[發明專利]堿激發礦渣砂漿混合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110007848.7
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112723799A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 龍武劍;吳卓銳;王晨宇;韋經杰;張軒翰;董必欽;邢鋒
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/34
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本發明屬于水泥基復合材料技術領域，具體涉及一種堿激發礦渣砂漿混合材料及其制備方法。本發明堿激發礦渣砂漿混合材料包括堿激發礦渣砂漿與剛性纖維和羥基亞乙基二膦酸四鈉的混合物。剛性纖維具有阻裂、增強增韌的作用，有助于改善堿激發礦渣砂漿的力學性能。同時，羥基亞乙基二膦酸四鈉可以延緩堿激發礦渣砂漿的凝結時間，改善堿激發礦渣砂漿的流動性能和流變性能，而流變性能的改善又能進一步改善剛性纖維在堿激發礦渣砂漿中的分布和取向，從而更好地發揮剛性纖維的促進作用。因此，本發明堿激發礦渣砂漿混合材料具有良好的工作性能和力學性能，可滿足實際施工的需求和對材料強度的需求，應用前景良好。

技術領域

本發明屬于水泥基復合材料技術領域，具體涉及一種堿激發礦渣砂漿混合材料及其制備方法。

背景技術

礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣，具有潛在的水硬活性。礦渣在堿的激發作用下形成的具有膠凝能力的材料，即堿激發礦渣膠凝材料。堿激發礦渣膠凝材料具有早期強度高、固化速度快、耐腐蝕、耐高溫等特點，且相較于傳統的硅酸鹽水泥，其生產成本低、工藝簡單、無需燒制、能耗低、有害氣體排放少，是一種新型的綠色膠凝材料。然而，堿激發礦渣膠凝材料初凝時間太短，工作性能不佳，不利于正常施工，且存在收縮大、易產生裂縫、強度具有較大波動性的問題，這制約了堿激發礦渣膠凝材料的推廣和應用。

已經證實，在堿激發礦渣膠凝材料中摻入適量的纖維，有助于減小其收縮，阻止裂縫的產生和擴展，提高力學性能。均勻分布于堿激發膠凝材料體系中的纖維可分擔因塑性收縮而引起的拉應力，從而阻止裂縫的產生；裂縫產生后，纖維還可通過橋聯裂縫阻止裂縫的進一步擴展。此外，纖維的摻入還能有效提高基體的抗拉、抗彎、抗剪和抗疲勞強度。然而，纖維的加入不能解決堿激發礦渣膠凝材料凝結過快的問題，相反，纖維的加入會進一步降低拌合物的工作性能，較差的工作性能又會影響纖維在基體中的分布和取向情況，影響纖維的摻入效果。如何延緩堿激發礦渣膠凝材料的凝結時間，改善其拌合物工作性能，是推廣纖維增強堿激發礦渣膠凝材料需要解決的問題。

目前，已有技術手段通過對礦渣預處理、調整拌和時間、二次攪拌等工藝以延緩堿激發礦渣膠凝材料的凝結時間，然而這些技術手段未能對堿激發礦渣膠凝材料的收縮大、容易開裂的問題進行改善，且所得材料的強度仍有提升空間。

發明內容

本發明的目的是提供一種堿激發礦渣砂漿混合材料及其制備方法，旨在解決現有堿激發礦渣材料存在的凝結快、收縮大、容易開裂的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明一方面，提供了一種堿激發礦渣砂漿混合材料，其包括堿激發礦渣砂漿與剛性纖維和羥基亞乙基二膦酸四鈉的混合物。

本發明提供的堿激發礦渣砂漿混合材料中，通過將剛性纖維和羥基亞乙基二膦酸四鈉加入到堿激發礦渣砂漿中，一方面，分布、取向情況良好的剛性纖維具有阻裂、增強增韌的作用，有助于改善堿激發礦渣砂漿的力學性能；另一方面，羥基亞乙基二膦酸四鈉可以延緩堿激發礦渣砂漿的凝結時間，改善其流動性能和流變性能，而流變性能的改善又能改善纖維在堿激發礦渣砂漿中的分布和取向，從而更好地發揮纖維在堿激發礦渣砂漿中的作用。因此，本發明堿激發礦渣砂漿混合材料具有良好的工作性能和力學性能，應用前景良好。

本發明另一方面，提供了一種堿激發礦渣砂漿混合材料的制備方法，其包括如下步驟：

提供堿激發礦渣砂漿、剛性纖維和羥基亞乙基二膦酸四鈉；

將所述堿激發礦渣砂漿、所述剛性纖維與所述羥基亞乙基二膦酸四鈉進行混合處理，得到堿激發礦渣砂漿混合材料。

本發明提供的堿激發礦渣砂漿混合材料的制備方法操作簡單，對設備要求不高，有利于實現工業化規模生產，所得堿激發礦渣砂漿混合材料具有良好的工作性能和力學性能，可滿足實際施工的需求和對材料強度的需求。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所得堿激發礦渣砂漿混合材料試塊截面中剛性纖維的分布取向圖；