CN110316984B - 一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备方法 - Google Patents

一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备方法，属于固废资源利用领域。该无机胶包括矿渣微粉、尾矿渣超细粉、钢渣微粉、煤矸石超细粉、复合碱激发剂、氧化石墨烯、水。所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:2～2:1，水玻璃为工业纯、其模数为0.8～1.6。本发明不仅降低了现有无机胶的生产成本，而且提高了无机胶的剪切力与耐高温性能，实现高剪切力与耐高温在无机胶的一体化，大幅增强了无机胶的市场竞争力与应用范围；拓展了矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石的大规模、高附加值应用新思路。本发明符合相关节能环保、循环经济的政策要求。

Description

一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备 方法
技术领域
本发明属于固废资源利用领域，具体涉及一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备方法。
背景技术
矿渣是高炉炼铁过程中的副产品，其主要成分为硅酸盐和硅铝酸盐的熔融物。尾矿渣是选矿厂对金属矿石选别后留下的残余脉石、矿砂，其主要组分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、NaO、K2O等。钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，其主要组分为CaO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO、P2O5、MnO、SO3和少量游离氧化钙。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，其主要组分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素。目前大量矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石的堆存，不仅占用宝贵土地，而且还会对周围环境和地下水造成污染。因此，如何大规模、高附加值的利用矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石，实现环境减负，企业增效，是一个迫切需要解决的问题。
粘贴碳纤维布加固混凝土结构主要使用碳纤维布和粘贴用胶。碳纤维布在绝氧条件下，低于1500℃时其物理力学性能不衰减，具有极好的耐高温性能。但当前使用的配套粘贴用胶均为低软化点的环氧类有机胶，其热稳定性、长期化学稳定性较差，特别是其耐温上限尚不到80℃。建筑火灾温度可达上千摄氏度，若不对粘贴碳纤维布加固结构的抗火性能予以足够重视，一旦发生火灾则极易引起碳纤维布与混凝土剥离，难以发挥补强加固的作用。面对上述问题，矿渣含有硅酸盐和硅铝酸盐，尾矿渣与钢渣含有大量SiO2与CaO可以形成无机胶凝材料；尾矿渣与煤矸石含有大量Al2O3与MgO具有阻燃性能。因此，将矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石进行混合，再与复合碱激发剂、氧化石墨烯、水进行复合，形成复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，利用复合碱激发技术与氧化石墨烯进一步提高无机胶的力学性能，尤其是剪切力，实现固废资源的循环利用，促进企业增效。
发明内容
为了解决现有技术不能大规模、高附加值的利用矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石，环氧类有机胶热稳定性较差、长期化学稳定性较差、耐温上限尚不到80℃，以及现有无机胶剪切力不足的问题。本发明利用矿渣微粉、尾矿渣超细粉、钢渣微粉、煤矸石超细粉、复合碱激发剂、氧化石墨烯、水制备复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，同时对搅拌速度、搅拌时间、真空度等进行控制，以期实现矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石的大规模、高附加值循环利用。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，该无机胶按重量百分比原料如下：
Figure BDA0002125504560000021
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为热闷渣微粉、风淬渣微粉、铁水脱硫渣微粉、铸余渣微粉、转炉热泼渣微粉、转炉滚筒渣微粉、电炉热泼渣微粉、电炉滚筒渣微粉中的一种或多种，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:2～2:1，水玻璃为工业纯、其模数为0.8～1.6，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Brodie法氧化石墨烯、Staudemaier法氧化石墨烯、Hummers法氧化石墨烯中的一种或多种；水为去离子水。
进一步的，所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm。
进一步的，所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm。
本发明同时提供了上述复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为1h～3h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.04MPa～0.08MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为2h～4h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为1h～3h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备混合粉料与步骤(3)制备混合溶液进行混合，其搅拌速度为800r/min～1200r/min、搅拌时间为10min～30min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
本发明的科学原理：
(1)矿渣含有硅酸盐和硅铝酸盐，尾矿渣与钢渣含有大量SiO2与CaO，尾矿渣、矿渣、钢渣与水进行化学反应形成硅酸三钙、硅酸二钙等具有胶凝性能的无机材料；尾矿渣与煤矸石含有大量Al2O3(熔点为2054℃)与MgO(熔点为2852℃)具有阻燃性能，可以提高无机胶凝材料的耐高温性能。
(2)复合碱激发剂由水玻璃与氢氧化钠组成，一方面水玻璃可以形成骨架网络，充填或镶嵌于无机胶凝材料中，从而提高无机胶的力学性能；另一方面水玻璃与氢氧化钠可以提供碱环境，有利于促进硅酸三钙、硅酸二钙等具有胶凝性能的无机材料水化，从而提高无机胶的早期强度。
(3)氧化石墨烯具有二维层状结构，表面承载了多种活性含氧基团，一方面氧化石墨烯可以形成卷曲片状结构，提高无机胶的耐冲击性；另一方面氧化石墨烯片层的共轭结构能够产生范德华作用力，提高无机胶的剪切力。
(4)利用真空负压技术，实现尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉在矿渣-钢渣混合微粉的表面孔结构中牢固吸附，形成分散性均匀、结构稳定的混合粉料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决了现有技术不能大规模、高附加值的利用矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石，环氧类有机胶热稳定性较差、长期化学稳定性较差、耐温上限尚不到80℃，以及现有无机胶剪切力不足的问题。上述问题的解决不仅降低了现有无机胶的生产成本，而且提高了无机胶的剪切力与耐高温性能，实现高剪切力与耐高温在无机胶的一体化，大幅增强了无机胶的市场竞争力与应用范围。
2、本发明利用矿渣微粉、尾矿渣超细粉、钢渣微粉、煤矸石超细粉、复合碱激发剂、氧化石墨烯、水制备复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，拓展了矿渣、尾矿渣、钢渣和煤矸石的大规模、高附加值应用新思路。
3、本发明一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶及其制备方法符合相关节能环保、循环经济的政策要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000051
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为电炉滚筒渣微粉与电炉热泼渣微粉的混合物，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为2:1，水玻璃为工业纯、其模数为1.0，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Brodie法氧化石墨烯与Hummers法氧化石墨烯的混合物；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min、搅拌时间为2h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.07MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为4h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为800r/min、搅拌时间为1h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为900r/min、搅拌时间为20min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000061
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为转炉滚筒渣微粉与转炉热泼渣微粉的混合物，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:2，水玻璃为工业纯、其模数为1.6，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Staudemaier法氧化石墨烯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为3h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.05MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min、搅拌时间为2h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1100r/min、搅拌时间为30min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000071
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铸余渣微粉与风淬渣微粉的混合物，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:1，水玻璃为工业纯、其模数为1.4，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Hummers法氧化石墨烯与Staudemaier法氧化石墨烯的混合物；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为800r/min、搅拌时间为1h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.04MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为800r/min、搅拌时间为3h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为800r/min、搅拌时间为15min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000081
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为热闷渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:2，水玻璃为工业纯、其模数为1.2，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Hummers法氧化石墨烯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为1h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.08MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为400r/min、搅拌时间为3h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1200r/min、搅拌时间为10min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000091
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铁水脱硫渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为2:1，水玻璃为工业纯、其模数为0.8，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Brodie法氧化石墨烯与Staudemaier法氧化石墨烯的混合物；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.06MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为4h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为1h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1000r/min、搅拌时间为25min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000101
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铸余渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:1，水玻璃为工业纯、其模数为1.0，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Staudemaier法氧化石墨烯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为2h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.05MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1100r/min、搅拌时间为20min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
对比例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000111
Figure BDA0002125504560000121
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铸余渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:1，水玻璃为工业纯、其模数为1.0，氢氧化钠为工业纯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为2h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.05MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂与水进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1100r/min、搅拌时间为20min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
对比例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000122
Figure BDA0002125504560000131
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铸余渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:1，水玻璃为工业纯、其模数为1.0，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Staudemaier法氧化石墨烯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为2h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.05MPa条件下将尾矿渣超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1100r/min、搅拌时间为20min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
对比例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002125504560000132
Figure BDA0002125504560000141
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5μm～2.5μm；所述钢渣微粉为铸余渣微粉，其粒径为25μm～45μm；所述煤矸石超细粉粒径为0.5μm～2.5μm；氧化石墨烯为Staudemaier法氧化石墨烯；水为去离子水。
(1)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为700r/min、搅拌时间为2h，获得矿渣-钢渣混合微粉。
(2)利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.05MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为600r/min、搅拌时间为3h，获得混合粉料。
(3)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为500r/min、搅拌时间为2h，获得混合溶液。
(4)利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤(2)制备的混合粉料与步骤(3)制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为1100r/min、搅拌时间为20min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
制备实施例1～6及对比例1～3，其性能检测过程如下：
首先制备混凝土试块尺寸为100mm×100mm×100mm，设计强度等级C40，实测3个试件28d抗压强度的均值为48.7MPa。其次利用复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶将1层碳纤维布粘贴在混凝土试块表面，其粘贴面积为70mm×100mm。最后粘贴碳纤维布的混凝土试块在标准养护室中分别养护3d与7d后取出，测试其粘贴面剪切强度。
首先制备复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶试块尺寸为20mm×20mm×20mm，在标准养护室中养护28d后经电热恒温干燥箱烘干。其次复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶试块在不同煅烧温度，即900℃、1200℃和1500℃下恒温煅烧2h后自然降温至室温，测试其高温冷却后抗压强度。
表1复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶的性能
Figure BDA0002125504560000151

Claims (3)

1.一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，其特征在于，该无机胶按重量百分比原料如下：
矿渣微粉 15%～25%
尾矿渣超细粉 10%～20%
钢渣微粉 15%～25%
煤矸石超细粉 10%～20%
复合碱激发剂 4%～10%
氧化石墨烯 0.2%～0.6%
水 20%～40%
所述矿渣微粉为粒化高炉矿渣微粉，其粒径为25µm～45µm；所述钢渣微粉为热闷渣微粉、风淬渣微粉、铁水脱硫渣微粉、铸余渣微粉、转炉热泼渣微粉、转炉滚筒渣微粉、电炉热泼渣微粉、电炉滚筒渣微粉中的一种或多种，其粒径为25µm～45µm；所述复合碱激发剂为水玻璃与氢氧化钠的混合物，水玻璃与氢氧化钠的质量比为1:2～2:1，水玻璃为工业纯、其模数为0.8～1.6，氢氧化钠为工业纯；氧化石墨烯为Brodie法氧化石墨烯、Staudemaier法氧化石墨烯、Hummers法氧化石墨烯中的一种或多种；水为去离子水；
所述复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶的制备包括如下步骤：
（1）利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将矿渣微粉与钢渣微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为1h～3h，获得矿渣-钢渣混合微粉；
（2）利用恒温磁力搅拌器在常温与真空度为0.04MPa～0.08MPa条件下将尾矿渣超细粉、煤矸石超细粉与矿渣-钢渣混合微粉进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为2h～4h，获得混合粉料；
（3）利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将复合碱激发剂、氧化石墨烯与水进行混合，其搅拌速度为400r/min～800r/min、搅拌时间为1h～3h，获得混合溶液；
（4）利用恒温磁力搅拌器在常温条件下将步骤（2）制备的混合粉料与步骤（3）制备的混合溶液进行混合，其搅拌速度为800r/min～1200r/min、搅拌时间
为10min～30min，获得复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶。
2.如权利要求1所述的一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，其特征在于，所述尾矿渣超细粉的粒径为0.5µm～2.5µm。
3.如权利要求1所述的一种复合碱激发固废型高剪切力、耐高温无机胶，其特征在于，所述煤矸石超细粉粒径为0.5µm～2.5µm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110683775B (zh) * 2019-10-30 2021-06-25 安徽工业大学 一种固废利用型阻燃-高剪切力一体化无机胶及其制备方法
CN110668722B (zh) * 2019-11-04 2021-05-28 安徽工业大学 一种具有氧化-阻燃-高剪切力一体化的固废型无机胶及其制备方法
CN113683320B (zh) * 2021-09-23 2022-06-07 广东华欣环保科技有限公司 一种胶凝材料
CN114988800A (zh) * 2022-05-31 2022-09-02 安徽工业大学 一种固废基水泥刨花板及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102351443A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 哈尔滨工业大学 耐高温碱矿渣胶凝材料及其制备方法
WO2012083255A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 The Catholic University Of America Geopolymer composite for ultra high performance concrete
CN104343122A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 吕孟龙 混凝土结构防护方法
CN104478324A (zh) * 2014-11-26 2015-04-01 华南理工大学 一种耐高温的地聚物基加固修补砂浆及其制备方法与应用
CN106032313A (zh) * 2015-12-02 2016-10-19 上海久坚加固科技股份有限公司 一种结构加固用碱激发矿渣粉地聚合物砂浆及其制备方法
CN107382255A (zh) * 2017-08-29 2017-11-24 重庆大学 石墨烯或氧化石墨烯增强碱矿渣水泥复合材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012083255A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 The Catholic University Of America Geopolymer composite for ultra high performance concrete
CN102351443A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 哈尔滨工业大学 耐高温碱矿渣胶凝材料及其制备方法
CN104343122A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 吕孟龙 混凝土结构防护方法
CN104478324A (zh) * 2014-11-26 2015-04-01 华南理工大学 一种耐高温的地聚物基加固修补砂浆及其制备方法与应用
CN106032313A (zh) * 2015-12-02 2016-10-19 上海久坚加固科技股份有限公司 一种结构加固用碱激发矿渣粉地聚合物砂浆及其制备方法
CN107382255A (zh) * 2017-08-29 2017-11-24 重庆大学 石墨烯或氧化石墨烯增强碱矿渣水泥复合材料及其制备方法

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Assignor: ANHUI University OF TECHNOLOGY

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Denomination of invention: A high shear and high temperature resistant inorganic adhesive excited by composite alkali and solid waste and its preparation method

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