CN115925298A - 一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法，包括下列重量份的原料：混合物200‑444份；硅酸钠200～568.4份；水108～432份；氢氧化钠10～80份；电石渣15～56份；所述混合物为高炉炉渣与偏高岭土的混合物，所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％‑70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％‑70％；还包括添加料，所述添加料包括壳聚糖与壳聚糖纤维；本发明能够增加地聚物的抗压强度，同时也可以增加地聚物的抗酸性能。
Description
技术领域
本发明涉及地聚物技术领域，尤其涉及一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法。
背景技术
地聚物是一种三维无定形粘结材料，通过碱性溶液活化铝硅酸盐矿物或工业副产品来合成。硅铝原材料溶解形成硅酸盐和铝酸盐单体，然后通过重新定向和聚合的过程，将单体交错重叠，形成具有三维网络结构的地聚物。随着城市化的发展，普通硅酸盐水泥(OPC)已广泛应用于土木工程基础设施项目。然而，OPC的生产需要大量的能源消耗，同时排放大量的二氧化碳。为了减少能源消耗和二氧化碳排放，许多研究人员开发了地聚物等新材料来替代OPC作为建筑材料。除了较低的二氧化碳排放和能源消耗，地聚物还表现出与OPC相当的机械性能。研究人员也证实了地聚物的其他性能，如高弯曲强度、耐火性、抗冻融、抗碳化和抗硫酸盐侵蚀等性能。人们认为，地聚物是OPC有前途的替代品。然而，替换OPC需要高抗压强度和耐酸性。混凝土可能会受到由有机酸和无机酸引起的各种侵蚀。酸性介质可以由城市、工业和农业以及人类活动产生，也可以自然产生。抗压强度和耐酸性影响地质聚合物作为建筑材料的使用，这是许多研究人员关注的焦点。
为了提高地聚物的抗压强度和耐酸性，研究人员也提出了许多策略。一些研究人员通过调整原材料的比例来提高抗压强度。另一种增韧地聚物的方法是在原材料中加入带有官能团的有机聚合物。加入聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠等，以获得更光滑、致密的地聚物微观结构。研究发现，加入一定量的有机聚合物可以提高地聚物的抗压性能，但有机聚合物的含量一般不超过10％。与前面的描述类似，调整了原材料的比例，并添加了各种聚合物，如竹纤维和玉米芯灰，也能够提高地聚物的耐酸性。然而，很少有研究同时关注抗压强度和耐酸性。混凝土已用于加固粉煤灰基地聚合物，结果表明，混凝土的加入显著提高了粉煤灰基地聚物混凝土试样的抗压强度，而对其抗硫酸的性能没有类似的影响。因此，研究同时提高地聚物抗压强度和耐酸性的方法很有必要。
发明内容
本发明提供一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法。
发明的目的在于同时提升地聚物的抗压强度和抗酸性，公开了一种由壳聚糖、高炉炉渣和偏高岭土制备的地聚物及其制备方法。该地聚物材料具有较高的抗压强度和较好的抗酸性能，能够将其作为酸性工业废水场建筑材料使用。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，包括下列重量份的原料：
所述混合物为高炉炉渣与偏高岭土的混合物，所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；
还包括添加料，所述添加料包括壳聚糖与壳聚糖纤维。
作为优选的技术方案，所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
作为优选的技术方案，所述偏高岭土由高岭土煅烧而得，将高岭土在600～1000℃下煅烧4～8h得到偏高岭土，然后研磨筛分，使其粒径小于100μm，其中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
作为优选的技术方案，所述硅酸钠为固体硅酸钠或液体硅酸钠的其中一种。
作为优选的技术方案，所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
本发明还公开了一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，包括下列步骤：
S1、将高岭土在马弗炉中以600-1000℃的温度煅烧4-8h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量200～568.4重量份的九水硅酸钠、10～80重量份的氢氧化钠、15～56重量份的电石渣与108～432重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与200～444重量份的混合物混合均匀，并搅拌4～10min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动2～10min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以40～80℃的温度养护4～6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化4～14天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
作为优选的技术方案，所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
作为优选的技术方案，所述步骤S1中煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h。
作为优选的技术方案，所述步骤S3中养护温度为60℃，养护时间为6h。
作为优选的技术方案，所述步骤S3中固化时间为7天。
由于采用了上述技术方案一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法，包括下列重量份的原料：混合物200-444份；硅酸钠200～568.4份；水108～432份；氢氧化钠10～80份；电石渣15～56份；所述混合物为高炉炉渣与偏高岭土的混合物，所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；还包括添加料，所述添加料包括壳聚糖与壳聚糖纤维。
本发明的优点：
本发明采用九水硅酸钠、电石渣、氢氧化钠三种碱激发剂复配，同时添加壳聚糖，不但能够增加地聚物的抗压强度，同时也可以增加地聚物的抗酸性能，在本申请的反应体系中，壳聚糖和地聚物反应以后生成的三维结构能够使其抗压强度和抗酸性能增加，采用九水硅酸钠、电石渣、氢氧化钠三种碱激发剂制备的地聚物样品的抗压强度及抗酸性均优于单激发剂和两种混合激发剂所制备的地聚物。
其中，壳聚糖是一种天然聚合物，由甲壳类动物壳中分离出的几丁质脱乙酰基而得。壳聚糖及其衍生物具有优秀的性质，如无毒性、生物相容性、抗菌性等。此外，壳聚糖的羟基和氨基可以与地聚物反应，形成三维网络结构。
本发明与现有技术对比具有的有益效果为：
1)本发明的高抗压强度和抗酸性地聚物利用的是价格低廉的工业废弃物高炉炉渣，能降低工程造价，有效地提高了工业废弃物的利用率；
2)所采用的壳聚糖属于生物高分子聚合物，其来源广泛，并且无毒无害，整个地聚物制备的过程中没有有害物质产生，有一定的环保效益；
3)本发明所制备的地聚物对比普通混凝土及地聚物具有较高的抗压强度的同时具有较好的抗酸性能，并且其后期的抗压强度较为稳定并且随时间的增加能呈一定的上升趋势。
4)本发明所得地聚物在水溶液以及酸性溶液中均较为稳定。
附图说明
图1为本发明实施例7与实施例8中制备的地聚物试样未经过硫酸浸泡后试样的SEM对比图；
图2为本发明实施例7与实施例8中制备的地聚物试样经过硫酸浸泡后试样的SEM对比图。
具体实施方式
为了弥补以上不足，本发明提供了一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物及其制备方法以解决上述背景技术中的问题。
一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，包括下列重量份的原料：
6)所述混合物为高炉炉渣与偏高岭土的混合物，所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；
还包括添加料，所述添加料包括壳聚糖与壳聚糖纤维。
所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
所述偏高岭土由高岭土煅烧而得，将高岭土在600～1000℃下煅烧4～8h得到偏高岭土，然后研磨筛分，使其粒径小于100μm，其中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
所述硅酸钠为固体硅酸钠或液体硅酸钠的其中一种。
所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
本发明还公开了一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，包括下列步骤：
S1、将高岭土在马弗炉中以600-1000℃的温度煅烧4-8h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量200～568.4重量份的九水硅酸钠、10～80重量份的氢氧化钠、15～56重量份的电石渣与108～432重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与200～444重量份的混合物混合均匀，并搅拌4～10min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动2～10min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以40～80℃的温度养护4～6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化4～14天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
所述步骤S1中煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h。
所述步骤S3中养护温度为60℃，养护时间为6h。
所述步骤S3中固化时间为7天。
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取568.4g的九水硅酸钠(2mol)溶于108g水中，2mol九水硅酸钠共计含水324g，体系总水量为432g，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例2：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取80g的氢氧化钠(2mol)与432g水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例3：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取112g的电石渣(约2mol)与432g水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例4：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取284.2g的九水硅酸钠(1mol)、40g的氢氧化钠(1mol)与270g水混合，其中，1mol九水硅酸钠含水162g，体系中水共432g，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例5：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取40g的氢氧化钠(1mol)、56g电石渣(约1mol)与432g水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例:6：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取284.2g的九水硅酸钠(1mol)，56g电石渣(约1mol)与270g水混合，1mol九水硅酸钠含水162g，共计体系含水432g，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例7：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取284.2g的九水硅酸钠(1mol)、20g的氢氧化钠(0.5mol)、28g电石渣(0.5mol)与270g水混合，体系共含水432g，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例8：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取284.2g的九水硅酸钠(1mol)、20g的氢氧化钠(0.5mol)、28g电石渣(0.5mol)与270g水混合，体系共含水432g，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例9：
将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉至可过200目筛，分别称取222g的偏高岭土以及222g高炉炉渣，同时量取22.2g壳聚糖纤维(5wt％)，将原材料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物A；取284.2g的九水硅酸钠(1mol)、20g的氢氧化钠(0.5mol)、28g电石渣(0.5mol)与270g水混合，体系共含水432g，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂B；将已经配置好的碱激发剂B与原材料A混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动3min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7d后脱模，即可得到具有较高抗压强度和较好耐酸性能的地聚物。
实施例10：
S1、将高岭土在马弗炉中以600℃的温度煅烧4h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量200重量份的九水硅酸钠、10重量份的氢氧化钠、15重量份的电石渣与108重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与200重量份的混合物混合均匀，并搅拌4min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动2min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以40℃的温度养护4h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化4天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；
所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
所述偏高岭土中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
实施例11：
S1、将高岭土在马弗炉中以1000℃的温度煅烧8h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量568.4重量份的九水硅酸钠、80重量份的氢氧化钠、56重量份的电石渣与432重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与444重量份的混合物混合均匀，并搅拌10min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动10min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以80℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化14天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；
所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
所述偏高岭土中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
实施例12：
S1、将高岭土在马弗炉中以800℃的温度煅烧6h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量400重量份的九水硅酸钠、50重量份的氢氧化钠、30重量份的电石渣与202重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与302重量份的混合物混合均匀，并搅拌5min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动6min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以60℃的温度养护6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化7天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％。
所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
所述偏高岭土中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
实验测试如下：
本发明使用抗压抗折机来对上述实施例1-8所述材料进行了测试，其测试结果请见表1。
表1
本发明将上述实施例1-8用0.1mol/L硫酸溶液浸泡7d后利用抗压抗折机进行了测试，其测试结果请见表2。
表2
从图1能够看出，添加5wt％的壳聚糖所制备的试样表面更加致密，不添加壳聚糖所制备的试样与添加壳聚糖所制备的试样均无明显裂缝，只是添加5wt％的壳聚糖所制备的试样表面更加致密光滑，强度更高。
从图2可以看出，添加5wt％的壳聚糖所制备的试样经过硫酸浸泡后裂纹的数量与深度小于不添加壳聚糖所制备的试样，壳聚糖可以阻止酸液进入地聚物内部，壳聚糖的添加能够增加地聚物的抗压强度，同时也能减少地聚物经硫酸浸泡后的强度损失；复合九水硅酸钠与氢氧化钠及电石渣复合激发剂的作用效果要优于单一的碱激发剂；由九水硅酸钠、电石渣和氢氧化钠三种碱激发剂制备的地聚物样品的抗压强度及抗酸性均优于单激发剂和两种混合激发剂所制备的地聚物，且添加壳聚糖的低聚物抗酸性能提升巨大，酸泡后与实施例7相比，哪怕是加入三种激发剂复合，其抗酸性能也不及三种激发剂复合并且添加壳聚糖的抗酸效果，说明在本发明的反应体系中，采用九水硅酸钠、电石渣、氢氧化钠三种碱激发剂复配，同时添加壳聚糖能够协同提高地聚物的抗酸性和抗压强度，其原理在于，采用九水硅酸钠、电石渣、氢氧化钠三种碱激发剂复配可以显著提高地聚物抗压强度，并且加入壳聚糖后，壳聚糖的羟基和氨基可以与地聚物反应，形成三维网络结构，进一步提高了地聚物的抗压强度，抗压强度的提升，使得酸液浸泡时不容易进入地聚物内部，从而起到抗酸效果，壳聚糖本身具备抗酸性能，在酸液浸泡时可以阻碍酸液进入地聚物内部，通过加入壳聚糖和抗压强度的提升协同提高地聚物的抗酸性能，起到了极好的技术效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，其特征在于，包括下列重量份的原料：
所述混合物为高炉炉渣与偏高岭土的混合物，所述混合物中偏高岭土的质量分数为40％-70％，所述混合物中高炉炉渣的质量分数为40％-70％；
还包括添加料，所述添加料包括壳聚糖与壳聚糖纤维。
2.如权利要求1所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，其特征在于：所述壳聚糖与壳聚糖纤维含量占混合物总量的质量比为1％～7％。
3.如权利要求1所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，其特征在于：所述偏高岭土由高岭土煅烧而得，将高岭土在600～1000℃下煅烧4～8h得到偏高岭土，然后研磨筛分，使其粒径小于100μm，其中Al2O3含量为30～60wt％，SiO2含量为30～60wt％；所述高炉炉渣经过研磨筛分，粒径小于100μm，其中CaO含量为20～50wt％。
4.如权利要求1所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，其特征在于：所述硅酸钠为固体硅酸钠或液体硅酸钠的其中一种。
5.如权利要求1所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物，其特征在于：所述壳聚糖为粉末状壳聚糖，脱乙酰度≥95％，粘度约为100-200mpa.s，壳聚糖纤维为纤维状。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、将高岭土在马弗炉中以600-1000℃的温度煅烧4-8h得到偏高岭土，将煅烧后的偏高岭土以及高炉炉渣破碎磨粉，过筛；
S2、分别称取偏高岭土、高炉炉渣、壳聚糖及壳聚糖纤维，将各上述原料倒入烧杯后混合均匀，得到混合物；
S3、称量200～568.4重量份的九水硅酸钠、10～80重量份的氢氧化钠、15～56重量份的电石渣与108～432重量份的水混合，在超声以及加热的条件下将其溶解，得到碱激发剂；将配置好的碱激发剂与200～444重量份的混合物混合均匀，并搅拌4～10min，搅拌后注入钢模，在振动台上振动2～10min以去除浆体气泡，之后将模具密封，在烘箱中以40～80℃的温度养护4～6h成型，随后从烘箱中取出，在室温条件下固化4～14天后脱模，即得到具有抗压强度和耐酸性能好的地聚物。
7.如权利要求6所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中过筛为用200目筛过筛。
8.如权利要求6所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h。
9.如权利要求6所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中养护温度为60℃，养护时间为6h。
10.如权利要求6所述的一种由壳聚糖、偏高岭土、高炉炉渣合成的耐酸地聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中固化时间为7天。
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