一种速凝型凝胶材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种速凝型凝胶材料及其制备方法。将碱熔激活处理后的CFBC飞灰100份，与30-100分偏高岭土混合即可达到一种粉末状速凝型凝胶材料。使用时将100份凝胶材料加入50-70份激发剂搅拌即可，初凝时间2分25秒，终凝时间7分40秒，早期强度高达96.2MPa,其28天龄期抗压强度保存率达95.6%。其中碱熔激活主要将CFBC飞灰与等质量的氢氧化钠固体混合均匀后在马弗炉中200摄氏度加热2h，待冷却后球磨至细度过100目筛子即可。本发明使用了CFBC飞灰，拓宽了低活性CFBC飞灰的综合利用途径。
【专利说明】一种速凝型凝胶材料及其制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种CFBC飞灰的资源化利用技术，具体是一种高性能速凝型凝胶材料及其制备方法。
【背景技术】
[0003]CFBC燃烧技术是20世纪80年代发展起来的一种清洁燃烧技术。具有燃料适应性好，污染排放少，燃烧效率高，负荷调节范围大等诸多优点，是我国大力推广的一种清洁燃烧技术。循环流化床锅炉的燃烧温度一般控制在800°C、00°C，远低于普通煤粉炉的14000C~1700°C，导致循环流化床燃烧(CFBC)炉飞灰底渣火山灰活性低，使其难以大规模应用到建材中。通过碱熔激发火山灰活性，并添加适量的偏高领土进一步提高活性，利用该飞灰和偏高岭土为材料制备的耐高温速凝材料为解决循环流化床燃烧(CFBC)炉飞灰用问题提供了新思路。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种以CFBC飞灰为原料的速凝型凝胶材料及其制备方法，为循环 流化床燃烧(CFBC)炉飞灰的用途提供了一种新的应用领域。
[0005]本发明所述的一种速凝型凝胶材料，其原料包括以下组份及质量份数:碱熔CFBC飞灰100份，偏高岭土 30-100份，50-70份激发剂。
[0006]上述激发剂为工业硅酸钠水玻璃，模数为3.2模。
[0007]上述速凝型凝胶材料的制备方法，包括以下步骤:
1)先将原料CFBC飞灰进行碱熔激活，具体操作为，将CFBC飞灰与等质量的氢氧化钠固体混合均匀后，在马弗炉中180-220摄氏度加热1.5-2.5h，冷却后球磨至细度过100目筛子即可；
2)将步骤I)碱熔激活后的CFBC飞灰100份，偏高岭土30-100份，50-70份激发剂在常温下经搅拌混合均匀后形成混合物即为速凝凝胶材料，前述均为质量份数。
[0008]本发明先将低火山灰活性的CFBC粉煤灰碱熔激活，然后辅助一部分高活性的偏高岭土，得到火山灰活性更高的粉末状混合料。用工业级硅酸钠水玻璃碱激发混合料得到地聚合物材料。本发明制备的速凝材料具有高性能，因原材料通过碱激发制备出地聚合物材料，形成特殊的三维网状结构。将碱熔激活后的CFBC飞灰和偏高岭土混合后制备成粉末状的速凝材料，用水混合调匀后可以短时间内形成高强度材料，具有耐高温、耐酸碱腐蚀、耐久性强等特点，可以应用于极端环境中，如矿山井下填充、巷道堵漏等场合。
[0009]本发明利用了难以综合利用的CFBC飞灰，为大量堆置的CFBC飞灰综合利用开发了新路径。制备的速凝剂性能良好，初凝时间2分25秒，终凝时间7分40秒，早期强度高达96.2MPa,其28天龄期抗压强度保存率达95.6%。【具体实施方式】
[0010]本发明的原料:循环流化床(CFBC)锅炉飞灰、氢氧化钠、偏高岭土、模数为3.2工业硅酸钠水玻璃溶液。
[0011]实施例1
将等质量的CFBC飞灰和固态氢氧化钠混合均匀后于马弗炉中200摄氏度加热2h，待冷却后球磨至细度过100目筛子即得到碱熔CFBC飞灰，备用；
混合
100份碱熔CFBC飞灰、30份偏高岭土与50份水玻璃充分搅拌混合均匀。
[0012]性能:早期强度76.3MPa，自然条件养护28天后强度73.8MPa。于800摄氏度高温煅烧2h后，材料形貌没有变化，强度75.4MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中浸泡60天后，质量损失为6.73%。
[0013]实施例2
O将等质量的CFBC飞灰和固态氢氧化钠混合均匀后于马弗炉中180摄氏度加热
2.5h,待冷却后球磨至 细度过100目筛子即得到碱熔CFBC飞灰，备用；
2)混合
100份碱熔CFBC飞灰、50份偏高岭土与70份水玻璃充分搅拌混合均匀。
[0014]3)性能
早期强度80.4MPa，自然条件养护28天后强度79.5MPa。于800摄氏度高温煅烧2h后，材料形貌没有变化，强度76.7MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中浸泡60天后，质量损失为5.92%。
[0015]实施例3
O将等质量的CFBC飞灰和固态氢氧化钠混合均匀后于马弗炉中220摄氏度加热1.5h,待冷却后球磨至细度过100目筛子即得到碱熔CFBC飞灰，备用；
2)混合
100份碱熔CFBC飞灰、90份偏高岭土与60份水玻璃充分搅拌混合均匀。
[0016]3)性能
早期强度78.4MPa，自然条件养护28天后强度77.3MPa。于800摄氏度高温煅烧2h后，材料形貌没有变化，强度75.7MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中浸泡60天后，质量损失为6.11%。
【权利要求】
1.一种速凝型凝胶材料，其特征在于原料包括以下组份及质量份数:碱熔CFBC飞灰100份，偏高岭土 30-100份，50-70份激发剂。
2.根据权利要求1所述的速凝凝胶材料，其特征在于:激发剂为工业硅酸钠水玻璃，模数为3.2模。
3.权利要求1所述速凝型凝胶材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)先将原料CFBC飞灰进行碱熔激活，具体操作为，将CFBC飞灰与等质量的氢氧化钠固体混合均匀后，在马弗炉中180-220摄氏度加热1.5-2.5h，冷却后球磨至细度过100目筛子即可； 2)将步骤I)碱熔激活后的CFBC飞灰100份，偏高岭土30-100份，50-70份激发剂在常温下经搅拌混合均匀后形成混合物即为速凝凝胶材料，前述均为质量份数。
【文档编号】C04B7/26GK103833246SQ201410017213
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】李琴, 徐燕, 安浩, 崔皓, 邓晔文, 翟建平 申请人:南京大学