CN109553374A - 一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法 - Google Patents

一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法，属于地质聚合物材料技术领域。本发明的钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，细砂66.6~111份，钢纤维1.0~126份，水98~118份。本发明制备的钢纤维增强地质聚合物，在地质聚合物抗压强度不受影响的情况下，极大地提高其抗折强度，增强了其韧性。

Description

一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法
技术领域
本发明属于地质聚合物材料技术领域，具体涉及一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法。
背景技术
20世纪以来，混凝土建筑迅猛发展，给人们生活带来便利的同时，也造成了大量的能源浪费和环境污染。目前，地质聚合物作为一种绿色的无机胶凝材料已经受到广泛关注。地质聚合物具有良好的耐腐蚀，耐酸，耐高温和抗核辐射等特点，同时具有原材料来源广泛、工艺简单，耗能少和环境污染小等优点。但是地质聚合物也存在强度较低，质地较脆等缺点。针对这一缺点，可以通过引入增强相实现强度和韧性的提高，从而促使地质聚合物由脆性到韧性断裂的破坏模式。
本发明提供了一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法，增强了地质聚合的韧性。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢纤维增强地质聚合物及其制备方法。
本发明中使用的地热粘土（Geothermal Clay，Wan Q., Rao F*. Song S**, León-Patiño C.A., 2017, Geothermal clay-based geopolymer binders: synthesis andmicrostructural characterization, Applied Clay Science, 146, 223-229.）是地热资源开采过程中的工业副产品，富含丰富的硅铝酸盐。
一种钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，细砂 66.6~111份，钢纤维1.0~126份，份，水98~118份。
一种钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，细砂88.8份，钢纤维59.75份，水108份。
一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法包括以下步骤：
（1）原材料处理
1）地热粘土经过破碎，干磨成粒度2.3~45.2μm的粉末；其中50%的粉末粒径小于15μm，85%的粉末粒径小于29μm，然后将粘土粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时获得地质聚合物原材料。
2）选取粒度范围为0.3-0.6mm的细砂掺入地质聚合物，提高地质聚合物的稠度。
3）选取直径为0.2mm钢纤维，并将钢纤维预处理为0.5mm长的短纤维。
（2）样品制备
1）取硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及的水混合溶解成透明碱溶液。
2）同时加入地热粘土和细砂，搅拌10分钟获得低流动性浆体。
3）把低流动性浆体放入振动台振动五分钟，振出浆体中气泡。
4）静置浆体待浆体进一步粘稠，中途放入2-3根钢纤维至浆体表面，等待一分钟左右样品没有明显下沉后按原料用量缓慢加入所有钢纤维，同时轻轻翻拌浆体，确保钢纤维均匀分布在浆体中。
（3）样品养护
1)将有均匀分布钢纤维的浆体倒入模具，把模具放入振动台振动30秒，振出浆体气泡。
2)将样品放入标准养护箱65℃养护6小时，然后在室内室温环境下养护7-28天。
本发明的优点在于：
本发明的一种钢纤维增强地质聚合物，经由本发明的方法制备而成的地质聚合物的抗压强度不受影响的情况下，极大地提高其抗折强度，增强了其韧性。
附图说明
图1为三点抗折试验法示意图。
图2为荷载与挠度曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，细砂88.8份，钢纤维59.75份，水108份。
一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法包括以下步骤：
（1）原材料处理
1）地热粘土经过破碎，干磨成粒度2.3~45.2μm的粉末；其中50%的粉末粒径小于15μm，85%的粉末粒径小于29μm，然后将粘土粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时获得地质聚合物原材料。
2）选取粒度范围为0.3-0.6mm的细砂掺入地质聚合物，提高地质聚合物的稠度。
3）选取直径为0.2mm钢纤维，并将钢纤维预处理为0.5mm长的短纤维。
（2）样品制备
1）取硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及的水混合溶解成透明碱溶液。
2）同时加入地热粘土和细砂，搅拌10分钟获得低流动性浆体。3）把模具放入振动台振动五分钟，振出浆体中气泡。
4）静置浆体待浆体进一步粘稠，中途放入2-3根钢纤维至浆体表面，等待一分钟左右样品没有明显下沉后按原料用量缓慢加入所有钢纤维，同时轻轻翻拌浆体，确保钢纤维均匀分布在浆体中。
（3）样品养护
1)将有均匀分布钢纤维的浆体倒入50mm×50mm×50mm和40mm×40mm×160mm的模具，把模具放入振动台振动30秒，振出浆体气泡。
2)将样品放入标准养护箱65℃养护6小时，然后在室内室温环境下养护14天。
实施例2
一种钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠51份，氢氧化钠5份，地热粘土192份，细砂66.6份，钢纤维1.0g份，水98份。
一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法包括以下步骤：
（1）原材料处理
1）地热粘土经过破碎，干磨成粒度2.3~45.2μm的粉末；其中50%的粉末粒径小于15μm，85%的粉末粒径小于29μm，然后将粘土粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时获得地质聚合物原材料。
2）选取粒度范围为0.3-0.6mm的细砂掺入地质聚合物，提高地质聚合物的稠度。
3）选取直径为0.2mm钢纤维，并将钢纤维预处理为0.5mm长的短纤维。
（2）样品制备
1）取硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及的水混合溶解成透明碱溶液。
2）同时加入地热粘土和细砂，搅拌10分钟获得低流动性浆体。
3）把低流动性浆体放入振动台振动五分钟，振出浆体中气泡。
4）静置浆体待浆体进一步粘稠，中途放入2-3根钢纤维至浆体表面，等待一分钟左右样品没有明显下沉后按原料用量缓慢加入所有钢纤维，同时轻轻翻拌浆体，确保钢纤维均匀分布在浆体中。
（3）样品养护
1）将有均匀分布钢纤维的浆体倒入50mm×50mm×50mm和40mm×40mm×160mm的模具，把模具放入振动台振动30秒，振出浆体气泡。
2）将样品放入标准养护箱65℃养护6小时，然后在室内室温环境下养护14天。
实施例3
一种钢纤维增强地质聚合物，包括以下重量份数原料：硅酸钠71份，氢氧化钠15份，地热粘土252份，细砂 111份，钢纤维126份，水118份。
一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法包括以下步骤：
（1）原材料处理
1）地热粘土经过破碎，干磨成粒度2.3~45.2μm的粉末；其中50%的粉末粒径小于15μm，85%的粉末粒径小于29μm，然后将粘土粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时获得地质聚合物原材料。
2）选取粒度范围为0.3-0.6mm的细砂掺入地质聚合物，提高地质聚合物的稠度。
3）选取直径为0.2mm钢纤维，并将钢纤维预处理为0.5mm长的短纤维。
（2）样品制备
1）取硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及的水混合溶解成透明碱溶液。
2）同时加入地热粘土和细砂，搅拌10分钟获得低流动性浆体。
3）把低流动性浆体放入振动台振动五分钟，振出浆体中气泡。
4）静置浆体待浆体进一步粘稠，中途放入2-3根钢纤维至浆体表面，等待一分钟左右样品没有明显下沉后按原料用量缓慢加入所有钢纤维，同时轻轻翻拌浆体，确保钢纤维均匀分布在浆体中。
（3）样品养护
1）将有均匀分布钢纤维的浆体倒入50mm×50mm×50mm和40mm×40mm×160mm的模具，把模具放入振动台振动30秒，振出浆体气泡。
2）将样品放入标准养护箱65℃养护6小时，然后在室内室温环境下养护7天。
对比例1
对比例地质聚合物样品的原料不添加钢纤维，其余原料及制备方法同实施例1.
实施例4 样品性能测试
本发明实施例1至实施例3，及对比例1制备所得样品，以50mm×50mm×50mm的样品测试抗压强度；以40mm×40mm×160mm样品采用三点抗折试验法测试样抗折强度。三点抗折试验法示意图如见1所示。荷载与挠度曲线图见图2所示。
比较本发明钢纤维增强地质聚合物样品与对比例不含钢纤维地质聚合物样品性能测试结果见表1。
表1 钢纤维增强地质聚合物样品与对比例不含钢纤维地质聚合物样品性能测试
表1结果表明本发明中提供的方法对地质聚合物的抗压强度几乎没有影响，但是极大地提高了其抗折强度，增强了其韧性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种钢纤维增强地质聚合物，其特征在于，包括以下重量份数原料：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，细砂 66.6~111份，钢纤维1.0~126份，水98~118份。
2.根据权利要求1所述的一种钢纤维增强地质聚合物，其特征在于，包括以下重量份数原料：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，细砂88.8份，钢纤维59.75份，水108份。
3.如权利要求1所述的一种钢纤维增强地质聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原材料处理
1）地热粘土经过破碎，干磨成2.3~45.2μm的粉末；其中50%的粉末粒径小于15μm，85%的粉末粒径小于29μm，然后将粘土粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时获得地质聚合物原材料；
2）选取粒度范围为0.3-0.6mm的细砂掺入地质聚合物，提高地质聚合物的稠度；
3）选取直径为0.2mm钢纤维，并将钢纤维预处理为0.5mm长的短纤维；
（2）样品制备
1）取硅酸钠，氢氧化钠及的水混合溶解成透明碱溶液；
2）同时加入地热粘土和细砂，搅拌10分钟获得低流动性浆体；
3）把低流动性浆体放入振动台振动五分钟，振出浆体中气泡；
4）静置浆体待浆体进一步粘稠，中途放入2-3根钢纤维至浆体表面，等待一分钟左右样品没有明显下沉后按原料用量缓慢加入所有钢纤维，同时轻轻翻拌浆体，确保钢纤维均匀分布在浆体中；
（3）样品养护
1）将有均匀分布钢纤维的浆体倒入模具，把模具放入振动台振动30秒，振出浆体气泡；
2）将样品放入标准养护箱65℃养护6小时，然后在室内室温环境下养护7-28天。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102596848A (zh) * 2009-08-21 2012-07-18 法国运输规划和运输网科学技术学院 地聚物水泥及其用途
CN103613355A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 广西启利新材料科技股份有限公司 一种地聚物基无机人造石
CN104803630A (zh) * 2014-01-26 2015-07-29 神华集团有限责任公司 地质聚合物组合物及地质聚合物材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102596848A (zh) * 2009-08-21 2012-07-18 法国运输规划和运输网科学技术学院 地聚物水泥及其用途
CN103613355A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 广西启利新材料科技股份有限公司 一种地聚物基无机人造石
CN104803630A (zh) * 2014-01-26 2015-07-29 神华集团有限责任公司 地质聚合物组合物及地质聚合物材料

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAVID RANJBAR: "High tensile strength fly ash based geopolymer composite using copper coated micro steel fiber", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 *
QIAN WAN: "Geothermal clay-based geopolymer binders: Synthesis and microstructural", 《APPLIED CLAY SCIENCE》 *
SUSAN BERNAL: "Performance of an alkali-activated slag concrete reinforced with steel fibers", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 *
XING LI: "Effects of aggregates on the mechanical properties and microstructure of geothermal metakaolin-based geopolymers", 《RESULTS IN PHYSICS》 *

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