[發明專利]一種地質聚合物混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201810851330.X
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108751821B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 范長利;肖超
• 申請（專利權）人: 成都宏基建材股份有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 郭春莉

本發明屬于混凝土領域，具體公開一種地質聚合物混凝土，由以下原料制備得到：礦粉：280?320份、粉煤灰：55?65份、硅灰：35?40份、復合激發劑：220?240份、減水劑：1.5?2份、緩凝劑：0.8?1.2份、細骨料：665?692份、粗骨料：1200?1250份、纖維：4.5?5.5份，以重量份數計。本發明提出制備的地質聚合物混凝土，利用高含鋁的堿性廢液與速溶硅酸鈉和氫氧化鈉制備復合激發劑，可大大減少地質聚合物混凝土激發劑中氫氧化鈉的用量，同時廢液中的偏鋁酸鈉可作為地質聚合物體系的活性鋁質校正料或部分活性鋁質原料，廢液中的水分可作混凝土用水的來源，大大降低目前地質聚合物混凝土的制備成本，同時為鋁合金原料加工過程中產生的高含鋁堿性廢液的高效資源化應用提供一條新途徑。

技術領域

本發明屬于混凝土領域，具體公開一種地質聚合物混凝土及其制備方法。

背景技術

地質聚合物是利用低鈣的活性硅鋁質原材經過堿激發而形成的膠凝材料，在激發劑的作用下，活性硅鋁質原料中的Si-O、Al-O鍵發生斷裂，形成[SiO₄]^4-、[AlO₄]^5-四面體，再經過縮聚形成O-Si-O-Al-O網絡狀結構的無機聚合物，具有凝結硬化快、早期強度高、耐高溫、耐酸堿腐蝕等優點，在交通搶修材料、高強材料、固化核廢料、防火材料等領域具有巨大的應用前景。同時有研究表明，以普通混凝土和地質聚合物混凝土的碳足跡為出發點,具體考察兩類混凝土在原材料生產、運輸、加工以及最終混凝土的制備與運輸等環節中的碳排放量，結果表明1m³地質聚合物混凝土的碳排放總量僅為普通混凝土的9％。這使得地質聚合物混凝土的應用研究受到了各方的關注，開發出了適合制備地質聚合物混凝土的多種膠凝體系，例如“偏高嶺土-堿”膠凝體系、“偏高嶺土-粉煤灰-堿”膠凝體系、“礦渣-粉煤灰-堿”膠凝體系等。然而，盡管地質聚合物混凝土具有上述優點，其制備技術也較為完善成體系，但地質聚合物混凝土的落地推廣卻并不理想，究其原因，其高昂的制備成本成為限制其應用的主要因素之一。有關研究表明，地質聚合物混凝土的成本是普通混凝土的8-10倍。因此，降成本是目前地質聚合物混凝土推廣應用所面臨的主要問題之一。

在以鋁合金為加工原料的生產工藝過程中，會產生一定量的高含鋁堿性廢液，該廢液的主要成分是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉。該廢液一般需要先進行中和處理達標后才能排放，不僅消耗酸性中和藥劑，同時廢液中含有的鋁不回收容易造成資源的浪費，所以對該廢液的高效資源化利用也是一個亟待解決的問題。

本發明提出制備一種地質聚合物混凝土，利用高含鋁堿性廢液部分替代聚合物混凝土膠凝體系中堿激發劑和活性鋁質校正料/原料，這有利于降低目前地質聚合物混凝土的制備成本，同時為鋁合金原料加工過程中產生的高含鋁的堿性廢液高效資源化利用提供一條新途徑。

發明內容

為緩解目前地質聚合物混凝土的制備成本高的問題，以及鋁合金原料加工過程中產生的高含鋁的堿性混合廢液高效利用問題，本發明提供了一種地質聚合物混凝土及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種地質聚合物混凝土，由以下原料制備得到：礦粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、硅灰：35-40份、復合激發劑：220-240份、減水劑：1.5-2份、緩凝劑：0.8-1.2份、細骨料：665-692份、粗骨料：1200-1250份、纖維：4.5-5.5份，以重量份數計。

作為優選，一種地質聚合物混凝土，由以下原料制備得到：礦粉：290-310份、粉煤灰：55-60份、硅灰：38-40份、復合激發劑：225-235份、減水劑：1.8-2份、緩凝劑：0.9-1.1份、細骨料：670-692份、粗骨料：1220-1250份、纖維：4.5-5份，以重量份數計。