CN108947298A - 地质聚合物增强缓凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地质聚合物增强缓凝剂，由糖类化合物、糖醇类化合物中的一种或任意两种及以上混配而成的水溶液，其量百分比为糖类化合物0％‑80％、糖醇类化合物0％‑80％、水10％‑90％。还包括地质聚合物增强缓凝剂的制备方法。本发明不但能延长地质聚合物的凝固时间，改善其和易性，还能增强其抗压强度，对多种地质聚合物适应性好，可用于地质聚合物工程。

Description

地质聚合物增强缓凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及地质聚合物外加剂领域，尤其涉及一种地质聚合物增强缓凝剂 及其制备方法。

背景技术

地质聚合物是是一种新型环保无机胶凝材料，它是由硅氧四面体与铝氧四 面体结构单元组成的具有三维立体网状结构的无机聚合物，具有强度高、早强 快硬、低收缩、耐腐蚀、耐水、耐高温及低渗透性等许多优点，被广泛应用于 建筑工业道路铺建、发泡多孔材料、建筑防火耐热保温材料、特种水泥、建筑 储热材料、空气净化、水处理、放射性核废料处理、固体废弃物处理及重金属 元素固定等领域。在澳大利亚，地质聚合物已经应用于机场、高速公路及民用 设施。地质聚合物以固体废弃物如矿渣、粉煤灰或天然矿物为原料，与传统的 建筑材料水泥相比，其在制造过程中能耗和三废排放量非常低，对环境友好， 是一种可持续发展的“绿色环保材料”，被认为是21世纪最具发展潜力的一种 水泥替代品。

地质聚合物抗压强度大，因其早强快硬的特性，在施工过程中会出现固化 凝结快、可操作时间短等问题，给施工带来较大的困难。在保证地质聚合物抗 压强度的前提下，如何延长地质聚合物的凝固时间，使混合物浆料在较长时间 内保持很好的流动性、可塑性，提高其在施工过程中的可操作性是一个亟待解 决的问题。目前国内外没有关于地质聚合物增强缓凝剂的研究和应用的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能延长地质聚合物的凝固时间，改 善其和易性，还能增强其抗压强度的地质聚合物增强缓凝剂及其制备方法。

本发明的实施例提供地质聚合物增强缓凝剂，由糖类化合物、糖醇类化合 物中的一种或任意两种及以上混配而成的水溶液，其量百分比为糖类化合物 0％-80％、糖醇类化合物0％-80％、水10％-90％。

进一步，所述糖类化合物为葡萄糖、果糖、甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿 拉伯糖、核糖、脱氧核糖、木糖、来苏糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、 乳糖、纤维二糖中任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其 配比为任意配比。

进一步，所述糖醇类化合物为山梨醇、木糖醇、甘露醇、赤藓醇、麦芽糖 醇、乳糖醇中任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其配比 为任意配比。

地质聚合物增强缓凝剂的制备方法，将去离子水加入到反应釜中，低速搅 拌下加入糖类化合物或糖醇类化合物，搅拌均匀，即得到地质聚合物增强缓凝 剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)地质聚合物以固体废弃物为原料，在制造过程中能耗和三废排放量非 常低，对环境友好，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。在地质聚合物使用 过程中添加地质聚合物增强缓凝剂，能显著提高其流动性，延长固化时间，改 善其和易性，并能显著提高其抗压强度。凝固时间可延长1-3小时，28天抗压 强度可提高20-70％。

(2)使用量少，为地质聚合物重量的0.1-3％。

(3)制备工艺简单，配制时将各组分加入水中搅拌均匀即可。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作 进一步地描述。

本发明的实施例提供了地质聚合物增强缓凝剂，由糖类化合物、糖醇类化 合物中的一种或任意两种及以上混配而成的水溶液，其量百分比为糖类化合物 0％-80％、糖醇类化合物0％-80％、水10％-90％。

糖类化合物为葡萄糖、果糖、甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、 脱氧核糖、木糖、来苏糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖 中任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其配比为任意配比。

糖醇类化合物为山梨醇、木糖醇、甘露醇、赤藓醇、麦芽糖醇、乳糖醇中 任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其配比为任意配比。

地质聚合物增强缓凝剂的制备方法，将去离子水加入到反应釜中，低速搅 拌下加入糖类化合物或糖醇类化合物，搅拌均匀，即得到地质聚合物增强缓凝 剂。

本发明地质聚合物以固体废弃物为原料，在制造过程中能耗和三废排放量 非常低，对环境友好，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。在地质聚合物使 用过程中添加地质聚合物增强缓凝剂，能显著提高其流动性，延长固化时间， 改善其和易性，并能显著提高其抗压强度。凝固时间可延长1-3小时，28天抗 压强度可提高20-70％。使用量少，为地质聚合物重量的0.1-3％。制备工艺简单， 配制时将各组分加入水中搅拌均匀即可。

实施例1

将70％的去离子水加入到反应釜中，低速搅拌下加入30％的葡萄糖，搅拌均 匀后即得到地质聚合物增强缓凝剂。

实施例2

将65％的去离子水加入到反应釜中，低速搅拌下依次加入20％葡萄糖、15％ 果糖，搅拌均匀后即得到地质聚合物增强缓凝剂。

实施例3

地质聚合物增强缓凝剂，由山梨醇和水组成，它们的重量百分比为山梨醇 40％，水60％，其制备方法与实施例1基本相同，只是组分及配比不同。

实施例4

地质聚合物增强缓凝剂，由果糖和水组成，它们的重量百分比为果糖40％， 水60％，其制备方法与实施例1基本相同，只是组分及配比不同。

实施例5

地质聚合物增强缓凝剂，由山梨醇、葡萄糖和水组成，它们的重量百分比 为山梨醇15％，葡萄糖20％，水65％，其制备方法与实施例2基本相同，只是组 分及配比不同。

实施例6

地质聚合物增强缓凝剂，由甘露醇、果糖和水组成，它们的重量百分比为 山梨醇15％，果糖25％，水60％，其制备方法与实施例2基本相同，只是组分及 配比不同。

实施例7

地质聚合物增强缓凝剂，由木糖醇、甘露糖和水组成，它们的重量百分比 为木糖醇15％，甘露糖20％，果糖15％，水50％，其制备方法与实施例2基本相 同，只是组分及配比不同。

实施例8

地质聚合物增强缓凝剂，由乳糖醇、蔗糖、果糖和水组成，它们的重量百 分比为乳糖醇15％，蔗糖20％，果糖15％，水50％，其制备方法与实施例2基本 相同，只是组分及配比不同。

地质聚合物增强缓凝剂应用示例

将偏高岭土、粉煤灰、矿渣、激发剂(模数为1.5的水玻璃溶液)、地质聚 合物增强缓凝剂加入搅拌罐中搅拌5分钟，混合均匀后将地质聚合物浆料分别 注入32mm×32mm×32mm方形模具和65mm×75mm×40mm的圆台 型模具中，圆台型模具直接放入20℃恒温养护箱中，进行凝结时间的测试，方 形模具室温下放置24小时后脱模，然后将样品在标准状况下(20℃、相对湿度 95％)于标准养护箱中养护，28天测定抗压强度，结果如下表1(对不含增强 缓凝剂的样品进行了对比测试)。

地质聚合物增强缓凝剂1：30％的葡萄糖水溶液

地质聚合物增强缓凝剂2：40％的果糖水溶液

地质聚合物增强缓凝剂3：20％葡萄糖和15％山梨醇水溶液

表1

	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	样品6
							偏高岭土(克)	500	500	500	500	250	250
粉煤灰(克)	0	0	0	0	200	200
							矿渣(克)	0	0	0	0	50	50
激发剂(克)	500	500	500	500	400	400
							增强缓凝剂1(克)	0	5	0	0	0	5
增强缓凝剂2(克)	0	0	5	0	0	0
							增强缓凝剂3(克)	0	0	0	5	0	0
初凝时间(分钟)	390	430	426	434	600	642
							终凝时间(分钟)	460	510	487	498	680	725
抗压强度(MPa)	25.5	38.5	34	35	36	45

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。

Claims (4)

1.地质聚合物增强缓凝剂，其特征在于，由糖类化合物、糖醇类化合物中的一种或任意两种及以上混配而成的水溶液，其量百分比为糖类化合物0％-80％、糖醇类化合物0％-80％、水10％-90％。

2.根据权利要求1所述的地质聚合物增强缓凝剂，其特征在于，所述糖类化合物为葡萄糖、果糖、甘油醛、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、脱氧核糖、木糖、来苏糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖中任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其配比为任意配比。

3.根据权利要求1所述的地质聚合物增强缓凝剂，其特征在于，所述糖醇类化合物为山梨醇、木糖醇、甘露醇、赤藓醇、麦芽糖醇、乳糖醇中任意一种或任意两种以上的混配，任意两种以上的混配时其配比为任意配比。

4.如权利要求1-3任一项所述地质聚合物增强缓凝剂的制备方法，其特征在于，将去离子水加入到反应釜中，低速搅拌下加入糖类化合物或糖醇类化合物，搅拌均匀，即得到地质聚合物增强缓凝剂。