[發(fā)明專利]一種地質(zhì)聚合物干粉材料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310351050.X
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103570259A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔學民;高福欣;莫炳輝;賀艷;匡丕樁;劉樂平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學;廣西新晶科技有限公司
• 主分類號: C04B7/153
• 分類號: C04B7/153;C04B7/26;C04B7/38
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是單組份地質(zhì)聚合物干粉材料領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用膠凝材料、混凝土以及工程搶修等領(lǐng)域；具體是一種地質(zhì)聚合物干粉材料及制備方法。

背景技術(shù)：

膠凝材料一般指粉體經(jīng)過與水拌合，具有一定的膠凝性，經(jīng)過一定的時間后，會發(fā)生凝結(jié)或者固化的材料。例如，水泥就是目前使用范圍和使用量最大的一類膠凝材料。地質(zhì)聚合物材料是一種堿激發(fā)膠凝材料，但大多數(shù)堿激發(fā)地質(zhì)聚合物采用水玻璃作為激發(fā)劑，使用過程中不便于運輸和儲存。為此，制備單組份地質(zhì)聚合物干粉材料，使用中只需要加水就可使用，使用和儲存更加方便。因而，本發(fā)明具有非常重要的意義。

20世紀70年代末，法國的J.Davidovits首先提出地質(zhì)聚合物材料的概念。該材料具有比高分子材料高的硬度、熱穩(wěn)定性和抗氧化能力，但韌性不及有機聚合物；與陶瓷材料相比，地聚合物材料的結(jié)構(gòu)是以環(huán)狀鏈構(gòu)成的連續(xù)三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，有“類晶態(tài)”和玻璃態(tài)兩種結(jié)構(gòu)，不存在完全的晶體和晶界，材料的各項性能來自于[—Si—O—Al—O—]n骨架，地聚合物材料的性能與陶瓷類似但不需要燒結(jié)成型。與水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度較高，反應(yīng)后具有氧化物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在高溫下亦能保持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的強度、硬度、韌性、耐水性、高溫穩(wěn)定性和抗凍性。

正是因為地質(zhì)聚合物材料具有早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好以及常溫下反應(yīng)固化的特點，可以將其應(yīng)用于工程修補材料和現(xiàn)場澆筑的民用和工業(yè)建筑，但需要解決的關(guān)鍵問題是地質(zhì)聚合物材料的凝結(jié)時間及硬化后產(chǎn)生的泛堿問題；經(jīng)過多次摸索實驗，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)粉煤灰與磨細高爐礦渣的比例、固體水玻璃和水的摻入量，使其獲得合適的凝結(jié)固化時間，增加了材料強度的可控性，同時也極大提高了材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)膠凝材料的一些固有的缺陷，如生產(chǎn)工藝復雜，高能耗、高污染、高耗水等特點，本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作為主要原料，通過摻加固體水玻璃進行激發(fā)和增強，獲得了早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好的地質(zhì)聚合物干粉材料。提供一種地質(zhì)聚合物干粉材料及制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

1.一種地質(zhì)聚合物干粉材料由磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體S1和固體水玻璃粉S2為原料混合而成。

所述S1為工業(yè)固體廢棄物，組分按質(zhì)量份數(shù)，按100份計，配比如下：

磨細高爐礦渣粉體：60-100份；

粉煤灰：0-40份。

所述S2為模數(shù)為1.8-2.0的工業(yè)鉀水玻璃或鈉水玻璃經(jīng)過噴霧干燥而成的固體粉末，其細度大于60目，含水量小于質(zhì)量百分數(shù)25%。

S1與S2組分質(zhì)量配比為：

S1∶S2=10∶1-3。

2.上述的一種地質(zhì)聚合物干粉材料的制備方法及使用方法如下：

1）地質(zhì)聚合物干粉材料的制備方法及使用方法如下：

將磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體S1與模數(shù)為1.8-2.0的固體水玻璃S2粉按質(zhì)量配比為：S1∶S2=10∶1-3比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝、密封后即可。

2）該地質(zhì)聚合物干粉使用方法如下：

按照水固重量比0.20-0.25稱量水，將水與地質(zhì)聚合物干粉混合均勻，攪拌后即可應(yīng)用。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）本發(fā)明地質(zhì)聚合物干粉材料制備工藝簡單，容易儲存、成本低、能耗低、綠色無污染。

（2）本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作為主要原料，在世界各地分布廣泛，低廉易得。通過摻加固體水玻璃進行激發(fā)和增強，獲得了早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好的地質(zhì)聚合物干粉材料。

（3）由于磨細高爐礦渣與固體水玻璃的反應(yīng)速度較快；通過調(diào)節(jié)礦渣與粉煤灰的比例、固體水玻璃粉的比例以及水的比例可以延長凝結(jié)固化時間。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。

根據(jù)不同用途，下面是本發(fā)明的具體實施實例如下：

實施例1

本配比材料可用于道路修補材料。

原料配比：

地質(zhì)聚合物干粉材料配比如下（按質(zhì)量分數(shù)）：

S1組分：磨細高爐礦渣：100份；

S2組分：固體水玻璃：20份。

其中，S1∶S2=10∶2

具體的制備方法和使用如下：

（1）將礦渣、模數(shù)為1.8的固體鉀水玻璃粉按合適比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝待用。