本发明涉及土木工程材料技术领域，特别涉及一种胶凝材料及其制备方法。
背景技术：
随着城市现代化建设进程不断推进，混凝土的使用量也不断增加，所以混凝土的主要胶凝材料——水泥需求量也急剧增加。传统的硅酸盐水泥采用“两磨一烧”工艺，不仅消耗大量不可再生的煤、石油、天然气、石灰石等资源，其能耗占世界总能耗15％左右；同时还释放出大量的co2，导致温室效应加剧。同时天然低钙硅质材料，如凝灰岩、长石等矿物资源非常丰富，同时钙硅铝质固体废弃物如钢渣、粉煤灰、赤泥等大量堆积，占用土地资源，严重污染环境，亟待资源化利用。因此如何开发出无水泥且利用天然及固体废弃物的钙硅质材料制备出适合土木工程使用的低能耗并且力学性能和耐久性能优异的新型无机环保胶凝材料成为当前研究及发展的热点。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种凝灰岩基无机环保胶凝材料及其制备方法，以解决采用水泥作为混凝土的主要胶凝材料存在成本高、不利于节能环保的技术问题，以及解决钙硅铝质固体废弃物的资源化利用技术问题。
本发明凝灰岩基无机环保胶凝材料，其按质量百分比计包括以下组分：
凝灰岩：46％～61％；
钢渣：5％～12％；
粉煤灰5％～10％；
水玻璃：8％～12％；
氢氧化钠：2％～5％；
水：5％～15％。
所述的凝灰岩比表面积400-600m2/kg，钢渣比表面积300-400m2/kg，粉煤灰比表面积400-750m2/kg，所述水玻璃是模数在2.3-2.8之间的工业用水玻璃；所述氢氧化钠为工业用氢氧化钠。
本发明中凝灰岩基无机环保胶凝材料的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：按照配合比称取水玻璃、氢氧化钠和水并混合均匀，制得碱激发剂；
步骤2：将磨细后的凝灰岩、钢渣、粉煤灰按照配合比在搅拌机里搅拌，然后再加入步骤1制备好的碱激发剂，搅拌均匀后，即得无机环保胶凝材料。
本发明的有益效果：
1、现有方法以水泥作为主要的胶凝材料用于土木工程领域，随着基建的大力发展，混凝土的使用量也不断增加，水泥价格持续上涨，即使辅以粉煤灰减少水泥用量，也只能略微降低改性成本。本发明凝灰岩基无机环保胶凝材料及其制备方法，选用凝灰岩(凝灰熔岩)为无机环保胶凝材料的主要原材料，凝灰岩(凝灰熔岩)在我国分布广泛，可在工程周边就近取材；凝灰岩(凝灰熔岩)价格低廉，目前通过机械活化后的石粉价格约是水泥的1/6。因此，本发明可显著降低改性成本。
2、水泥的制备过程复杂，且存在煅烧环节，且不利于节能环保。本发明凝灰岩基无机环保胶凝材料及其制备方法，使用固体废弃物钢渣、粉煤灰作为辅助材料，同时通过添加水玻璃进行激发其活性，在常温下即可完成，其不仅解决了钢渣、粉煤灰等废弃物的资源化利用问题，而且制备工艺简单，能耗低，具有很好的应用潜力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：本实施例凝灰岩基无机环保胶凝材料，按质量百分比计包括以下组分：
凝灰岩：46％；
钢渣：12％；
粉煤灰：10％；
水玻璃：12％；
氢氧化钠：5％；
水：15％。
所述的凝灰岩比表面积400-600m2/kg，钢渣比表面积300-400m2/kg，粉煤灰比表面积400-750m2/kg，所述水玻璃是模数在2.3-2.8之间的工业用水玻璃；所述氢氧化钠为工业用氢氧化钠。
本实施例中凝灰岩基无机环保胶凝材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：按照配合比称取水玻璃、氢氧化钠和水并混合均匀，制得碱激发剂；
步骤2：将磨细后的凝灰岩、钢渣、粉煤灰按照配合比在搅拌机里搅拌3min，然后再加入步骤1制备好的碱激发剂，搅拌均匀后，即得无机环保胶凝材料。
本实施例中制得的凝灰岩基无机环保胶凝材料具体技术指标如下：
初凝时间：55min～90nin；终凝时间：90min～150min；
3d抗压强度≥24mpa；28d抗压强度≥48mpa；
3d抗折强度≥4.0mpa；28d抗压强度≥8.0mpa。
实施例二：本实施例凝灰岩基无机环保胶凝材料，按质量百分比计包括以下组分：
凝灰岩：61％；
钢渣：10％；
粉煤灰:10％；
水玻璃：8％；
氢氧化钠：2％；
水：9％。
所述的凝灰岩比表面积400-600m2/kg，钢渣比表面积300-400m2/kg，粉煤灰比表面积400-750m2/kg，所述水玻璃是模数在2.3-2.8之间的工业用水玻璃；所述氢氧化钠为工业用氢氧化钠。
本实施例中凝灰岩基无机环保胶凝材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：按照配合比称取水玻璃、氢氧化钠和水并混合均匀，制得碱激发剂；
步骤2：将磨细后的凝灰岩、钢渣、粉煤灰按照配合比在搅拌机里搅拌3min，然后再加入步骤1制备好的碱激发剂，搅拌均匀后，即得无机环保胶凝材料。
本实施例中制得的凝灰岩基无机环保胶凝材料具体技术指标如下：
初凝时间：55min～90nin；终凝时间：90min～150min；
3d抗压强度≥24mpa；28d抗压强度≥48mpa；
3d抗折强度≥4.0mpa；28d抗压强度≥8.0mpa。
实施例三：本实施例凝灰岩基无机环保胶凝材料，按质量百分比计包括以下组分：
凝灰岩：50％；
钢渣：10％；
粉煤灰：10％；
水玻璃：10％；
氢氧化钠：5％；
水：15％。
所述的凝灰岩比表面积400-600m2/kg，钢渣比表面积300-400m2/kg，粉煤灰比表面积400-750m2/kg，所述水玻璃是模数在2.3-2.8之间的工业用水玻璃；所述氢氧化钠为工业用氢氧化钠。
本实施例中凝灰岩基无机环保胶凝材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：按照配合比称取水玻璃、氢氧化钠和水并混合均匀，制得碱激发剂；
步骤2：将磨细后的凝灰岩、钢渣、粉煤灰按照配合比在搅拌机里搅拌3min，然后再加入步骤1制备好的碱激发剂，搅拌均匀后，即得无机环保胶凝材料。
本实施例中制得的凝灰岩基无机环保胶凝材料具体技术指标如下：
初凝时间：55min～90nin；终凝时间：90min～150min；
3d抗压强度≥24mpa；28d抗压强度≥48mpa；
3d抗折强度≥4.0mpa；28d抗压强度≥8.0mpa。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。