本發(fā)明涉及水泥改性劑，尤其涉及一種改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、本發(fā)明背景技術(shù)中公開的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
2、硫鋁酸鹽水泥具有快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗凍、高抗?jié)B等特點，特別適宜在海洋工程、注漿工程中廣泛應(yīng)用，但是硫鋁酸鹽水泥在水化過程中，早期(1-3天)快速生成鈣礬石(aft)，但7天后aft開始逐漸轉(zhuǎn)化為單硫型硫鋁酸鈣(afm)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)致密性下降，強(qiáng)度增長停滯甚至下降，導(dǎo)致后期強(qiáng)度發(fā)生倒縮，因此有必要對硫鋁酸鹽水泥進(jìn)行改性，以在保持其原有性能不發(fā)生明顯影響的情況下，提高其后期強(qiáng)度。目前報道了在硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)過程進(jìn)行改性的技術(shù)方案，如授權(quán)公告號為cn112608047b的專利公開了一種改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法，其是將鋰鹽與硫鋁酸鹽水泥生料混合，經(jīng)高溫煅燒30～60min，速冷至室溫得到鋰鹽改性水泥熟料，再將該水泥熟料與石膏混合，粉磨，最終得到改性硫鋁酸鹽水泥。該方法雖然有效提高硫鋁酸鹽的性能，但其原料和制備方法復(fù)雜。因此，以簡單復(fù)配的方式提高硫鋁酸鹽水泥的性能是非常有必要的。授權(quán)公告號為cn117401917b的專利公開了利用廢舊鋰電池中提取的高純硫酸鋰晶體改性硫鋁酸鹽水泥的方法，其能夠進(jìn)一步促進(jìn)硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)，增強(qiáng)其早期強(qiáng)度，但其并未提及硫鋁酸鹽水泥的強(qiáng)度倒縮問題，同時其改性劑硫酸鋰的回收過程步驟較多。
3、因此，如何提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)固體廢棄物資源的消納、能以簡單共混的方式提高硫鋁酸鹽水泥后期強(qiáng)度、制備成本較低的改性劑，是亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭及其制備方法，本發(fā)明提供的改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭的制備方法簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)固體廢棄物的大量消納，且能夠有效解決硫鋁酸鹽水泥的后期強(qiáng)度增進(jìn)緩慢甚至倒縮的問題。
2、第一方面，本發(fā)明提供了一種改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭的制備方法，包括如下步驟：
3、將果木渣和含鐵污泥混合，加水后在200～250℃進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾干燥，得到水熱炭材料；然后將水熱炭材料在惰性氣氛下進(jìn)行熱解，熱解溫度為700～900℃，即得改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭。
4、第二方面，本發(fā)明提供了上述制備方法制備而得的改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭。
5、第三方面，本發(fā)明提供了一種改性硫鋁酸鹽水泥，包括硫鋁酸鹽水泥和0.5～2wt％的上述改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭。
6、第四方面，本發(fā)明提供了上述改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法，包括如下步驟：
7、將硫鋁酸鹽水泥和所述改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭進(jìn)行干混混合，即得。
8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了以下有益效果：
9、本發(fā)明將產(chǎn)量巨大的生物質(zhì)固廢果木渣和含鐵污泥進(jìn)行混合，經(jīng)過水熱炭化和熱解炭化兩步制備出具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)、含氧官能團(tuán)和鐵元素的炭材料，將其作為改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭，能夠有利于硫鋁酸鹽水泥持續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，從而達(dá)到持續(xù)增強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥抗壓強(qiáng)度的效果，同時并未對硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)性能產(chǎn)生影響。本發(fā)明的方法既能大幅消納生物質(zhì)固廢，又能夠以低成本、簡單的方式提高硫鋁酸鹽水泥的抗壓強(qiáng)度，并且有效抑制了硫鋁酸鹽水泥的后期強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象，具有良好的應(yīng)用前景。
1.一種改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述果木渣經(jīng)過篩處理，篩網(wǎng)尺寸為18～50目。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含鐵污泥中，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％，含鐵污泥的含水量為60～90％。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述果木渣和含鐵污泥的質(zhì)量比為1:(0.8～1.2)。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的時間為2～4h。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱解步驟中，熱解溫度為750～850℃，熱解時間為1.5～3h。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，升溫至熱解溫度的升溫速率為5～15℃/min；所述惰性氣氛選自氮氣或稀有氣體中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求1～7任一項所述的制備方法制備而得的改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭。
9.一種改性硫鋁酸鹽水泥，其特征在于，包括硫鋁酸鹽水泥和0.5～2wt％的權(quán)利要求8所述的改性硫鋁酸鹽水泥的生物炭。
10.如權(quán)利要求9所述的改性硫鋁酸鹽水泥的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：