[發明專利]一種以廢舊玻璃為活性骨料制備無機聚合材料的方法

無效

• 申請號: 201210301487.8
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102775121A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 李琴;陶德晶;孫增青;安浩;崔皓;翟建平
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B18/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

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技術領域

本發明涉及一種無機聚合材料，具體是一種以廢舊玻璃渣為活性骨料的地聚合物砂漿的制備方法，該方法以廢舊玻璃渣、普通粉煤灰為原料，按一定比例加入不同模數的水玻璃溶液進行無機聚合反應生成一種具有高強度的新型無機聚合材料。

背景技術

地聚合物是高嶺土、粉煤灰等天然或人工硅鋁質材料在特定激發劑作用下發生硅氧鍵和鋁氧鍵的斷裂，形成一系列低聚硅（鋁）氧四面體單元，而后地聚結構單元隨著反應的進程逐漸縮聚形成地聚合物前驅體，最終脫水硬化具有三維網絡狀結構的無定形無機聚合物，其基本結構單位為硅氧四面體和鋁氧四面體。與以往的無機Si—Al質膠凝材料相比，該材料具有耐火性強、耐腐蝕性好，原材料豐富、價格低廉、工藝簡單、生產能耗低等優點。而且在生產過程中的能耗和三廢排放量都很低，同時材料的制備能大量的利用工業固廢，對環境友好，是一種可持續發展的“綠色環保材料”。

玻璃材料不僅滿足建筑和人類日常生活所需，而且也是科研和尖端科學不可缺少的材料。與此同時，日常生產生活中不可避免地產生大量的廢玻璃垃圾。目前，我國每年產生的廢玻璃有1040萬噸。廢玻璃類物質，其化學性質穩定，不腐爛、不燃燒、不能降解，大量廢玻璃既給人們的生產和生活帶來了不便，又對環境產生了負荷。因此，如何開展廢玻璃資源化成了當今亟待解決的問題。廢舊玻璃含有較高的硅鋁成分，這為利用其作為活性骨料制備高性能地聚合物砂漿提供可能。

發明內容

本發明針對廢舊玻璃難以利用的問題，提出了一種以廢舊玻璃為活性骨料制備新型無機聚合材料的方法，該方法具有操作簡單，易于推廣應用，制得的無機聚合材料比沒有玻璃渣骨料的產品抗壓強度大大提高。

本發明所述的一種以廢舊玻璃為活性骨料制備無機聚合材料的方法，其包括以下步驟：

1）將廢舊玻璃清洗干燥后在球磨機內粉磨，將粉磨處理后的玻璃渣在標準篩中篩分，取0.15~0.30?mm粒級玻璃渣備用；?

2）將硅酸鈉和氫氧化鈉配置成模數為1.0~2.0的水玻璃溶液；

3）將篩分后的玻璃渣與粉煤灰及水玻璃溶液按玻璃渣：粉煤灰：水玻璃溶液=1:(1～3):(0.5～1.5)的重量比例混合后，輸入攪拌機中充分攪拌；

4）將攪拌后的混合料倒入模具中，利用水泥膠砂振實臺振動壓實；

5）將模具試塊放入標準養護箱中養護，養護脫模后即得無機聚合材料。

步驟5）中養護脫模的條件及過程為：養護溫度為60?C，養護濕度為90%，養護24小時后脫模。

針對本發明的制品，根據控制變量法原則設計了一系列對比實驗，即在相同條件下將添加廢舊玻璃活性骨料的無機聚合物材料和不加廢舊玻璃活性骨料的材料進行對比，從而更加直觀具體的分析添加廢舊玻璃活性骨料的無機聚合物的性能。由圖1可以看出，普通粉煤灰絕大多數組分呈現規則的球形結構，外表光滑；由圖2可以發現，本發明制備的無機聚合材料中，作為活性骨料的廢舊玻璃渣與普通粉煤灰在堿性激活劑的作用下共同反應，形成了一個有機結合的聚合體，所以大大增加了抗壓強度。本發明將利用率比較低的廢舊玻璃渣的回收利用，有效的保護了環境，具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。

附圖說明

圖1是普通粉煤灰的掃描電鏡照片；

圖2是新型無機聚合材料的掃描電鏡照片。

具體實施例

本發明的原料：廢舊玻璃、普通粉煤灰、模數為1~2的鈉基水玻璃溶液。

實施例1：

1）粉磨、篩分

將廢舊玻璃清洗干燥后在球磨機內粉磨45?min，將粉磨處理后的玻璃渣在標準篩中篩分，取0.15~0.30?mm粒級玻璃渣備用；

2）混合

將步驟1中得到的篩分廢舊玻璃渣與普通粉煤灰樣品和1.0M?鈉基水玻璃溶液按1：2：1.2的比例在行星式攪拌機中攪拌混合，慢攪2分鐘，快攪2分鐘；

3）入模

將攪拌后的混合料倒入2×2×2?cm的模具當中，利用水泥膠砂振實臺振動壓實；

4）養護

將試塊放入標準養護箱中養護，養護溫度為60?C，養護濕度為90%，養護24小時候脫模，繼續養護；

5）強度測定

???用300KN壓力機對養護3d，7d，28d的樣品進行抗壓強度的測定，結果見表1。

對比實驗1：

1）混合

將普通粉煤灰樣品和1.0M的水玻璃溶液按3:1.2的比例在行星式攪拌機中攪拌混合，慢攪2分鐘，快攪2分鐘。

2）入模