[發明專利]一種基于硅灰石礦物基聚合物的合成方法

有效

• 申請號: 201810681623.8
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108892422B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 葛文;邵秋月;沈建軍;李文升
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;新余市南方硅灰石有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B20/10;C04B14/04;C04B111/20;C04B111/23
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發明公開了一種基于硅灰石新型礦物基聚合物的合成方法，包括制備改性硅灰石；制備堿硅酸鹽激發劑；改性硅灰石、高嶺土、粉煤灰、礦粉、沙子和石子為基本原料，放入攪拌機內，再加入堿硅酸鹽激發劑，攪拌均勻，得到砂漿；將砂漿裝入模具中，放在振動臺上振動，在室溫下靜置成型，脫模，養護，即得到新型礦物基聚合物。本發明使用化學包覆法對硅灰石的表面進行無機改性，得到的新型礦物基聚合物在抗壓強度和耐腐蝕能力大大提升。

技術領域

本發明涉及混凝土技術領域，尤其涉及一種基于硅灰石礦物基聚合物的合成方法。

背景技術

硅灰石作為一種工業礦物，由于具有纖維狀結構、無毒無嗅、穩定的化學性能、低的吸水率等優良的性能而被廣泛應用。隨著科技日新月異的發展，在科學家不斷地探索下，硅灰石潛在的新用途正陸續被發現，國內外硅灰石市場需求持續增長。對硅灰石進行表面改性、深加工合成復合功能材料，提高資源利用的高附加值，顯得尤為重要。

目前，鋼筋混凝土結構中，混凝土使用的主要原料是硅酸鹽水泥。傳統的硅酸鹽水泥是利用石灰石、粘土等原料，經過兩磨一燒的生產工藝制備而成，其中煅燒溫度高達1450℃。它的生產是一個高能耗、高資源消耗、高環境負荷的產業，使我國能源、資源和環境不堪重負，給水泥工業的可持續發展帶來嚴峻的挑戰。而無機礦物聚合物是由具有潛在活性的工業固體廢棄物和堿性激發劑混合而制成的一種膠凝材料，免去了傳統水泥生產中的燒結過程，不排放CO₂，大量減少煙塵。另外，相對于傳統硅酸鹽水泥制成的混凝土而言，礦物基聚合物成本低、能耗低，并且早強性與耐蝕性都有一定的提高。但如何使礦物基聚合物的抗壓強度與耐久性進一步提升仍然值得探索。

無機礦物聚合物與目前硅酸鹽水泥相比具有以下優點：

(1)力學性能優良。無機礦物聚合物早期強度高，只需要養護三天其強度就可以達到最后強度的百分之七十，力學性能完全可以滿足建筑結構材料的要求。

(2)耐酸堿性能優良。無機礦物聚合物具有較強的耐腐蝕性以及良好的穩定性，它優良的耐酸堿侵蝕和耐氣候變化性能使其不會對周圍環境造成新的污染，是一種較為環保的材料。

(3)體積收縮較小。水化之后，傳統的硅酸鹽水泥會產生較大的化學收縮，但是無機礦物聚合物卻能保持良好的體積穩定性。

(4)耐高溫性能較強。與傳統硅酸鹽水泥相比，它具有優異的耐高溫性能，將無機礦物聚合物用作建筑材料，對火災有著良好的抑制作用，對于火災的防范具有重大意義。

(5)自然資源豐富，生產低能耗。

(6)低孔隙率，低滲透率，耐久性優良。無機礦物聚合物具有良好的孔結構及滲透率，可固化有毒廢物，用于固封有毒金屬及放射性核廢料；且可以抑制普通水泥中金屬離子遷移與骨料反應而引起的堿集料反應，沒有膨脹，經受自然破壞的能力很強。

此外，我國固體廢棄物排放嚴重，大多得不到合理利用，如粉煤灰、礦渣等。這些固體廢棄物大都可用來制備無機礦物聚合物，無機礦物聚合物的合成為合理利用固體廢棄物資源提供了一條合理有效的發展路線，同時也展示出無機礦物聚合物材料未來巨大的應用前景。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種對硅灰石的表面改性進行研究并致力于基于硅灰石礦物基聚合物的合成方法。

本發明的實施例提供一種基于硅灰石礦物基聚合物的合成方法，包括以下步驟：

S1.制備改性硅灰石；

S2.制備堿硅酸鹽激發劑；

S3.以步驟S1制備的改性硅灰石、高嶺土、粉煤灰、礦粉、沙子和石子為基本原料，放入攪拌機內，再加入步驟S2制備的堿硅酸鹽激發劑，攪拌均勻，得到砂漿；