[發明專利]使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發礦渣膠凝材料強度的方法

有效

• 申請號: 201210364515.0
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102863164A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 宋強;徐德龍;周鐵剛;岳邦瑞;張肖艷;楊振;趙宇;加燕飛;周華
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B7/42
• 分類號: C04B7/42
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發礦渣膠凝材料強度的方法。

背景技術

堿激發膠凝材料是一種無機非金屬膠凝材料，具有良好的力學性能，耐久性能。堿激發膠凝材料制備工藝簡單、節能減排、成本低、市場廣，是一種極具發展潛力的膠凝材料。這類材料多以鋁硅酸鹽類礦物為主要原材料。可用于制備堿激發膠凝材料的天然礦物和工業固體廢棄物有礦渣、鋼渣、磷渣、煤矸石、偏高嶺土、高嶺土、粉煤灰，硅灰、爐渣、尾礦等鋁硅酸鹽材料。這些潛在水硬性或火山灰性物質具有較高水化活性，可用在工程建設的多個方面。然而堿激發材料存在后期強度增長緩慢和倒縮等問題限制著其在大型工程中的應用。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發礦渣膠凝材料強度的方法，可提高其后期強度，防止后期強度倒縮，從而改善了堿激發礦渣膠凝材料力學性能，本發明具有工藝簡單，節能環保，操作簡單，控制方便，便于工業化應用的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發礦渣膠凝材料強度的方法，包括如下步驟：

步驟一，使用NaOH作為堿性激發劑激發礦渣制備堿膠凝材料，然后將膠凝材料養護一定時間；

步驟二，將養護后的堿膠凝材料置于鹽湖溶液中存放一段時間即可提高堿激發礦渣膠凝材料的強度；

所述鹽湖溶液的成分為：Na⁺：5-20.96g/l、K⁺：5-18.47g/l、Mg²⁺：10-68.34g/l、SO₄^2-：1-6.22g/l、Cl^-：20-250.33g/l；

所述礦渣包括：CaO：30.1～42.5％、Al₂O₃：9.3～12.6％、MgO：5.3～17.8％、SiO₂：26.4～39.5％以及雜質，以上百分含量為相應組份占礦渣總重量的百分比。

所述用NaOH作為堿性激發劑激發礦渣制備堿膠凝材料的方法是：將礦渣粉磨到比表面積為500㎡／㎏，加入礦渣重量5～14％的NaOH混合均勻，然后加礦渣重量30-70％的水攪拌。

所述攪拌使用砂漿攪拌機實現，在攪拌過程中加礦渣重量50-400％的砂，攪拌結束后分層倒入40mm×40mm×160mm的三連模中用振實臺振實。

所述步驟一中養護條件為在水中養護或者在空氣中養護，養護溫度為-15℃～90℃。

所述步驟二中鹽湖溶液中主要含有鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子，以及與鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子相應量的氯離子或硫酸根離子。

所述步驟二中堿激發礦渣膠凝材料置于鹽湖溶液中連續存放，存放溫度范圍為-15℃～90℃，存放時間為1天～400天。

所述步驟二中堿激發礦渣膠凝材料在鹽湖溶液中和大氣環境中間隔存放，先在鹽湖溶液中存放，溫度范圍為-15℃～90℃，存放時間為1天～60天，再在大氣環境中存放，溫度范圍為25℃～250℃，存放時間為1天～60天，如此交替即可，一般情況下，間隔存放時交替10-50次較佳。

與現有技術相比，本發明的優點是：

傳統硅酸鹽水泥由于其水化、凝結原理不同于堿激發礦渣膠凝材料，水泥硬化后結構中的氫氧化鈣等水化反應產物與環境中的碳酸根，氯離子，硫酸根離子，鎂離子等參加反應，導致水泥石結構遭到破壞，從而降低了建筑結構的強度。與現有傳統硅酸鹽水泥相比，本發明能保證堿激發材料在鹽湖溶液中的強度不降低反而可以大幅度提升，特別適用于西部鹽湖等高鹽堿性環境。

現有提高堿激發膠凝材料強度的方法主要通過調整激發劑摻入量，增加礦渣細度等方法，考慮從原料性質和配比方面提高堿激發膠凝材料強度，提高幅度有限。本發明通過將成型后的堿激發材料置于特定溶液中，來提高膠凝材料強度，強度提高幅度更高，更經濟，更具操作性。

本發明所述鹽湖是咸水湖的一種，干旱地區含鹽度（以氯化物為主）很高的湖泊，咸水湖礦化度為1～35克/升，礦化度大于35克/升的則是鹽湖。鹽湖是湖泊發展到老年期的產物，它富集著多種鹽類，是重要的礦產資源。其氯化物以MgCl₂、KCl和NaCl為主，硫酸鹽以MgSO₄和CaSO₄為主。