一种碱激发胶凝材料及其制备方法与流程

文档序号:25543884发布日期:2021-06-18 20:41
本发明属于建筑材料领域,更具体涉及一种碱激发胶凝材料。技术背景我国现如今城市化的建设正飞速进行着,硅酸盐水泥成为不可或缺的建筑材料,成为使用量最大的人工材料。但是硅酸盐水泥的使用造成了能源与资源的巨大消耗,并且在煅烧过程中会释放出大量co2,对环境造成污染,加剧温室效应,空气及土壤均受到不可逆的影响。绿色建材如今被国家重点关注,中国建筑建材科学研究院在“九五”国家重点科技攻关计划预选项目中提出重点完成高掺量粉煤灰综合利用技术研究、城市固态垃圾在建材领域的综合利用技术研究。利用矿渣和粉煤灰等工业废弃物通过碱激发,减少水泥的使用量,是循环经济和可持续发展的要求。但是随着碱激发矿渣的深入研究,发现材料存在一些问题,由于强度高,韧性低,整体性好等特点,造成其易干缩开裂,碳化速率较快,凝结时间短等。在延长材料凝结时间方面,中国专利cn110218015a公开了一种增强型水泥缓凝剂及其制备方法,原料有四羟乙基乙二胺3~6%,为十二烷基苯磺酸钠0.1~0.3%,三聚磷酸钠1~3%,糖蜜30~40%,葡萄糖酸钠5~10%,六偏磷酸钠3~5%,四羟丙基乙二胺1~3%。按照配方比例,将四羟乙基乙二胺、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、糖蜜、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、四羟丙基乙二胺溶在水中混合即得,该发名利用十二烷基苯磺酸钠解决了水泥缓凝剂与混凝土减水剂的适用性问题。中国专利cn110128081a公开了一种混凝土及其制备方法,材料包括水泥100-150份,骨料350-650份,水30-75份,1:(0.1-0.8)的淀粉和酸类组成的缓凝剂0.1-0.9份。将淀粉加入水中进行搅拌加热至30-40℃,将酸类加入淀粉水溶液中得到混合物a;将水泥,骨料,氨基磺酸盐,氯化锂搅拌混合得到混合物b,将混合物a加到混合物b中即得。该发明利用淀粉将水泥与水隔开,抑制水泥水化,实现缓凝的效果。中国专利cn110228958a公开了一种高钙质炉渣微粉改性半水磷石膏基水泥缓凝剂,原料包括半水磷石膏、高钙质脱硫炉渣微粉;该发明运用半水石膏在碱性条件下会自然转化成二水石膏的原理,制成具有缓凝作用的缓凝剂。上述发明的目的都是针对现有的材料凝结时间短暂问题,进行材料的改进。技术实现要素:本发明的目的是针对现有碱激发胶凝材料凝结时间过快的问题,旨在提供一种可延长凝胶材料的凝结时间,施工便利,低成本,低能耗的碱激发凝胶材料制备方法。为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:由矿渣粉与粉煤灰共同组成的灰体,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10wt%,外加剂含量是灰体含量的0.1wt%-0.3wt%。优选的,所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠。优选的,所述外加剂为氯化钡或木质素磺酸钠。优选的,所述矿渣粉,其碱性指标m0<1,质量系数k>1.2,水硬性系数为1.8,密度为2.88g/m3。优选的,所述粉煤灰,含sio248.21wt%,等级为f类ⅱ级。优选的,所述液体硅酸钠,模数为1.5,含量为34%,含sio226.5wt%;所述固体氢氧化钠,含量为96.0%。优选的,所述氯化钡,含量为99.50%;所述木质素磺酸钠,含量为98.0%。另外本发明还要求保护所述碱激发胶凝材料的制备方法,具体步骤为:将碱性激发剂与水倒入耐碱塑料瓶中,搅拌均匀,然后按质量份数称取矿渣粉、粉煤灰、外加剂,将之前配置好的碱激发剂溶液与称取的原料一并倒入搅拌锅中,将搅拌器调至手动模式,慢搅2分钟,间隔15秒,快搅2分钟,直到搅拌锅中的原材料充分融合,即制得所述胶凝材料。与现有技术相比,本发明的优点和有益效果为:(1)本发明通过使用碱性激发剂对矿渣粉煤灰体系进行活性激发,制备碱激发胶凝材料;通过氯化钡与水玻璃结合,降低激发剂含量,并且生成的产物在粉煤灰表面附着包裹,使之与外界分割,延长胶凝材料的凝结时间,改善碱激发胶凝材料快凝的性能。(2)本发明通过使用碱性激发剂对矿渣粉煤灰体系进行活性激发,制备碱激发胶凝材料;通过木质素磺酸钠吸附在粉煤灰表面,并分散粉煤灰,延长胶凝材料的凝结时间,改善碱激发胶凝材料快凝的性能。(3)本发明制得的碱激发矿渣胶凝材料具有良好的缓凝效果,抗压强度高,低成本,低能耗,可通过简单的相关施工设备制备;不仅可以实现废弃物循环利用,改善普通硅酸盐水泥的资源浪费问题,促进碱激发胶凝材料的持续发展;同时可解决传统碱激发矿渣胶凝材料快凝的问题,满足施工需求。生产成本比传统普通水泥低廉,可广泛用于各种施工现场。(4)本发明制得的碱激发矿渣胶凝材料初凝时间≥56分钟,终凝时间≥160分钟,28天强度≥27mpa。具体实施方式下面结合实例说明本发明的具体实施方式。实施例1:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.1%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为木质素磺酸钠。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)5516229实施例2:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.2%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为木质素磺酸钠。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)7621028.3实施例3:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.3%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为木质素磺酸钠。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)6029330.8实施例4:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.1%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为氯化钡。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)6520229.1实施例5:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.15%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为氯化钡。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)7022327实施例6:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,外加剂含量是灰体含量的0.2%。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠,所述外加剂为氯化钡。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)11927527.6对比例1:一种碱激发胶凝材料,以质量百分数计,所述碱激发胶凝材料由下述原料制成:灰体由矿渣粉与粉煤灰组成,矿渣粉占灰体70wt%,粉煤灰占灰体30wt%,碱性激发剂含量是灰体含量的10%,不掺外加剂。所述碱性激发剂为液体硅酸钠和固体氢氧化钠。根据国家标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定碱激发胶凝材料的凝结时间。根据国家标准gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定碱激发胶凝材料的抗压强度。初凝时间(分钟)终凝时间(分钟)28天抗压强度(mpa)539330.3实施例8实施例1-7和对比例1所述碱激发胶凝材料的制备方法,具体步骤为:将碱性激发剂与水倒入耐碱塑料瓶中,搅拌均匀,然后按质量份数称取矿渣粉、粉煤灰、外加剂(对比例1不加外加剂),将之前配置好的碱激发剂溶液与称取的原料一并倒入搅拌锅中,将搅拌器调至手动模式,慢搅2分钟,间隔15秒,快搅2分钟,直到搅拌锅中的原材料充分融合,即制得所述胶凝材料。上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本
发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
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