CN108264256B - 一种地聚合物泛碱抑制剂 - Google Patents

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    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042—Powdery mixtures

Abstract

本发明提供了一种地聚合物泛碱抑制剂，可以有效降低地聚合物材料表面泛碱的风险，有利于地聚合物的凝结硬化、力学性能及提高施工的工程质量的泛碱抑制剂。其步骤如下：将重量份数分别为20‑35份钙基膨润土，30‑40份超细矿渣微粉，10‑20份硅灰，5‑15份纳米材料，1‑8份硼酸，放入行星磨中，均匀混合1h，即制备出能有效抑制碱激发地聚合物泛碱的抑制剂，原料易得，成本低廉。

Description

一种地聚合物泛碱抑制剂
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种地聚合物泛碱抑制剂。
技术背景
地聚合物是指含有活性(无定型)的硅铝酸盐矿物在强碱条件下，经过溶解、扩散、聚合反应得到由[SiO4]4-、[AlO4]5-构成的三维网络结构。地聚合物生产能耗低，仅为硅酸盐水泥的60％，且制备过程CO2排放少，仅为硅酸盐水泥的10％-20％。其原材料来源广泛，近30年来，从消耗天然高岭土矿物资源阶段，向着工业固体废弃物制备地聚合的方向发展，如：赤泥、粉煤灰、低活性尾矿等。地聚合物兼有水泥，高分子材料的特点，是近年来国内外新型绿色胶凝材料的热点。
地聚合物在发生聚合反应过程中需要过量的可溶性碱，高碱性环境下，无定型的硅铝相溶解速率加快导致溶液中硅铝酸盐处于饱和状态，形成低聚态的凝胶。高碱性的激发剂虽然有助于地聚合物聚合反应的进行和提高胶凝体系的稳定性，但也增大地聚合物泛碱的可能性。与普通水泥混凝土一样，泛碱不仅对其外表美观及工程外观评定等级有显著的影响，而且对建筑物着色效果，表面装饰，油漆，切面粘结质量产生影响。甚至造成质量事故，延长交工时间等一系列问题。因此抑制其泛碱是限制地聚合物推广使用的关键问题之一。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种操作简单且价格低廉，能有效降低地聚合物泛碱风险，有利于地聚合物的凝结硬化、力学性能及提高施工的工程质量的泛碱抑制剂。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于，由以下重量分数组成：20-35份钙基膨润土，30-40份超细矿渣微粉，10-20份硅灰，5-15份纳米材料，1-8份硼酸。
所述钙基膨润土颗粒粒径主要分布在500μm-1200μm。
所述细矿渣微粉的比表面积为600-1000kg/m2，平均粒径3μm。
所述纳米材料的比表面积为300000-390000kg/m2，平均粒径为5-13nm的纳米二氧化硅，纳米三氧化二铝的一种或两种。
所述的硅灰的比表面积为400-500kg/m2，平均粒径为11μm。
所述的硼酸为工业级，纯度在95％以上。
权利要求1-5中所述一种适用地聚合物泛碱抑制剂的制备及使用方法，包括以下步骤：
(1)将上述质量份数的原料放入行星磨中，均匀混合1h，即得所需的泛碱抑制剂；
(2)使用时，将上述泛碱抑制剂掺入地质聚合物中，砂浆或者混凝土中，所述的泛碱抑制剂掺量占胶凝材料的10％。
本发明的泛碱抑制剂可以直接与多余碱反应，降低体系的碱度，但仍可以保持体系pH值为11以上的碱环境，不影响地聚合物反应的进行。从而从化学反应的源头对地聚合物泛碱进行抑制，并不影响地聚合物的性能。
附图说明
图1为对照组以及实施案例1-3制备的泛碱抑制剂对碱激发偏高岭土的28d抗压强度影响；
图2为对照组以及实施案例1-3制备的泛碱抑制剂对碱激发偏高岭土的孔溶液pH值的影响。
具体实施方式
实施例1
地聚合物泛碱抑制剂，是由以下重量份的原料制得的：28份钙基膨润土，33份超细矿渣微粉，18份硅灰，在9份纳米材料，5份硼酸，按上述质量份数称取原材料放入行星磨中均匀混合1h，得到所需泛碱抑制剂。
将上述泛碱抑制剂与胶凝材料(偏高岭土)以1：10质量比掺入地聚合物中，搅拌均匀，标准养护，其28d抗压强度为38.9MPa，孔溶液pH值为11.9。
实施例2
地聚合物泛碱抑制剂，是由以下重量份的原料制得的：30份钙基膨润土，35份超细矿渣微粉，12份硅灰，6份纳米材料，7份硼酸，按上述质量份数称取原材料放入行星磨中均匀混合1h，得到所需泛碱抑制剂。
将上述泛碱抑制剂与胶凝材料(偏高岭土)以1：10质量比掺入地聚合物中，搅拌均匀，标准养护，其28d抗压强度为39.3MPa，孔溶液pH值为11.7。
实施例3
地聚合物泛碱抑制剂，是由以下重量份的原料制得的：20份钙基膨润土，35份超细矿渣微粉，15份硅灰，13份纳米材料，2份硼酸，按上述质量份数称取原材料放入行星磨中均匀混合1h，得到所需泛碱抑制剂。
将上述泛碱抑制剂与胶凝材料(偏高岭土)以1：10质量比掺入地聚合物中，搅拌均匀，标准养护，其28d抗压强度为41.7MPa，孔溶液pH值为11.4。
对照组
用NaOH调节水玻璃的模数至1.2为碱激发剂，掺量占胶凝材料(偏高岭土)的10％，水灰比为0.5，按其比例混合搅拌均匀后，成型4cm×4cm×4cm立方体，测28抗压强度为32.6MPa，孔溶液pH值为12.4。

Claims (6)

1.一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于，由以下重量分数组成：20-35份钙基膨润土，30-40份超细矿渣微粉，10-20份硅灰，5-15份纳米材料，1-8份硼酸；
所述纳米材料包括：比表面积为300000m2/kg-390000m2/kg，平均粒径为5nn-13nm纳米二氧化硅或纳米三氧化二铝的一种或两种复合。
2.根据权利要求1所述的一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于所述钙基膨润土颗粒粒径主要分布在500μm-1200μm。
3.根据权利要求1所述的一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于所述细矿渣微粉的比表面积为600m2/kg-1000m2/kg，平均粒径3μm。
4.根据权利要求1所述的一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于所述硅灰的比表面积为400m2/kg-500m2/kg，平均粒径为11μm。
5.根据权利要求1所述的一种地聚合物泛碱抑制剂，其特征在于所述硼酸为工业级，纯度在95％以上。
6.根据权利要求1-5中所述一种地聚合物泛碱抑制剂，包括以下步骤：
(1)将上述质量份数的原料放入行星磨中，均匀混合1h，即得所需的泛碱抑制剂；
(2)使用时，将上述泛碱抑制剂掺入地聚合物净浆，砂浆或混凝土中，所述的泛碱抑制剂掺量占胶凝材料的10％。
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