CN103570259A - 一种地质聚合物干粉材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种地质聚合物干粉材料及其制备方法，主要成份为磨细的高炉矿渣、粉煤灰和固体水玻璃粉。以质量分数计，将0-40份粉煤灰与60-100份磨细高炉矿渣混合均匀，与固体水玻璃粉按照质量比10∶（1-3）均匀混合后装袋密封即为成品。该材料使用时加入适量的水，控制水固比0.20-0.25，搅拌均匀后即可使用。本发明的优点：（1）本发明地质聚合物干粉材料制备工艺简单，成本低、能耗低、绿色无污染。（2）本发明采用工业废渣作为主要原料，在世界各地分布广泛，低廉易得。（3）本发明材料可应用于建筑工程、道路工程、海港工程、军事工程。

Description

一种地质聚合物干粉材料及制备方法

技术领域：

本发明涉及的是单组份地质聚合物干粉材料领域，可广泛应用胶凝材料、混凝土以及工程抢修等领域；具体是一种地质聚合物干粉材料及制备方法。

背景技术：

胶凝材料一般指粉体经过与水拌合，具有一定的胶凝性，经过一定的时间后，会发生凝结或者固化的材料。例如，水泥就是目前使用范围和使用量最大的一类胶凝材料。地质聚合物材料是一种碱激发胶凝材料，但大多数碱激发地质聚合物采用水玻璃作为激发剂，使用过程中不便于运输和储存。为此，制备单组份地质聚合物干粉材料，使用中只需要加水就可使用，使用和储存更加方便。因而，本发明具有非常重要的意义。

20世纪70年代末，法国的J.Davidovits首先提出地质聚合物材料的概念。该材料具有比高分子材料高的硬度、热稳定性和抗氧化能力，但韧性不及有机聚合物；与陶瓷材料相比，地聚合物材料的结构是以环状链构成的连续三维网络构架，有“类晶态”和玻璃态两种结构，不存在完全的晶体和晶界，材料的各项性能来自于[—Si—O—Al—O—]n骨架，地聚合物材料的性能与陶瓷类似但不需要烧结成型。与水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度较高，反应后具有氧化物三维网络结构，在高温下亦能保持网络结构完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的强度、硬度、韧性、耐水性、高温稳定性和抗冻性。

正是因为地质聚合物材料具有早期高强度，抗腐蚀性好、抗冻性好以及常温下反应固化的特点，可以将其应用于工程修补材料和现场浇筑的民用和工业建筑，但需要解决的关键问题是地质聚合物材料的凝结时间及硬化后产生的泛碱问题；经过多次摸索实验，本发明通过调节粉煤灰与磨细高炉矿渣的比例、固体水玻璃和水的掺入量，使其获得合适的凝结固化时间，增加了材料强度的可控性，同时也极大提高了材料的利用率，降低了生产成本。

发明内容：

本发明为了克服传统胶凝材料的一些固有的缺陷，如生产工艺复杂，高能耗、高污染、高耗水等特点，本发明采用工业废渣作为主要原料，通过掺加固体水玻璃进行激发和增强，获得了早期高强度，抗腐蚀性好、抗冻性好的地质聚合物干粉材料。提供一种地质聚合物干粉材料及制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

1.一种地质聚合物干粉材料由磨细高炉矿渣粉体、粉煤灰混合粉体S1和固体水玻璃粉S2为原料混合而成。

所述S1为工业固体废弃物，组分按质量份数，按100份计，配比如下：

磨细高炉矿渣粉体：60-100份；

粉煤灰：0-40份。

所述S2为模数为1.8-2.0的工业钾水玻璃或钠水玻璃经过喷雾干燥而成的固体粉末，其细度大于60目，含水量小于质量百分数25%。

S1与S2组分质量配比为：

S1∶S2=10∶1-3。

2.上述的一种地质聚合物干粉材料的制备方法及使用方法如下：

1）地质聚合物干粉材料的制备方法及使用方法如下：

将磨细高炉矿渣粉体、粉煤灰混合粉体S1与模数为1.8-2.0的固体水玻璃S2粉按质量配比为：S1∶S2=10∶1-3比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装、密封后即可。

2）该地质聚合物干粉使用方法如下：

按照水固重量比0.20-0.25称量水，将水与地质聚合物干粉混合均匀，搅拌后即可应用。

本发明的优点：

（1）本发明地质聚合物干粉材料制备工艺简单，容易储存、成本低、能耗低、绿色无污染。

（2）本发明采用工业废渣作为主要原料，在世界各地分布广泛，低廉易得。通过掺加固体水玻璃进行激发和增强，获得了早期高强度，抗腐蚀性好、抗冻性好的地质聚合物干粉材料。

（3）由于磨细高炉矿渣与固体水玻璃的反应速度较快；通过调节矿渣与粉煤灰的比例、固体水玻璃粉的比例以及水的比例可以延长凝结固化时间。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

根据不同用途，下面是本发明的具体实施实例如下：

实施例1

本配比材料可用于道路修补材料。

原料配比：

地质聚合物干粉材料配比如下（按质量分数）：

S1组分：磨细高炉矿渣：100份；

S2组分：固体水玻璃：20份。

其中，S1∶S2=10∶2

具体的制备方法和使用如下：

（1）将矿渣、模数为1.8的固体钾水玻璃粉按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用。

（2）使用时按照水固比为0.25加水，经搅拌后即可施工应用。

实施例2

本配比材料可用于工程抢修。

原料配比：

地质聚合物干粉材料配比如下（按质量分数）：

S1组分：磨细高炉矿渣：90份，粉煤灰10份；

S2组分：固体水玻璃：30份。

其中，S1∶S2=10∶3

具体的制备方法和使用如下：

（1）将矿渣、粉煤灰、模数为1.9的固体钠水玻璃粉按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用。

（2）使用时按照水固比为0.20加水，经搅拌后即可施工应用。

实施例3

本配比材料可用于制备混凝土材料。

原料配比：

地质聚合物干粉材料配比如下（按质量分数）：

S1组分：磨细高炉矿渣：60份，粉煤灰40份；

S2组分：固体水玻璃：10份。

其中，S1∶S2=10∶1

具体的制备方法和使用如下：

（1）将矿渣、粉煤灰、模数为2.0的固体钾水玻璃粉按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用。

（2）使用时按照水固比为0.20加水，经搅拌后即可施工应用。

Claims (2)

1.一种地质聚合物干粉材料，其特征在于：由磨细高炉矿渣粉体、粉煤灰混合粉体S1和固体水玻璃粉S2为原料混合而成，

所述S1为工业固体废弃物，组分按质量份数，按100份计，配比如下：

磨细高炉矿渣粉体：60-100份；

粉煤灰：0-40份；

所述S2为模数为1.8-2.0的工业钾水玻璃或钠水玻璃经过喷雾干燥而成的固体粉末，其细度大于60目，含水量小于质量百分数25%；

S1与S2组分质量配比为：

S1∶S2=10∶1-3。

2.如权利要求1所述的一种地质聚合物干粉材料的制备方法及使用方法，其特征在于，

1）地质聚合物干粉材料的制备方法及使用方法如下：

将磨细高炉矿渣粉体、粉煤灰混合粉体S1与模数为1.8-2.0的固体水玻璃S2粉按质量配比为：S1∶S2=10∶1-3比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装、密封后即可。

2）该地质聚合物干粉使用方法如下：

按照水固重量比0.20-0.25称量水，将水与地质聚合物干粉混合均匀，搅拌后即可应用。