[發(fā)明專利]混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710032055.4
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106747227A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱晶;王鑫;閆曉杰;王乾;覃振威;劉晨
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B14/48;C04B16/06
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明申請涉及建材領(lǐng)域，尤其涉及一種混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

堿礦渣膠凝材料是以工業(yè)廢棄物高爐礦渣作為主要原材料，堿性化合物或堿工業(yè)廢料作為激發(fā)劑激發(fā)而成的膠凝材料。與傳統(tǒng)水泥相比，堿礦渣膠凝材料具有更高的強(qiáng)度，更低的水化熱和更小的能耗等優(yōu)勢。從材料性能層面看，堿礦渣膠凝材料有更好的快硬性、抗凍性、抗腐蝕性、護(hù)筋性等優(yōu)異的性能。從生產(chǎn)工藝層面看，堿礦渣膠凝材料具有生產(chǎn)工藝簡單、投資少，礦渣利用率高、污染小的突出優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料及其制備方法。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，其組成包括：礦渣、鉀水玻璃、氫氧化鈉、微細(xì)鋼纖維、聚丙烯纖維和水，其重量份數(shù)為：礦渣44~73.8份、鉀水玻璃10~19.30份、氫氧化鈉0.40~4.60份、微細(xì)鋼纖維0.3~1.10份、聚丙烯纖維5~11份和水10.50~20份。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，其重量份數(shù)為：礦渣44份、鉀水玻璃19.30份、氫氧化鈉4.60份、微細(xì)鋼纖維1.10份、聚丙烯纖維11份和水20份。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，礦渣73.8份、鉀水玻璃10份、氫氧化鈉0.40份、微細(xì)鋼纖維0.30份、聚丙烯纖維5份和水10.50份。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，礦渣54.6份、鉀水玻璃13份、氫氧化鈉3份、微細(xì)鋼纖維1.10份、聚丙烯纖維13份和水15.50份。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，礦渣62.8份、鉀水玻璃13份、氫氧化鈉3.50份、微細(xì)鋼纖維0.3份、聚丙烯纖維5份和水15.40份。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，所述的礦渣，其化學(xué)成分主要有：二氧化硅36.9%氧化鋁15.66% 氧化鈣37.57% 氧化鎂9.3% 氧化鐵0.36%；活性指標(biāo)主要為：質(zhì)量系數(shù)=1.69、堿性系數(shù)=0.97、活度系數(shù)=0.42。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，所述的鉀水玻璃，鉀水玻璃俗稱泡花堿，質(zhì)地粘稠，一般顯青灰色或者淡黃色，這是由于其中含有雜質(zhì)，若無雜質(zhì)，則是無色透明，可溶于水，主要成分是堿金屬硅酸鹽，化學(xué)式為，其波美度46.3，密度1.465，模數(shù)1，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)含氧化鉀15.98%、二氧化硅28.15%。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，所述的氫氧化鈉，氫氧化鈉（），苛性鈉，俗稱火堿、燒堿，是一種無色透明晶體，易溶于水，溶于水后溶液呈強(qiáng)堿性，具有強(qiáng)腐蝕性，易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，所以不宜長期暴露在空氣中，防止其潮解變質(zhì)。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料，所述的混雜纖維包含微細(xì)鋼纖維和聚丙烯纖維，所述的微細(xì)鋼纖維，常用截面為圓形的長直鋼纖維，其長度為10～60mm，直徑為0.2～0.6mm，長徑比為30～100；為增加鋼纖維和膠凝材料的界面粘結(jié)，可選用各種異形的鋼纖維，其截面有矩形或鋸齒形或彎月形；截面尺寸沿長度而交替變化的；有波形的或圓圈狀的或端部放大的或帶彎鉤的，所述的聚丙烯纖維，聚丙烯纖維彈性模量為42GPa。

所述的混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料的制備方法，所述的制備方法按如下步驟操作：（1）依據(jù)確定好的比例用衡器稱量各種原料的質(zhì)量；（2）在反應(yīng)容器中，放入鉀水玻璃，再將稱量好的氫氧化鈉顆粒倒入稱量好的鉀水玻璃中，用玻璃攪拌棒攪拌均勻，直至氫氧化鈉完全溶解，即溶液中沒有懸浮白色絮狀物，再將盛裝有調(diào)整好模數(shù)的鉀水玻璃的反應(yīng)容器，放置在陰涼干燥通風(fēng)處靜置1.5h，釋放溶解氫氧化鈉所產(chǎn)生的熱量，直到溶液溫度降至常溫：（3）將稱量好的礦渣放入攪拌鍋中，與靜置好的鉀水玻璃混合，然后用攪拌機(jī)低速慢攪1min左右，期間將稱量好的水倒入，用玻璃攪拌棒繼續(xù)攪拌，使得水、鉀水玻璃和礦渣充分溶解，繼續(xù)用攪拌機(jī)低速慢攪約2~8min，直到膠凝材料混合均勻；（4）膠凝材料混合均勻后將稱量好的微細(xì)鋼纖維和聚丙烯纖維加入，繼續(xù)用攪拌機(jī)低速慢攪約1min，得溶性混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料；（5）對溶性混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料注入相應(yīng)尺寸的模具中，然后在混凝土振動臺上震蕩，排出其中的氣泡，最后包上一層保鮮膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時間即得凝固混雜纖維增強(qiáng)堿礦渣膠凝材料。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明的堿礦渣膠凝材料，與傳統(tǒng)水泥相比，堿礦渣膠凝材料具有更高的強(qiáng)度，更低的水化熱和更小的能耗等優(yōu)勢。