[發(fā)明專利]一種鎂基地聚合物及其制備方法

在審

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• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108911539A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐寧;岑文飛;潘文浩;吳麗梅;王晴;陳彥文;楊凱凱;楊雨麗;楊俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: C04B9/00
• 分類號: C04B9/00;C04B9/11;C04B12/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 趙嬛嬛

本發(fā)明提供一種鎂基地聚合物及其制備方法。所述鎂基地聚合物按照重量百分比的組成為：硅鋁相材料40～50％，鎂質(zhì)材料35～40％，酸性激發(fā)劑10～20％。制備方法包括以下步驟：按照上述質(zhì)量配比配料，先將硅鋁相材料和鎂質(zhì)材料混合陳化后依次干燥、粉磨；再加入酸性激發(fā)劑激發(fā)，凝結(jié)后脫模、養(yǎng)護(hù)既得。本發(fā)明提供了一種固體廢棄物的利用方法，可以利用多種富含硅、鋁元素的固體廢棄物為原料，將巨量固體廢棄物轉(zhuǎn)化為可回收利用資源。本發(fā)明還提供了一種新型綠色膠凝材料，其制備方法簡單，來源廣泛，能耗低，排放少，可有效替代水泥等傳統(tǒng)高能耗高排放的膠凝材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凝膠材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎂基地聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

在2009年哥本哈根世界氣候大會上，我國政府宣布2020年單位GDP碳排放將減少40％-45％。可見，節(jié)能減排、綠色環(huán)保將成為今后十幾年或更長時間內(nèi)我國各行業(yè)的工作重點(diǎn)。我國水泥產(chǎn)量占全世界水泥總產(chǎn)量的50％，生產(chǎn)耗能極大，單位耗能比世界平均水平高60％，占世界總耗能15％，水泥生產(chǎn)已成為最大的CO₂釋放源。在全世界都在倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會和構(gòu)建和諧生態(tài)環(huán)境的背景下，基于硅酸鹽水泥能耗高、污染環(huán)境嚴(yán)重及耐久性差的缺點(diǎn)，新型膠凝材料的研究開發(fā)無疑具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

地聚合物膠凝材料是一種新型膠凝材料，1978年由Joseph Davidovitts提出。作為一種新型的綠色膠凝材料，地聚合物材料具有良好的力學(xué)性能、穩(wěn)定的耐久性能、耐高溫性能及耐腐蝕性能。與水泥相比，地聚合物具有以下優(yōu)勢：(1)生產(chǎn)過程中不使用石灰石原料，因此CO₂排放量僅為硅酸鹽水泥的1/5；(2)其制備過程無水泥工業(yè)的“兩磨一燒”工藝，基本不排放粉塵，不提升PM_2.5水平；(3)生產(chǎn)過程基本無能耗。地聚合物生產(chǎn)采用常溫常壓制備工藝，不需要消耗能源；(4)使用固體廢棄物作為原料，如粉煤灰、高爐爐渣、建筑垃圾、燒粘土、礦山尾礦等。(5)我國擁有世界上最大的菱鎂礦儲量，制備鎂基地聚合物可充分利用該資源。因此，鎂基地聚合物材料的提出為固體廢物的資源化利用提供了一條有效的技術(shù)途徑，在我國大力提倡可持續(xù)發(fā)展的今天更顯示出巨大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型綠色環(huán)保的鎂基地聚合物及其制備方法，以解決現(xiàn)有硅酸鹽水泥存在的能耗高、污染環(huán)境嚴(yán)重及耐久性差等缺點(diǎn)，并且為固體廢物的資源化利用提供一條新的技術(shù)途徑。本發(fā)明的技術(shù)方案為：

第一個方面，本發(fā)明提供一種鎂基地聚合物，所述鎂基地聚合物按照重量百分比的組成為：硅鋁相材料40～50％，鎂質(zhì)材料35～40％，酸性激發(fā)劑10～20％。

進(jìn)一步地，所述硅鋁相材料包括偏高嶺土、粉煤灰、高爐礦渣、污泥、煤矸石中的一種或者多種混合。

進(jìn)一步地，所述鎂質(zhì)材料包括氧化鎂。

進(jìn)一步地，所述酸性激發(fā)劑包括質(zhì)量濃度在50～85％的磷酸溶液。

第二個方面，本發(fā)明提供上述鎂基地聚合物的制備方法，包括以下步驟：按照上述質(zhì)量配比配料，先將硅鋁相材料和鎂質(zhì)材料混合陳化后依次干燥、粉磨；再加入酸性激發(fā)劑激發(fā)，凝結(jié)后脫模、養(yǎng)護(hù)既得。

進(jìn)一步地，所述鎂質(zhì)材料通過菱鎂礦、白云石礦、蛇紋石礦、冶金鎂渣中的一種或者多種混合煅燒制備。

進(jìn)一步地，所述煅燒過程的控制條件為：煅燒溫度為700～1500℃，時間為0.5～1.5h。

進(jìn)一步地，所述混合陳化過程的控制條件為：陳化溫度不低于0℃，時間為24～72h。

進(jìn)一步地，所述干燥過程的控制條件為：干燥溫度為100～110℃，時間為6～8h。

進(jìn)一步地，所述粉磨過程的控制條件為：粉磨顆粒尺寸為150μm以下。