得到稻殼灰。

可選的，所述的稻殼灰制備方法，所述酸溶液包括硫酸溶液、鹽酸溶液、乙酸溶液、硝酸溶液、檸檬酸溶液、草酸溶液或磷酸溶液中的一種或幾種。

可選的，所述的稻殼灰制備方法，將稻殼置于酸溶液中浸泡之前還包括：

將稻殼置于水中并加熱至90～100℃，保持1～5h，取出后并干燥。

可選的，所述的稻殼灰制備方法，將稻殼置于酸溶液中浸泡0.25～3h。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種稻殼灰，采用所述的制備方法制備得到。