一种稳定复合型地聚合物胶凝材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及于建筑工程的地聚合物胶凝材料领域，具体为一种稳定复合型地聚合物胶凝材料及制备技术。


背景技术：

2.水泥是目前世界上应用范围最广的胶凝材料。然而，随着社会的进步、经济的发展、环保意识的加强，传统的一般性水泥等胶凝材料越来越无法满足社会的需求。地聚合物是利用偏高岭土、粉煤灰、矿渣等硅铝质原材料经过碱激发而形成的一类新型高性能无机聚合物胶凝材料。它与普通水泥基胶凝材料相比具有更高强度、更优良的耐久性、更绿色低碳等特点。并且其原材料丰富、价格低廉，地聚合物已经越来越引起工程界的广泛关注。
3.然而，地聚合物也存在以下一些弊端：(1)地聚合物脆性较大；(2)地聚合物凝结速度难以把控；(3)地聚合物制作相较于复杂，碱性激发剂控制对地聚合物后期性能影响较大。近年来，随着此类问题的日益凸显，国内外学者在克服上述弊端等技术瓶颈上做了大量的研究。例如，专利cn102180606b涉及了一种类地聚合物水泥及其制备方法，该专利提供的类地聚合物水泥由石煤提钒尾矿、固体碱金属氢氧化物、固体铝酸钠、超细活性微硅粉和偏高岭土构成，但是此类方法制备的类地聚合物水泥抗压强度相较于传统的硅酸盐水泥并不具备优势，且制备过程需经过高温煅烧和保温，制备工艺相对复杂。此外，专利cn103282325a公布了一种基于钙聚(铁
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铝硅酸盐)的地聚合物水泥及其生产方法，由此类方法制备的地聚合物水泥7d抗压强度为40mpa，28d抗压强度高达90mpa。虽然其抗压强度很高，但是其制备工艺需在600℃～850℃温度下处理，而且其后期水泥自收缩较大。而专利cn108726926a涉及了一种赤泥及铝土矿选矿尾矿生产地聚合物水泥砂浆的方法，该专利提供的地聚合物水泥砂浆由拜耳法赤泥、烧结法赤泥、铝土矿选矿尾矿、钢渣粉、砂子、苛性碱和硅粉制备而成。虽然此类方法制备的地聚合物水泥砂浆成本低。绿色环保，但是其水泥砂浆28d抗压强度仅为35mpa。
4.综上所述，当下方法制备的地聚合物水泥仍存在自收缩大、后期强度不足、生产工艺繁琐等问题，极大地降低了此类新型地聚合物水泥的服务质量及其推广应用范围。为此，我们提出一种稳定复合型地聚合物胶凝材料、及制备技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种稳定复合型地聚合物胶凝材料、及制备技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稳定复合型地聚合物胶凝材料、及制备技术，所述的稳定复合型地聚合物胶凝材料由如下组分构成：复合水泥组分90
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100份，固化组分30
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45份，水组分9
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10份，改性材料12
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18.5份；所述改性材料包括如下组分：填充组分10
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15份，增韧组分1
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2份，减水组分1
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1.5份。
7.所述复合水泥组分为稳定复合型地聚合物胶凝材料的主要成分，强度主要由复合
水泥组分经水化、碱激活反应所形成。
8.所述固化组分是碱激活反应的主要成分，固化组分与偏高岭土发生碱激活反应进而形成强度。
9.所述水组分是参与与硅酸盐水泥水化作用的主要成分之一，并优化混合料的施工和易性。
10.所述填充组分是提高稳定复合型地聚合物胶凝材料后期强度及降低混合料收缩的主要成分，填充组分可均匀的分散至混合料内部空隙中，提高混合料的密实性，并在后期提供辅助性强度，防止混合料出现后期强度收缩的问题。
11.所述增韧组分是防止地聚合物混凝土混合料出现离析、提高混凝土后期抗折强度的主要成分，并对混凝土后期的密实性其辅助性作用。
12.所述减水组分是提高稳定复合型地聚合物胶凝材料的施工和易性，降低水灰比，进而提高混合料的强度。
13.优选的，所述复合水泥组分为普通硅酸盐水泥40
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50份、经碱处理后的偏高岭土50
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60份。
14.优选的，所述固化组分为经氢氧化钠配置而成1.4模数的水玻璃。
15.优选的，所述水组分为清澈透明洁净、人可饮用的水。
16.优选的，所述填充组分为玄武岩纤维、粉煤灰或空心玻璃微珠中的任意一种或几种。
17.优选的，所述增韧组分为聚丙烯纤维、聚酯纤维或木质纤维素中的任意一种或几种。
18.优选的，所述减水组分为聚羧酸型固体减水剂、密胺型固体减水剂中的任意一种或两种。
19.采用上述材料制备的稳定复合型地聚合物水泥胶砂试件具备良好的稳定性、较低的自收缩及较高的抗压抗折强度。
20.为达到上述再生集料强化剂效果，本发明采用的技术方案如下：
21.分别按量称取上述各个组分，首先将普通硅酸盐水泥组分与减水剂组分混合，拌合均匀得到混合物a；然后，将偏高岭土组分与填充组分、增韧组分混合，拌和均匀得到混合物b；之后，将称量过的水、混合物a加入至搅拌锅中缓慢搅拌30s
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60s，再快速搅拌3min
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5min，之后，再将混合物b加入搅拌锅中搅拌8min
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10min，经浇模、养护即可制备成稳定复合型地聚合物水泥试件。
22.本发明的有益效果是：
23.1.本发明中的稳定复合型地聚合物胶凝材料相较于普通的水泥基胶凝材料拥有更高早期抗折抗压强度及后期抗折抗压强度；
24.2.本发明中的稳定复合型地聚合物混凝土相较于传统的地聚合物混凝土自收缩更小，稳定性更高；
25.3.本发明中的稳定复合型地聚合物胶凝材料制备工艺简单，成本低且对环境友好，在实际加工利用中适应性很强。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限定本发明。
27.本试验参照国家规范jtg e30
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2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》t 0506
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2005水泥胶砂强度检验方法(iso法)测试由稳定复合型地聚合物胶凝材料制备的水泥胶砂强度，并设置由普通硅酸盐水泥制备的水泥胶砂对照组。
28.首先，分别称取复合水泥组分，其中普通硅酸盐水泥50质量份，碱处理后的偏高岭土50质量份；固化组分：经氢氧化钠配置而成1.4模数的水玻璃40质量份；水组分：清澈洁净的水10质量份；填充组分，其中玄武岩纤维5质量份，空心玻璃微珠11质量份；增韧组分：木质纤维素2质量份；减水组分：聚羧酸型固体减水剂1.5质量份；iso标准砂：300质量份。
29.之后，将普通硅酸盐水泥组分与减水剂组分混合，拌合均匀得到混合物(a1)；然后，将偏高岭土组分与填充组分、增韧组分混合，拌和均匀得到混合物(b1)。
30.然后，将称量过的水、混合物a1加入至搅拌锅中缓慢搅拌60s，再快速搅拌5min，之后，再将混合物b1加入搅拌锅中搅拌10min，停拌90s，加入iso砂，高速搅拌60s，经浇模、养护即可制备成稳定复合型地聚合物水泥胶砂试件。试验结果如表1所示。
31.表1水泥胶砂抗压/抗折强度对比表
[0032][0033]
由上表可知，标准养护12h时，由稳定复合型地聚合物胶凝材料制备的水泥胶砂抗压抗折强度分别达到10.7mpa、2.2mpa，相较于由普通硅酸盐水泥制备的水泥胶砂抗压抗折强度分别增长了114％、10％，当标准养护28d后，由稳定复合型地聚合物胶凝材料制备的水泥胶砂强度达到62mpa、8.8mpa，相较于由普通硅酸盐水泥制备的水泥胶砂抗压抗折强度分别增长了10.5％、37.5％。由此试验结果可知，本发明制备的一种稳定复合型地聚合物胶凝材料、及制备技术具有的优秀力学性能，制备工艺简单，具有广阔的市场前景。
[0034]
以上所述只为说明本发明的技术构思，并不能以此限制本技术。凡根据本技术精神实质和原则所作的等效修改、替换或改进，均应涵盖在本技术的保护范围以内。