[發明專利]一種硅灰/火山灰基地質聚合物混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201911338028.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110950584B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 王成;孟書靈;李科汛;王軍;趙亮;郭睿文
• 申請（專利權）人: 中建西部建設新疆有限公司;中建西部建設股份有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李欣榮

本發明公開了一種硅灰/火山灰基地質聚合物混凝土，各原料及其所占重量份數包括：改性火山灰80?150份，硅灰70?100份，粉煤灰80?120份，砂30?50份，石400?600份，堿硅酸鹽溶液80?120份，橡膠粉10?30份。本發明首次提出將改性火山灰部分替代粉煤灰，所得地質聚合物混凝土在保證優異力學性能及和易性的基礎上，可進一步改善傳統粉煤灰基地質聚合物混凝土存在的收縮大、脆性大及耐久性不足等問題，可為高性能聚合物混凝土的研究和應用提供一條全新思路；并可有效實現低活性火山灰的資源化利用，具有重要的經濟和環境效益。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種硅灰/火山灰基地質聚合物混凝土及其制備方法。

背景技術

地質聚合物為利用膠凝材料制備的一種新型混凝土，因其具備良好的抗壓抗折強度、抗酸堿侵蝕性能等優勢，成為普通硅酸鹽基材料的最佳替代物之一，具有廣闊的應用前景。目前地質聚合物的研究方向主要集中在粉煤灰地質聚合物材料，然而粉煤灰地質聚合物材料脆性大，抗裂性差，抗凍及抗滲性能不足；且現階段粉煤灰資源不再是廢棄資源，受國家環保形勢及供需關系失衡，粉煤灰早已成為建筑行業的稀缺資源。

新疆伊犁地區有豐富的火山灰礦產資源，且伊寧縣區域內設立有多個多晶硅冶煉工廠，硅灰資源比較豐富。雖然火山灰具有潛在的火山灰活性，但火山灰中穩定的SiO₂晶體較多，活性低，導致常溫下與其他物質反應活性差等問題，影響其資源化應用效果。因此，進一步探索火山灰在地質聚合物混凝土中的高效應用具有重要的研究意義和環境效益。

發明內容

本發明的主要目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種硅灰/火山灰基地質聚合物混凝土，將火山灰和硅灰應用于制備地質聚合物混凝土，所得地質聚合物混凝土可表現出優異的力學性能、抗裂性能、耐酸性、耐腐蝕性能和耐久性能，且涉及的制備工藝簡單，并可有效實現火山灰等資源化利用，具有重要的經濟和環境效益。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種硅灰/火山灰基地質聚合物混凝土，各原料及其所占重量份數包括：改性火山灰80-150份，硅灰70-100份，粉煤灰80-120份，砂30-50份，石400-600份，堿硅酸鹽溶液80-120份，橡膠粉10-30份。

上述方案中，所述改性火山灰的制備方法包括如下步驟：

1)對火山灰進行熱激發：將火山灰加熱至700～800℃煅燒45-50h，冷卻至室溫；

2)將步驟1)所得粉料加入PM4L行星式球磨機中球磨至表面積＞500m²/kg后取出，即得所述改性火山灰。

上述方案中，所述火山灰選用為高鋁火山灰，其Al₂O₃含量為20wt％以上，密度為1.50-2.50g/cm³，比表面積為350-400m²/kg。

上述方案中，所述硅灰的SiO₂含量為90wt％以上，密度為2.0-2.80g/cm³，比表面積為18000-21000m²/kg。

上述方案中，所述粉煤灰為Ⅱ級粉煤灰，其通過45μm方孔篩篩余率為15-25％，密度為2.0-3.0g/cm³。

上述方案中，所述砂粒級配為Ⅰ區中砂，砂細度模數為2.3-3.0，表觀密度為1.5-2.5g/cm³，含泥量為2wt％以下。

上述方案中，所述石選用卵石，卵石級配為5-20mm連續粒級。