[發明專利]一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202210595552.6
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114671634A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 解盼盼;潘竹;丁效永
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C04B12/00
• 分類號: C04B12/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 徐晟逸

1.一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物，其特征在于：地質聚合物按照重量份數包括二氧化硅氣凝膠 0.01-0.5份、硅灰 0.1-0.6份、粉煤灰空心微珠 5-15份、氫氧化鈉0.5-1.5份、水玻璃 3-9份和水 1-4份，其中二氧化硅氣凝膠注入到粉煤灰空心微珠的空腔內。

2.根據權利要求1所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物，其特征在于：二氧化硅氣凝膠的粒徑為0.1-5 mm，孔直徑為20-100 nm，自然堆積狀態下堆積密度為40-150kg/m³，比表面積為500-800 m²/g，常溫下導熱系數為0.01-0.023 W/m·K。

3.根據權利要求1所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物，其特征在于：硅灰的平均粒徑為0.3-60 μm，密度為560-720 kg/m³，比表面積為19-26 m²/g。

4.根據權利要求1所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物，其特征在于：粉煤灰空心微珠的粒徑為80-160目，自然狀態下堆積密度為368-418.8 kg/m³，常溫下導熱系數為0.08-0.1 W/m·K，耐火度1650℃。

5.根據權利要求1所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物，其特征在于：水玻璃的密度為1526-1559 kg/m³。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱取粉煤灰空心微珠、二氧化硅氣凝膠、硅灰、氫氧化鈉、水玻璃和水；

（2）將氫氧化鈉與水混合并攪拌直至氫氧化鈉完全溶解，得到堿溶液；

（3）將堿溶液與水玻璃混合并攪拌直至水玻璃均勻分散，得到堿激發劑，靜置待用；

（4）采用真空法將二氧化硅氣凝膠注入到粉煤灰空心微珠的空腔內；

（5）將包裹二氧化硅氣凝膠的粉煤灰空心微珠和硅灰加入攪拌鍋中，干料攪拌直至混合均勻；

（6）將堿激發劑緩慢加入攪拌鍋中，攪拌得到地質聚合物。

7.根據權利要求6所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物的制備方法，其特征在于：步驟（4）的具體過程為：將硅酸乙酯、乙醇和水加入燒杯中混合均勻，調節pH為2-3，攪拌均勻后調節pH為5-6，靜置使其溶膠-凝膠化，將得到的濕凝膠在真空條件下吸附進入粉煤灰空心微珠，然后將粉煤灰空心微珠浸入硅酸乙酯和乙醇的混合液中老化，最后干燥得到包裹有二氧化硅氣凝膠的粉煤灰空心微珠。

8.根據權利要求7所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物的制備方法，其特征在于：步驟（4）中硅酸乙酯、乙醇和水的摩爾比為1：10：5。

9.根據權利要求7所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物的制備方法，其特征在于：步驟（4）中用1mol/L的稀鹽酸調整溶液pH為2-3，通過磁力攪拌器快速攪拌使之混合均勻，反應20-40min后加入0.05mol/L的氨水調整溶液pH為5-6，然后靜置20-40min使其溶膠-凝膠化。

10.根據權利要求7所述的一種含固廢的輕質-保溫-高強地質聚合物的制備方法，其特征在于：步驟（4）中硅酸乙酯和水混合液的溫度為50-60℃，老化時間為24-72小時，干燥條件為70-90℃下常壓干燥8-20小時。