[發明專利]一種基于錳渣、粉煤灰的地質聚合物凝膠材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710369417.9
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN108947286A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 韓鳳蘭;王亞光
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: C04B12/00
• 分類號: C04B12/00;C04B7/26;C04B7/153
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種地質聚合物凝膠材料用組合物，其特征在于，所述組合物包括以固體組分和激發組分計，65-85wt％的固體組分和15-35wt％的激發組分，所述組合物還包括防水劑；所述固體組分由錳渣和粉煤灰的混合物組成；所述防水劑的用量為相當于固體組分重量的2-6wt％；所述混合物中錳渣和粉煤灰的重量比為1:(0.5～15)；所述激發組分由激發劑組成。

2.根據權利要求1所述的地質聚合物凝膠材料用組合物，其特征在于，所述錳渣和粉煤灰的重量比為1:(1～10)；還優選為1:(1～9)。

3.根據權利要求1或2所述的地質聚合物凝膠材料用組合物，其特征在于，以固體組分和激發組分計，所述固體組分的含量為70-80wt％，所述激發組分的含量為20-30wt％；

優選地，所述防水劑的用量為相當于固體組分重量的3-5wt％。

4.根據權利要求1-3任一項所述的地質聚合物凝膠材料用組合物，其特征在于，所述激發劑包括水玻璃和氫氧化鈉。

優選地，所述氫氧化鈉和水玻璃的重量比為(0.1～10):1；優選地，重量比為(0.5～7):1；還優選地，重量比為(1～3):1。

優選地，所述防水劑可以是由蘇州市建筑科學研究院出品的水泥抗滲防水劑SJ-10。

優選地，所述錳渣為以碳酸錳礦石為原料電解生產錳時產生的電解錳渣；還優選地，所述錳渣經研磨處理，研磨后的粒徑為5～30μm，還優選為10～25μm，例如10μm、20μm或25μm。

優選地，所述粉煤灰經研磨處理，研磨后的粒徑為5～30μm，還優選為10～25μm，例如10μm、20μm或25μm。

5.一種地質聚合物凝膠材料，其特征在于，所述材料通過將權利要求1-4任一項所述的地質聚合物凝膠材料用組合物中的固體組分、激發組分和防水劑混配后制得。

優選地，混配過程中還加入水。

6.權利要求5所述的地質聚合物凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述方法是通過激發的方式，反應生成地質聚合物凝膠材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)按重量百分比，稱取上述組合物中的固體組分，激發組分和防水劑，混合均勻，得到混合物；

(2)將水倒入到步驟1)的混合物中，攪拌均勻，再倒入模具中注模、養護、脫模，制備得到所述地質聚合物凝膠材料；或者

a)按重量百分比，稱取上述組合物中的固體組分和防水劑，混合均勻，得到混合物；

b)配制激發組分的水溶液，倒入上述混合物中，攪拌均勻，再倒入模具中注模、養護、脫模，制備得到所述地質聚合物凝膠材料。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述固體組分中的錳渣和粉煤灰粉末在混合前，先進行烘干、研磨處理。

優選地，所述的烘干溫度為80～120℃，優選為100℃；所述的烘干時間為8～16h，優選為12h。

優選地，烘干至錳渣和粉煤灰中水分含量≤5wt％。

優選地，所述研磨是采用干法研磨。

優選地，所述研磨時間3-10min；優選地，所述研磨時間為4-8min。

優選地，所述研磨后得到的粉末的粒徑小于等于30μm；優選地，小于等于25μm。

9.根據權利要求7或8所述的制備方法，其特征在于，所述激發劑和水的重量比為(0.5～5):1；優選地，重量比為(1～3):1。

優選地，所述養護是指在溫度40-100℃，相對濕度0-40％下養護4-12h，隨后放至3～30d；優選地，放至3～15d。

10.權利要求5所述的地質聚合物凝膠材料的應用，其特征在于，所述材料用于建筑、土木工程和快速修補材料等領域。