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      以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法

      文檔序號:1822189閱讀:301來源:國知局
      專利名稱:以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于地聚合物技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。
      背景技術(shù)
      法國材料科學(xué)家Jowph Davidovits最初使用高嶺石和煅燒高嶺石作為制備地聚合物材料的原料,并于1978年最早提出地聚合物(Geopolymer) —詞,其原意指由地球化學(xué)作用(Geochemistry)或人工模仿地質(zhì)合成作用(Geosynthesis)而制造出的鋁硅酸鹽礦物聚合物。它具有類似有機(jī)高聚物的鏈接結(jié)構(gòu),兼有有機(jī)高聚物、陶瓷、水泥的特點,但又不同于上述材料,其表現(xiàn)在高強(qiáng)度、快硬固化性、耐高溫、隔熱、耐酸抗侵蝕、吸附有害毒物等方在國內(nèi)外研究中,一般采用偏高嶺土或粉煤灰為硅鋁原材料(王鴻靈,李海紅,閻逢元.一種鋁硅酸鹽礦物聚合物材料的制備方法[P]. CN 200310117752.8,2005 ; J. Temuujin, A. Minjigmaa, W Rechard, et al. Preparation of metakaolin based geopolymer coatings on metalsubstrates as thermal barriers[J]Applied Clay Science, 2009,46 :265 270),而用石煤提釩尾礦制備地聚合物的研究未見報道。傳統(tǒng)制備工藝中硅鋁原材料一般是在未經(jīng)活化預(yù)處理的情況下直接與激發(fā)劑作用(王棟民,陳良程.粉煤灰基礦物聚合水泥生產(chǎn)方法及所制備的材料[P]. CN 200510077649. 4,2006),這樣硅鋁原材料中非晶態(tài)組分所含的活性Al2O3和活性SiO2不能被充分浸出,原料的活性潛能未得到充分發(fā)揮,所生成的地聚合物的強(qiáng)度不能得到根本性的提高。傳統(tǒng)制備工藝采用振動成型的方式,在保證漿體良好工作性能的基礎(chǔ)上,需要力口入一定量的水(Z. Zuhua, Y Xiao,Ζ. Huajun, et al. Role ofwater in the synthesis ofcalcined kaolin-basedgeopolymer[J]Applied Clay Science,2009,43 :218 213 ; P.Chindaprasirt,Τ. Chareerat,VSirivivatnanon. Workability and strength of coarse high calcium fly ash geopolymer[J]Cement&Concrete Composites,2007,29 :224 229),但隨著水的加入量增加則地聚合物的抗干縮性和抗?jié)B性會降低;在大多數(shù)的關(guān)于地聚合物或其它建筑材料的研究中會出現(xiàn)體系中的結(jié)晶物質(zhì)在水的作用下經(jīng)過孔隙到達(dá)反 Mr^^MJ^W^iMiBMM (S Xiujiang. Development andPerformance of Class F Fly Ash Based Geopolymer Concretes against Sulphuric Acid Attack[D]. Sydney :The University ofNew South Wales,2007 ;Ana Andres,Ma Carmen Diaz,Alberto Coz,etal. Physico-chemical characteri sat ion of bricks all through the manufacture process in relation toefflorescence salts[J]Journal ofthe European Ceramic Society, 2009,29 :1869 1877),隨后會掉皮、脫落,這既影響試件的外觀,也對試件的強(qiáng)度有負(fù)面影響
      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷,目的是提供一種工藝簡單、成本低和能耗小的制備地聚合物的方法,用該方法所制備的地聚合物抗壓強(qiáng)度高、抗干縮性強(qiáng)和抗?jié)B性好,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是按下述各組分及其含量制備石煤提釩尾礦 57 78wt%;硅鋁校正料 5. 5 IOwt % ;固體堿激發(fā)劑 10 18wt%;防水劑1 3.5wt%;填料2 IOwt去離子水2 IOwt該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和填料,然后機(jī)械攪拌5 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)5 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置 2 4天;養(yǎng)護(hù)箱中的溫度為恒溫,溫度區(qū)間為40 85°C ;養(yǎng)護(hù)箱中的相對濕度為95%以上,相對濕度恒定。所述的石煤提釩尾礦中SiA的含量為65 85wt%,Al2O3的含量為5 20wt% ; 其粒徑小于0. 074mm。所述的硅鋁校正料為鋁酸鈉、偏高嶺土、粉煤灰中的一種或一種以上的混合物。所述的固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、硅酸鈉中的一種或一種以上的混合物;硅酸鈉為市售固體硅酸鈉,其模數(shù)為1,含九個結(jié)晶水 (Na2O · SiO2 · 9H20)。所述的防水劑為氯化鐵、氯化鈣、硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、聚氨酯類有機(jī)物中的一種或一種以上的混合物。所述的填料為細(xì)砂、石灰石粉、膨潤土、沸石、氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或一種以上的混合物,其粒徑小于0. 08mm。所述的堿激發(fā)劑溶液的模數(shù)為1 3. 5,其模數(shù)通過向固體堿激發(fā)劑中添加硅灰進(jìn)行調(diào)整。所述的壓制成型的壓力為10 30MPa。由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明可利用原有的生產(chǎn)條件,制備工藝簡單。本發(fā)明在原料的使用上采用石煤提釩尾礦為主要原料,解決了大量石煤提釩尾礦任意堆放或掩埋造成的占用土地、環(huán)境污染和資源浪費問題,實現(xiàn)了變廢為寶的目的,同時又拓寬了制備地聚合物的原料來源。本發(fā)明所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。
      因此,本發(fā)明具有工藝簡單、成本低和能耗小的特點,所制備的地聚合物不僅抗壓強(qiáng)度高、抗干縮性強(qiáng)和抗?jié)B性好,且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。
      具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
      對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述,并非對其保護(hù)范圍的限制為避免重復(fù),先將本具體實施方式
      所要涉及到的原料或工藝參數(shù)統(tǒng)一描述如下 石煤提釩尾礦中SW2的含量為65 85wt%,Al2O3的含量為5 20wt%,其粒徑小于 0. 074mm ;硅酸鈉為市售固體硅酸鈉,其模數(shù)為1,含九個結(jié)晶水(Na2O .S^2 ·9Η20);壓制成型的壓力為10 30MPa ;養(yǎng)護(hù)箱中的溫度為恒溫,溫度區(qū)間為40 85°C ;養(yǎng)護(hù)箱中的相對濕度為95%以上,相對濕度恒定。具體實施例中不再贅述。實施例1一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦57 --65wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑2 3. 5wt%
      填料8 IOwt % ;
      去離子水8 IOwt % ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌5 10分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2 3天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和硅酸鈉的混合物;防水劑為氯化鐵;填料為細(xì)砂。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例2一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦 65 70wt%;硅鋁校正料8 IOwt固體堿激發(fā)劑 15 18wt%;
      防水劑1 2wt%;填料2 5wt%;去離子水2 5wt%;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)10 15小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2. 5 3. 5 天。本實施例中硅鋁校正料為偏高嶺土 ;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、硅酸鈉的混合物;防水劑為氯化鈣;填料為石灰石粉。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例3一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦70 --78wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料2 5wt% ;
      去離子水2 5wt% ;
      該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌20 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)5 10小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 3 4天。本實施例中硅鋁校正料為粉煤灰;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀和碳酸鈉的混合物;防水劑為硬脂酸鉀;填料為膨潤土。本實施例所制備的地聚合物,4天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到55MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例4—種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦 57 65wt%;硅鋁校正料8 IOwt固體堿激發(fā)劑 10 15wt%;防水劑2 3.5wt%;填料5 8wt%;去離子水 5 8wt%;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2 3天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉;固體堿激發(fā)劑為碳酸鉀、碳酸鈉和硅酸鈉的混合物;防水劑為聚氨酯類有機(jī)物;填料為沸石。本實施例所制備的地聚合物,2天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例5一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦65 “-70wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑15 --18wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料5 8wt% ;
      去離子水2 5wt% ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)10 15小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2. 5 3. 5 天。本實施例中硅鋁校正料為偏高嶺土;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸鉀的混合物;防水劑為硬脂酸鈉;填料為氧化鈣。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例6一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦70 --78wt%
      硅鋁校正料為5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料2 5wt% ;
      去離子水2 5wt% ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌5 10分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置3 4天。本實施例中硅鋁校正料為粉煤灰;固體堿激發(fā)劑為碳酸鉀和碳酸鈉的混合物; 防水劑為氯化鈣和硬脂酸鉀的混合物;填料為氫氧化鈣。本實施例所制備的地聚合物,4天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到55MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例7一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦57 ‘ 65wt%
      硅鋁校正料8 ^ IOwt % ;
      固體堿激發(fā)劑15 ‘ 18wt%
      防水劑2 ^ 3. 5wt%
      填料5 ^ 8wt% ;
      去離子水2 5wt%;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2 3天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鈉和碳酸鉀的混合物;防水劑為硬脂酸鉀和硬脂酸鈉的混合物;填料為細(xì)砂和石灰石粉的混合物。本實施例所制備的地聚合物,2天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例8一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦57 --65wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑2 3. 5wt%
      填料8 IOwt % ;
      去離子水8 IOwt % ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)5 10小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 2. 5 3. 5 天。本實施例中硅鋁校正料為偏高嶺土 ;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀和氫氧化鈉的混合物;防水劑為氯化鐵和聚氨酯類有機(jī)物的混合物;填料為膨潤土和沸石的混合物。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性和抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例9
      一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦65 70wt%
      硅鋁校正料8 IOwt %
      固體堿激發(fā)劑15 18wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料2 5wt% ;
      去離子水2 5wt% ;
      該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌20 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,室溫條件下靜置 3 4天。本實施例中硅鋁校正料為粉煤灰;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀和碳酸鉀的混合物;防水劑為氯化鐵、氯化鈣和硬脂酸鉀的混合物;填料為沸石和氧化鈣的混合物。本實施例所制備的地聚合物,4天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到55MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例10一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦70 --78wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料2 5wt% ;
      去離子水2 5wt% ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌20 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)10 15小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置2天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉和偏高嶺土的混合物;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀;防水劑為氯化鐵、氯化鈣和硬脂酸鈉的混合物;填料為細(xì)砂、石灰石粉和沸石的混合物。本實施例所制備的地聚合物,2天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例11一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦57 ‘ 65wt%
      硅鋁校正料8 ^ IOwt % ;
      固體堿激發(fā)劑10 ‘ 15wt%
      防水劑2 ^ 3. 5wt%
      填料5 -8wt% ;
      去離子水 5 --8wt% ;
      該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置3天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉、粉煤灰的混合物;固體堿激發(fā)劑為氫氧化鈉; 防水劑為氯化鈣、硬脂酸鉀、聚氨酯類有機(jī)物的混合物;填料為膨潤土、沸石、氧化鈣的混合物。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例12一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦65 “-70wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑15 --18wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料5 8wt% ;
      去離子水2 5wt%;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌20 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置4天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉、偏高嶺土和粉煤灰的混合物;固體堿激發(fā)劑為碳酸鉀;防水劑為氯化鐵、氯化鈣、硬脂酸鉀和聚氨酯類有機(jī)物的混合物;填料為石灰石粉、膨潤土、沸石和氧化鈣的混合物。本實施例所制備的地聚合物,4天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到55MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例13一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦70 --78wt%
      硅鋁校正料5. 5 8wt%
      固體堿激發(fā)劑10 --15wt%
      防水劑1 2wt% ;
      填料2 5wt% ;
      去離子水2 5wt% ;該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 10 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌20 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌5 10分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)15 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置2天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉、偏高嶺土和粉煤灰的混合物;固體堿激發(fā)劑為碳酸鈉;防水劑為氯化鐵、氯化鈣、硬脂酸鉀和硬脂酸鈉的混合物;填料為細(xì)砂、膨潤土、 沸石、氧化鈣和氫氧化鈣的混合物。本實施例所制備的地聚合物,2天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。實施例14一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。該地聚合物組分及其
      含量是石煤提釩尾礦57 ‘ 65wt%
      硅鋁校正料8 ^ IOwt % ;
      固體堿激發(fā)劑15 ‘ 18wt%
      防水劑2 ^ 3. 5wt%
      填料5 ^ 8wt% ;
      去離子水2 ^ 5wt% ;
      該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌10 15 分鐘,混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 20分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和微細(xì)填料,然后機(jī)械攪拌10 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)10 15小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置3天。本實施例中硅鋁校正料為鋁酸鈉、偏高嶺土和粉煤灰的混合物;固體堿激發(fā)劑為硅酸鈉;防水劑為氯化鐵、氯化鈣、硬脂酸鉀、硬脂酸鈉和聚氨酯類有機(jī)物的混合物;填料為細(xì)砂、石灰石粉、膨潤土、沸石、氧化鈣和氫氧化鈣的混合物。本實施例所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。本具體實施方式
      可利用原有的生產(chǎn)條件,制備工藝簡單。在原料的使用上采用石煤提釩尾礦為主要原料,解決了大量石煤提釩尾礦任意堆放或掩埋造成的占用土地、環(huán)境污染和資源浪費問題,實現(xiàn)了變廢為寶的目的,同時又拓寬了制備地聚合物的原料來源。本發(fā)明所制備的地聚合物,3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45MPa以上,后期強(qiáng)度還有增長趨勢,且具有良好的抗干縮性、抗?jié)B性,長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。因此,本具體實施方式
      具有工藝簡單、成本低和能耗小的特點,所制備的地聚合物不僅抗壓強(qiáng)度高、抗干縮性強(qiáng)和抗?jié)B性好,且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。
      權(quán)利要求
      1. 一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于該地聚合物的化學(xué)組分是石煤提釩尾礦 57 78wt% ;按上述各組分及其含量,該地聚合物的制備步驟是第一步向經(jīng)過活化預(yù)處理的石煤提釩尾礦中添加硅鋁校正料,機(jī)械攪拌5 15分鐘, 混合均勻;另將固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水中,配制成堿激發(fā)劑溶液;第二步向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料的混合料中加入堿激發(fā)劑溶液,然后在密封容器中機(jī)械攪拌10 30分鐘;第三步向第二步所制得的混合料中加入防水劑和填料,然后機(jī)械攪拌5 15分鐘;第四步將第三步所制得的混合料放入金屬模具中,壓制成型,再將成型后的坯體用塑料薄膜包裹,放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)5 20小時,取出后脫去塑料薄膜,在室溫條件下靜置2 4天;養(yǎng)護(hù)箱中的溫度為恒溫,溫度區(qū)間為40 85°C;養(yǎng)護(hù)箱中的相對濕度為95%以上,相對濕度恒定。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的石煤提釩尾礦中SW2的含量為65 85wt%,Al2O3的含量為5 20wt% ;其粒徑小于0. 074mm。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的硅鋁校正料為鋁酸鈉、偏高嶺土、粉煤灰中的一種或一種以上的混合物。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的固體堿激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、硅酸鈉中的一種或一種以上的混合物。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的防水劑為氯化鐵、氯化鈣、硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、聚氨酯類有機(jī)物中的一種或一種以上的混合物。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的填料為細(xì)砂、石灰石粉、膨潤土、沸石、氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或一種以上的混合物,其粒徑小于0. 08mm。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的堿激發(fā)劑溶液的模數(shù)為1 3. 5,其模數(shù)通過向固體堿激發(fā)劑中添加硅灰來調(diào)離iF. ο
      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的壓制成型的壓力為10 30MPa。
      9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物的制備方法,其特征在于所述的硅酸鈉為市售固體硅酸鈉,其模數(shù)為1,含九個結(jié)晶水(Nii2O · SiO2 · 9H20)。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1 8項中的任一項所述的以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物硅鋁校正料固體堿激發(fā)劑防水劑填料去離子水的制備方法所制備的地聚合物。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種以石煤提釩尾礦為主要原料的地聚合物及其制備方法。其技術(shù)方案是按下述各組分制備石煤提釩尾礦為57~78wt%,硅鋁校正料為5.5~10wt%,固體堿激發(fā)劑為10~18wt%、防水劑為1~3.5wt%、填料為2~10wt%和去離子水為2~10wt%。制備步驟是先向石煤提釩尾礦與硅鋁校正料制成的混合料中加入由固體堿激發(fā)劑溶解于去離子水所配制的堿激發(fā)劑溶液,攪拌;再向其中加入防水劑和填料,攪拌;然后壓制成型,成型坯體用塑料薄膜包裹后進(jìn)行養(yǎng)護(hù),最后脫膜于室溫條件下靜置。本發(fā)明工藝簡單、成本低和能耗小,其制品抗壓強(qiáng)度高、抗干縮性強(qiáng)和抗?jié)B性好,且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。
      文檔編號C04B28/08GK102180629SQ20111003083
      公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
      發(fā)明者劉濤, 張一敏, 焦向科, 陳鐵軍 申請人:武漢理工大學(xué)
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