CN115849749A - 一种高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法 - Google Patents
一种高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115849749A CN115849749A CN202211633183.1A CN202211633183A CN115849749A CN 115849749 A CN115849749 A CN 115849749A CN 202211633183 A CN202211633183 A CN 202211633183A CN 115849749 A CN115849749 A CN 115849749A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alkali
- slag
- equal
- percent
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 78
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 48
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 17
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 15
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 14
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法，该碱激发胶凝材料是以矿渣70~90重量份、废弃硅藻土助滤剂5~25重量份、建筑固废再生微粉1~2重量份、锂渣1~2重量份、玻璃粉1~2重量份为原料制得，且其中还包含占上述原料总质量8%~12%的碱激发剂。本发明所采用的材料大部分为绿色环保材料，且其生产工艺简单，无需采用特殊养护，成本较低，所得高强环保碱激发胶凝材料的凝结时间、流动度可调，且力学性能优异，具有广阔的市场推广前景。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种新型高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法。
背景技术
水泥作为一种常用建筑材料在全球基础建设中扮演着举足轻重的角色。水泥的生产需要消耗大量自然资源（如石灰石、粘土等）和能源，而且会排放大量的温室气体，会增加地球的温室效应，影响地球的生存环境。目前，世界各国一直致力于寻找改良水泥生产的技术途径，以减少能源的消耗以及温室气体的排放。但是，事实证明，此举效果并不显著，原因在于水泥生产的节能技术已几乎走到理论尽头。因此，寻找一种可持续性的胶凝材料替代水泥被视为目前解决上述问题的最有效技术途径。
碱激发胶凝材料是新发展起来的一种新型无机非金属胶凝材料，其是利用具有活性的原料作为前驱体与碱激发剂混合反应生成的。碱激发胶凝材料与硅酸盐水泥有相似的性能，同时其制备简单，制备过程耗能低、排放低，污染小、废弃物利用率高、且早期强度和最终强度都比较高、水化热低、抗腐蚀性及抗冻性优异，是目前人们广泛关注的可替代水泥的胶凝材料之一。同时，与硅酸盐水泥相比，碱激发胶凝材料符合当前的战略要求。
近年来，碱激发胶凝材料的理论研究取得了大量成果，在许多领域均有应用。但用作碱激发胶凝材料前驱体的矿渣产量远远无法满足市场的需求，而且某些地区无法提供矿渣，长途运输会提高成本。为了满足市场需求，解决矿渣等材料紧缺的问题，探究其他碱激发胶凝材料的研究变得尤为重要。
药厂、食品厂、酿酒厂等使用硅藻土澄清被滤液体一段时间后，因硅藻土吸附较多有机质及其他杂物，使其内部孔隙被填充、吸附性降低而无法继续澄清被滤液体，因此需定期更换新的硅藻土助滤剂。与已不能继续使用的废弃硅藻土助滤剂往往被直接填埋或无害化处理后排入河流或近海。我国废弃硅藻土助滤剂的排放占用大量垃圾堆填用地，同时会对空气、土壤和水造成污染。废弃硅藻土助滤剂的主要成分是无定型二氧化硅（SiO2），另含有部分有机质及少量的氧化铝（Al2O3）将废弃硅藻土助滤剂作为辅助性前驱体替代部分粉煤灰、矿渣、偏高岭土等，用于制备碱激发胶凝材料，不仅有利于缓解粉煤灰、矿渣和偏高岭土储量或产量不足从而导致的供不应求的问题，也有利于固化废物对环境的污染。
专利CN 102924035A公开了一种硅藻土地聚合物胶凝材料的制备方法，其通过将煅烧硅藻土与粉煤灰、水玻璃混合，搅拌0.5~1小时，注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，在55~65℃干燥箱中养护24小时后脱模成型，制得所述硅藻土地聚合物胶凝材料。但该方法存在搅拌时间较长；养护条件温度较高；水玻璃成本高，运输贮存困难，凝结时间快，且需要调模，步骤较为繁琐等问题。专利CN 106316179A公开了一种高环保混凝土骨料及其制备方法，该方法中需将浆状废弃硅藻土、表面改性剂和发泡剂混合浆体加热至810℃再进行制备，其温度要求较高，且搅拌时间较久，同时硅藻土在该体系中仅起到骨料的作用，并未充分利用其具有的活性特征。
同时，我国是世界上锂辉石储量大国。锂渣不仅堆放要占地方，且若保管不善，含碱、酸的渣水流失，会危害农田，污染环境。建筑固废再生微粉是一种疏松多孔且具有一定活性的建筑垃圾粉末，随着老旧基础设施的拆除，建筑垃圾越来越多，建筑固废再生微粉的资源化利用也亟待解决。
本发明提出了一种新型环保高强碱激发胶凝材料及其制备方法，其采用废弃硅藻土助滤剂、锂渣、建筑固废再生微粉及玻璃粉取代部分矿渣形成复合前驱体，进而制备碱激发胶凝材料，其具有搅拌时间短、养护温度低、凝结时间、流动度可调等优势，且制备简单、耗能低、排放低，对于解决实际工程中的原材料紧缺、造价较高及固废排放带来的污染等都具有积极意义。
发明内容
针对背景技术中存在的缺陷与问题，本发明提供了一种新型高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强环保碱激发胶凝材料，其所用原料按重量份计包括：矿渣70~90份、废弃硅藻土助滤剂5~25份、建筑固废再生微粉1~2份、锂渣1~2份、玻璃粉1~2份；
所述高强环保碱激发胶凝材料中还包含占上述原料总质量8%~12%的碱激发剂。
进一步地，所述矿渣为S95级粒化高炉矿渣或S105级粒化高炉矿渣，其SiO2含量≥30%，CaO含量≥20%，含水量≤1%。
进一步地，所述废弃硅藻土助滤剂的目数范围为150~325目，无定形SiO2含量≥60%，有机质含量≤11%，重金属含量＜0.005%，含水率10%~30%，其包括但不限于酿酒业、食品业、制药业排放的使用过的硅藻土助滤剂。
进一步地，所述建筑固废再生微粉的颗粒粒径＜75 µm，细度（45 µm方孔筛筛余）≤45%，活性指数≥60%，氯离子含量（质量分数）≤0.06%，其包括但不限于废弃混凝土再生微粉、废弃砖瓦再生微粉。
进一步地，所述锂渣的80 µm筛余量≤10%，SiO2含量≥50%，CaO含量≥3.5%，其包括但不限于碱性锂渣。
进一步地，所述玻璃粉的PH值6~7，粒径大小1~13 µm，SiO2含量≥60%，CaO含量≥5%，其包括但不限于高耐压玻璃粉。
进一步地，所述碱激发剂包括但不限于氢氧化钠、或无水氧化钙与无水碳酸钠的混合物。
所述高强环保碱激发胶凝材料的制备方法包括以下步骤：
1）将矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）按比例取矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉，混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）按Na2O当量，将碱激发剂与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到碱激发剂溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的碱激发剂溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
进一步地，步骤2）球磨时的球料比为15:1。
本发明利用矿渣、废弃硅藻土助滤剂为主要材料，锂渣、玻璃粉及建筑固废再生微粉作为辅料制备高强环保碱激发胶凝材料，不仅可以有效提高传统碱激发矿渣胶凝材料的力学性能，降低碱激发矿渣胶凝材料的生产成本，还可解决废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉及锂渣大量堆积、排放等问题，防止空气、土壤和水污染，很好地实现资源化再生利用。
本发明具有如下有益效果：
1. 本发明制备工艺简单，具有显著的经济效益和社会效益。
2. 本发明采用的材料大部分为绿色环保材料，环保效益明显。
3. 本发明可回收利用废弃硅藻土助滤剂、锂渣、建筑固废再生微粉，解决了其大量堆积剂排放问题，可防止空气污染等问题。
4. 本发明玻璃粉的加入使该胶凝材料满足紧密堆积原理，且由于玻璃粉硬度大，可使制得的新型高强环保碱激发胶凝材料的强度有所提升。
5. 本发明制得的新型高强环保碱激发胶凝材料的凝结时间、流动度可调，激发剂无需预先调整模数，且力学性能优异，其28天抗压、抗折强度均优于42.5普通硅酸盐水泥胶凝材料及传统碱激发矿渣胶凝材料，可替代普通硅酸盐水泥胶凝材料及碱激发矿渣胶凝材料用于高强砂浆或混凝土的配制，其经济效应和环保效应明显，同时，本发明能够有效的利用废弃硅藻土助滤剂、锂渣及建筑固废再生微粉，为废弃助滤硅藻土、锂渣及建筑固废再生微粉的高附加值利用提供了一条新的途径，具有广阔的市场推广前景。
具体实施方式
一种高强环保碱激发胶凝材料，其制备包括以下步骤：
1）将矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）取矿渣70~90重量份、废弃硅藻土助滤剂5~25重量份、建筑固废再生微粉1~2重量份、锂渣1~2重量份、玻璃粉1~2重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）按Na2O当量，将碱激发剂与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到碱激发剂溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的碱激发剂溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
其中，所述矿渣为S95级粒化高炉矿渣或S105级粒化高炉矿渣，其SiO2含量≥30%，CaO含量≥20%，含水量≤1%。所述废弃硅藻土助滤剂的目数范围为150~325目，无定形SiO2含量≥60%，有机质含量≤11%，重金属含量＜0.005%，含水率10%~30%，其包括但不限于酿酒业、食品业、制药业排放的使用过的硅藻土助滤剂。所述建筑固废再生微粉的颗粒粒径＜75µm，细度（45 µm方孔筛筛余）≤45%，活性指数≥60%，氯离子含量（质量分数）≤0.06%，其包括但不限于废弃混凝土再生微粉、废弃砖瓦再生微粉。所述锂渣的80 µm筛余量≤10%，SiO2含量≥50%，CaO含量≥3.5%，其包括但不限于碱性锂渣。所述玻璃粉的PH值6~7，粒径大小1~13 µm，SiO2含量≥60%，CaO含量≥5%，其包括但不限于高耐压玻璃粉。所述碱激发剂包括但不限于氢氧化钠、或无水氧化钙与无水碳酸钠的混合物，其用量为矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉总质量的8%~12%。
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种高强环保碱激发胶凝材料，其制备包括以下步骤：
1）将S95级粒化高炉矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）取S95级粒化高炉矿渣80重量份、废弃硅藻土助滤剂15重量份、废弃混凝土再生微粉2重量份、碱性锂渣2重量份、高耐压玻璃粉1重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）将占复合粉体总质量8%的氢氧化钠与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到氢氧化钠溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的氢氧化钠溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
实施例2
一种高强环保碱激发胶凝材料，其制备包括以下步骤：
1）将S95级粒化高炉矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）取S95级粒化高炉矿渣70重量份、废弃硅藻土助滤剂25重量份、废弃混凝土再生微粉2重量份、碱性锂渣2重量份、高耐压玻璃粉1重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）将占复合粉体总质量8%的氢氧化钠与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到氢氧化钠溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的氢氧化钠溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
实施例3
一种高强环保碱激发胶凝材料，其制备包括以下步骤：
1）将S95级粒化高炉矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）取S95级粒化高炉矿渣80重量份、废弃硅藻土助滤剂15重量份、废弃混凝土再生微粉2重量份、碱性锂渣2重量份、高耐压玻璃粉1重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）将占复合粉体总质量4%的无水氧化钙、8%的无水碳酸钠与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到碱激发剂溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的碱激发剂溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
实施例4
一种高强环保碱激发胶凝材料，其制备包括以下步骤：
1）将S95级粒化高炉矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉放入105℃烘箱，分别烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）取S95级粒化高炉矿渣70重量份、废弃硅藻土助滤剂25重量份、废弃混凝土再生微粉2重量份、碱性锂渣2重量份、高耐压玻璃粉1重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体；
3）将占复合粉体总质量3%的无水氧化钙、6%的无水碳酸钠与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到碱激发剂溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的碱激发剂溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
对比例1
将S95级粒化高炉矿渣的用量替换为100重量份，其余操作同实施例1。
对比例2
将S95级粒化高炉矿渣的用量替换为100重量份，其余操作同实施例3。
对比例3
将实施例1所用S95级粒化高炉矿渣80重量份替换为水泥100重量份，其余操作同实施例1。
对比例4
步骤2）取S95级粒化高炉矿渣80重量份、废弃硅藻土助滤剂15重量份、废弃混凝土再生微粉3重量份、高耐压玻璃粉2重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体，其他操作同实施例1。
对比例5
步骤2）取S95级粒化高炉矿渣80重量份、废弃硅藻土助滤剂15重量份、碱性锂渣3重量份、高耐压玻璃粉2重量份，在球料比为15:1的条件下混合球磨60 min，得到复合粉体，其他操作同实施例1。
参照GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行不同胶凝材料凝结时间的测定，参照JGJ/T70-2009 《建筑砂浆基本性能试验方法标准》测定标准养护28 d后胶凝材料试件的强度，同时标准养护28 d后的胶凝材料试件放入20% CO2中碳化28 d后测定碳化深度，结果如表1所示。
表1 不同碱激发胶凝材料的性能测试结果
由表1可见，与相应对比例比较，实施例所得高强环保碱激发胶凝材料的流动度均有所提升，且凝结时间大幅延长，这使其适合于建筑工程现场浇筑，且其抗折强度及抗压强度、抗碳化性能也有所提升。
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 (9)
1.一种高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所用原料按重量份计包括：矿渣70~90份、废弃硅藻土助滤剂5~25份、建筑固废再生微粉1~2份、锂渣1~2份、玻璃粉1~2份；
所述高强环保碱激发胶凝材料中还包含占上述原料总质量8%~12%的碱激发剂。
2.根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述矿渣为S95级粒化高炉矿渣或S105级粒化高炉矿渣，其SiO2含量≥30%，CaO含量≥20%，含水量≤1%。
3.根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述废弃硅藻土助滤剂的目数范围为150~325目，其无定形SiO2含量≥60%，有机质含量≤11%，重金属含量＜0.005%，含水率10%~30%。
4. 根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述建筑固废再生微粉的颗粒粒径＜75 µm，45 µm方孔筛余量≤45%，活性指数≥60%，氯离子含量≤0.06%。
5. 根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述锂渣的80 µm筛余量≤10%，SiO2含量≥50%，CaO含量≥3.5%。
6. 根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述玻璃粉的PH值6~7，粒径大小1~13 µm，SiO2含量≥60%，CaO含量≥5%。
7.根据权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：所述碱激发剂选用氢氧化钠、或无水氧化钙与无水碳酸钠的混合物。
8.一种如权利要求1所述的高强环保碱激发胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉分别于105℃烘至含水率≤1%，并冷却至室温；
2）按比例取矿渣、废弃硅藻土助滤剂、建筑固废再生微粉、锂渣及玻璃粉，混合球磨60min，得到复合粉体；
3）将碱激发剂与水按水灰比0.45混合均匀并静置24 h，得到碱激发剂溶液；
4）将步骤2）得到的复合粉体与步骤3）得到的碱激发剂溶液混合搅拌均匀，然后注入钢模，压实，用聚乙烯薄膜密封，标准养护24 h后脱模成型。
9.根据权利要求8所述的高强环保碱激发胶凝材料，其特征在于：步骤2）球磨时的球料比为15:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211633183.1A CN115849749B (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211633183.1A CN115849749B (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115849749A true CN115849749A (zh) | 2023-03-28 |
| CN115849749B CN115849749B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=85674133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211633183.1A Active CN115849749B (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种高强环保碱激发胶凝材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115849749B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100908499B1 (ko) * | 2008-03-03 | 2009-07-21 | 전남대학교산학협력단 | 무시멘트 알카리 활성 보강 모르터의 제조방법 |
| KR20130087663A (ko) * | 2012-01-30 | 2013-08-07 | 주식회사 인트켐 | 고내구성 하이볼륨 고로슬래그 콘크리트 |
| KR20130130511A (ko) * | 2012-05-22 | 2013-12-02 | 대형환경 주식회사 | 폐콘크리트 미분말 및 고로슬래그를 이용한 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법 |
| US9802865B1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-10-31 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Nano-modified alkali-activated cementitious materials for rapid repair |
| CN107382105A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 湖南七纬科技有限公司 | 一种绿色环保胶凝材料 |
| CN109231860A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 长安大学 | 一种胶凝材料及其制备方法 |
| CN112408819A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-02-26 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用 |
| CN113213880A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-06 | 上海力阳道路加固科技股份有限公司 | 一种透明地聚合物材料及其制备方法 |
| EP4082984A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-02 | Ecocem Materials Limited | Binder composition comprising pozzolanic material and fine filler |
| CN115368103A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 福州大学 | 一种减缩抗裂型碱激发矿渣砂浆及其制备方法 |
| CN115368074A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 福州大学 | 一种轻质减缩抗裂型超高性能混凝土及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-19 CN CN202211633183.1A patent/CN115849749B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100908499B1 (ko) * | 2008-03-03 | 2009-07-21 | 전남대학교산학협력단 | 무시멘트 알카리 활성 보강 모르터의 제조방법 |
| KR20130087663A (ko) * | 2012-01-30 | 2013-08-07 | 주식회사 인트켐 | 고내구성 하이볼륨 고로슬래그 콘크리트 |
| KR20130130511A (ko) * | 2012-05-22 | 2013-12-02 | 대형환경 주식회사 | 폐콘크리트 미분말 및 고로슬래그를 이용한 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법 |
| US9802865B1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-10-31 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Nano-modified alkali-activated cementitious materials for rapid repair |
| CN107382105A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-24 | 湖南七纬科技有限公司 | 一种绿色环保胶凝材料 |
| CN109231860A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 长安大学 | 一种胶凝材料及其制备方法 |
| CN112408819A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-02-26 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用 |
| EP4082984A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-02 | Ecocem Materials Limited | Binder composition comprising pozzolanic material and fine filler |
| CN113213880A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-06 | 上海力阳道路加固科技股份有限公司 | 一种透明地聚合物材料及其制备方法 |
| CN115368103A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 福州大学 | 一种减缩抗裂型碱激发矿渣砂浆及其制备方法 |
| CN115368074A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 福州大学 | 一种轻质减缩抗裂型超高性能混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| LKENTAPAR S , ZSOY A: "Investigation of mechanical properties, high-temperature resistance and microstructural properties of diatomite-containing geopolymer mortars", ARABIAN JOURNAL OF GEOSCIENCES, pages 1 - 12 * |
| 孔德宇;孟刻;: "碱激发矿渣混凝土制备及性能研究", 水泥工程, no. 02, 15 April 2017 (2017-04-15), pages 88 - 91 * |
| 张兰芳, 陈剑雄, 李世伟: "碱激发矿渣-锂渣混凝土试验研究", 建筑材料学报, pages 488 - 492 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115849749B (zh) | 2024-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101381217B (zh) | 一种基于碱与co2共同作用的建材制品及其制备方法 | |
| CN110642585B (zh) | 加气混凝土砌块及其制备工艺 | |
| CN102584322B (zh) | 粉煤灰基多孔人造石的制备方法 | |
| CN103723988B (zh) | 利用玻璃粉制备的轻质高强加气混凝土及其方法 | |
| CN103833298B (zh) | 护坡材料及其制备方法 | |
| CN103086655A (zh) | 一种混凝土砖及其制备方法 | |
| WO2021219058A1 (zh) | 一种再生材料地坪砖及其制备方法 | |
| CN106698982B (zh) | 一种水泥熟料及其制备方法与应用 | |
| CN113213789B (zh) | 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法 | |
| CN111268979A (zh) | 基于全固废的高强度、免烧护坡砖及其制备方法 | |
| CN109776003A (zh) | 一种多元复合粉体的钙基地聚合物胶凝材料及其制备方法 | |
| CN101913831A (zh) | 利用磷石膏固化建筑垃圾生产免烧砖的方法 | |
| CN113603440B (zh) | 一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖及其制备方法 | |
| CN109987912A (zh) | 沸石制备铁尾矿干粉砂浆 | |
| CN111333393A (zh) | 水玻璃激发的镍渣-生活垃圾焚烧炉渣-粉煤灰高强环保砖及其制备方法 | |
| CN114213095A (zh) | 一种碱激发磷石膏自流平砂浆 | |
| CN112250366A (zh) | 一种煤矸石基地质聚合物注浆材料及其制备方法 | |
| CN110818339A (zh) | 一种轻质高抗渗混凝土的配制方法 | |
| CN101412595A (zh) | 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法 | |
| CN105801062B (zh) | 利用磷固体废弃物制备地面自流平材料的方法 | |
| CN113149551A (zh) | 一种超细含硫尾砂混凝土 | |
| CN111559896A (zh) | 一种发泡磷石膏砌块及其制备方法 | |
| CN110156424B (zh) | 一种利用固废物的变色免烧透水砖及制备方法 | |
| CN111517689A (zh) | 一种高效粉煤灰活化剂及其制备方法 | |
| CN104803646A (zh) | 一种磷渣粉微膨胀灌浆材料及其使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |