[發(fā)明專利]一種鐵基地聚合物凝膠及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110472631.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113003967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方媛;何克澤;朱春燕;王傲軒;邢峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B12/00
• 分類號(hào): C04B12/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明提供了一種鐵基地聚合物凝膠及其制備方法和應(yīng)用，屬于地聚合物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的鐵基地聚合物凝膠由包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分制備得到：氫氧化鈣60～100份；納米二氧化硅130～210份；納米氧化鋁111～178份；可溶性鐵鹽279～520份；水5600～7000份。本發(fā)明通過(guò)加入可溶性鐵鹽，能夠使鐵離子部分取代C?A?S?H鋁框架中的鋁離子，形成C?A?F?S?H鐵基地聚合物凝膠，能夠提高建筑凝膠材料的強(qiáng)度。實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鐵基地聚合物凝膠能夠?qū)⒔ㄖz材料的28d齡期抗壓強(qiáng)度提升至130MPa。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地聚合物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵基地聚合物凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

地聚合物凝膠材料是一種由鋁氧四面體和硅氧四面體結(jié)構(gòu)單元組成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)聚合物，具有有機(jī)高分子、陶瓷、水泥的優(yōu)良性能，還有原材料豐富、合成工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。

地聚合物凝膠分為含鈣地聚合物凝膠(C-A-S-H)和無(wú)鈣地聚合物凝膠(N-A-S-H)，其中含鈣地聚合物凝膠C-A-S-H作為水泥的摻合料不僅能夠降低水泥的生產(chǎn)能耗，還能夠提高水泥的強(qiáng)度。鐵是最豐富的地殼過(guò)渡金屬，并大量存在于赤泥和粉煤灰等工業(yè)廢物中，大量的工業(yè)廢物對(duì)環(huán)境和整個(gè)社會(huì)有著嚴(yán)重的威脅。如果能通過(guò)人工合成的方法精確地將鐵元素引入到C-A-S-H凝膠，以制備鐵基地聚合物凝膠，這能對(duì)以赤泥、偏高嶺土、高爐礦渣和粉煤灰等工業(yè)固體廢棄物為原料合成的建筑膠凝材料的配合比設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種鐵基地聚合物凝膠及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的鐵基地聚合物凝膠能夠有效提高建筑凝膠材料的強(qiáng)度。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種鐵基地聚合物凝膠，由包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分制備得到：

優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分；

優(yōu)選的，所述可溶性鐵鹽為硝酸鐵。

優(yōu)選的，所述鐵基地聚合物凝膠的鈣硅比為1.0～2.0、鋁硅比為1.0、鐵硅比為4.0～8.0、水固比為6.0～10.0。

優(yōu)選的，所述納米二氧化硅的粒徑為15～20nm，所述納米氧化鋁的粒徑為10～15nm。

本發(fā)明提供了上述鐵基地聚合物凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氫氧化鈣、納米二氧化硅、納米氧化鋁、可溶性鐵鹽和水依次進(jìn)行超聲混合和加熱混合，得到混合料；

(2)對(duì)所述混合料依次進(jìn)行保溫和干燥，得到鐵基地聚合物凝膠。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中超聲混合的功率為120～180W，時(shí)間為4～6min；所述加熱混合的溫度為80～90℃，時(shí)間為60～90min。

優(yōu)選的，所述保溫的時(shí)間為1～10天，干燥的溫度為60～80℃。

本發(fā)明提供了上述鐵基地聚合物凝膠作為建筑凝膠材料摻雜料的應(yīng)用。

優(yōu)選的，所述鐵基地聚合物凝膠在建筑凝膠材料中的摻雜量為1～2wt％。