一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，是由礦渣粉和建筑垃圾再生微粉組成的復(fù)合粉體膠凝材料，在氫氧化鈉的水玻璃溶液的激發(fā)作用下得到；所述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土由以下重量份的組分制成：礦渣粉150?210份，建筑垃圾再生微粉20?60份，水玻璃190?240份，固體氫氧化鈉25?50份，砂子400?700份，粗骨料0?1600份。該堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土是由礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、水玻璃、固體氫氧化鈉、細(xì)骨料、粗骨料等原料制成，具有早強(qiáng)高強(qiáng)、耐久性好、耐高溫、耐腐蝕性好、隔熱性能好、生產(chǎn)能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是一種低成本、高性能的綠色建材。
【專利說明】
一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國建筑垃圾資源化行業(yè)目前常見的技術(shù)路線是將建筑垃圾處理成再生粗骨料和再生細(xì)骨料，然后加以應(yīng)用，但由于我國建筑垃圾中廢舊燒結(jié)粘土磚含量非常大，粘土磚強(qiáng)度低孔隙率高，所生產(chǎn)的再生骨料難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的技術(shù)指標(biāo)，這是目前我國建筑垃圾資源化行業(yè)遇到的瓶頸問題。如果將富含燒結(jié)粘土磚的建筑垃圾碾磨成微粉，則避免了其強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，同時(shí)由于燒結(jié)粘土磚中不定形態(tài)物質(zhì)含量高，微粉能充分發(fā)揮其活性好的優(yōu)點(diǎn)。所以，近幾年，建筑垃圾再生微粉成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0003]堿激發(fā)膠凝材料是近年來新發(fā)展起來的一類新型無機(jī)非金屬材料，它是通過鋁硅酸鹽組分的溶解、分散、聚合和脫水硬化而成，其礦物組成物理形態(tài)上呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此其具有有機(jī)聚合物、陶瓷、水泥的優(yōu)良性能。其主要優(yōu)點(diǎn)包括:(I)強(qiáng)度高，主要力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)于玻璃與水泥，可與陶瓷、鋁、鋼等金屬材料相媲美；(2)具有較強(qiáng)的耐腐蝕性與較好的耐久性，大大優(yōu)于傳統(tǒng)水泥材料；(3)具有較好的快硬固化性；(4)材料耐高溫，隔熱效果好；(5)原料價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富，其主要構(gòu)成元素硅、鋁、氧在地殼中儲(chǔ)量分別為27%、8%、47%; (6)滲透率低，可固化有毒廢物，地聚合物材料的抗?jié)B透性優(yōu)于波特蘭水泥，可用于固封有毒金屬及放射性核廢料。將建筑垃圾再生微粉應(yīng)用于堿激發(fā)膠凝材料的制備，一方面可有效利用廢棄物，減小環(huán)境壓力，另一方面可大大降低堿激發(fā)膠凝材料生產(chǎn)成本，這在現(xiàn)有技術(shù)中未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:有鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土及其制備方法，該混凝土是由礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、水玻璃、氫氧化鈉、細(xì)骨料、粗骨料等原料制成，具有耐久性好、耐高溫、早強(qiáng)高強(qiáng)、耐腐蝕性好、隔熱性能好、生產(chǎn)能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是一種低成本、高性能的綠色建材。
[0005]技術(shù)方案:為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，是由礦渣粉和建筑垃圾再生微粉組成的復(fù)合粉體膠凝材料，在氫氧化鈉的水玻璃溶液的激發(fā)作用下得到;所述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土由以下重量份的組分制成:礦渣粉150-210份，建筑垃圾再生微粉20-60份，水玻璃190-240份，固體氫氧化鈉25-50份，砂子400-700份，粗骨料0-1600份。
[0006]優(yōu)選地，所述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土由以下重量份的組分制成:礦渣粉160-180份，建筑垃圾再生微粉20-40份，水玻璃200-220份，固體氫氧化鈉30-40份，砂子500-600份，粗骨料800-1200份。
[0007]更優(yōu)選地，所述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土由以下重量份的組分制成:礦渣粉210份，建筑垃圾再生微粉20份，砂子400份，水玻璃240份，固體氫氧化鈉50份。
[0008]作為優(yōu)選，所述礦渣粉為S95級(jí)或S105級(jí)礦渣粉。
[0009]作為另一種優(yōu)選，所述建筑垃圾再生微粉為RF級(jí)再生微粉。
[0010]作為另一種優(yōu)選，所述水玻璃的模數(shù)為2.0-3.3。
[0011]作為另一種優(yōu)選，所述氫氧化鈉為純度高于95%的固體顆粒。
[0012]本發(fā)明還提供了上述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0013]I)將礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、砂子、粗骨料按照配比混勻，得干料；
[0014]2)將固體氫氧化鈉按照配比溶解于水玻璃中，得溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液；
[0015]3)將步驟2)制得的溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液加入步驟I)制得的干料中，混勻；
[0016]
[0017]4)將步驟3)的產(chǎn)物澆筑、覆膜養(yǎng)護(hù)，即得。
[0018]有益效果:本發(fā)明提供的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土是由礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、水玻璃、固體氫氧化鈉、細(xì)骨料、粗骨料等原料制成，具有早強(qiáng)高強(qiáng)、耐久性好、耐高溫、耐腐蝕性好、隔熱性能好、生產(chǎn)能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是一種低成本、高性能的綠色建材。
[0019]本發(fā)明將礦渣粉和建筑垃圾再生微粉用于堿激發(fā)地聚合物，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下突出的優(yōu)勢(shì):
[0020]其一，礦渣粉為工業(yè)廢棄物，再生微粉則來自建筑廢棄物，利用礦渣粉和建筑垃圾再生微粉使該技術(shù)具有環(huán)保利廢的優(yōu)點(diǎn)；
[0021]其二，礦渣粉和建筑垃圾再生微粉都具有高活性，在氫氧化鈉的水玻璃溶液的激發(fā)作用下固化快、強(qiáng)度高，從而可以制備高品質(zhì)的混凝土材料；
[0022]其三，本發(fā)明采用堿激發(fā)的方式，相對(duì)燒結(jié)類膠凝材料也具有節(jié)約能源和減少有毒有害氣體排放的優(yōu)勢(shì)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土及其制備方法進(jìn)行說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0024]礦渣粉:購自上海寶田礦粉有限公司；
[0025]建筑垃圾再生微粉:RF級(jí)再生微粉，購自上海德濱環(huán)?？萍加邢薰?；
[0026]氫氧化鈉:純度95%，購自無錫市晶科化工有限公司，純度95 %以上的氫氧化鈉均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
[0027]實(shí)施例1
[0028]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉210份，建筑垃圾再生微粉20份，砂子400份，模數(shù)2.5的水玻璃240份，固體氫氧化鈉50份。
[0029]其制備方法，包括以下步驟:
[0030]I)將礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、砂子、粗骨料按照配比混勻，得干料；
[0031 ] 2)將固體氫氧化鈉按照配比溶解于水玻璃中，得溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液；
[0032]3)將步驟2)制得的溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液加入步驟I)制得的干料中，混勻；
[0033]
[0034]4)將步驟3)的產(chǎn)物澆筑、覆膜養(yǎng)護(hù)，即得。
[0035]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度106MPa;3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到65MPa，可用于快速施工。
[0036]實(shí)施例2
[0037]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉160份，建筑垃圾再生微粉40份，砂子400份，模數(shù)2.0的水玻璃240份，固體氫氧化鈉40份。
[0038]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0039]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度75MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到43MPa。
[0040]實(shí)施例3
[0041]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S95礦渣粉150份，建筑垃圾再生微粉60份，砂子400份，模數(shù)3.3的水玻璃240份，固體氫氧化鈉40份。
[0042]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0043]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度76MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到42MPa。
[0044]實(shí)施例4
[0045]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉180份，建筑垃圾再生微粉30份，砂子700份，模數(shù)2.5的水玻璃190份，固體氫氧化鈉25份。
[0046]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0047]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度75MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到40MPa。
[0048]實(shí)施例5
[0049]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉180份，建筑垃圾再生微粉30份，砂子500份，模數(shù)3.0的水玻璃220份，固體氫氧化鈉35份，粗骨料1600份。
[0050]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0051]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度79MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到45MPa。
[0052]實(shí)施例6
[0053]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉190份，建筑垃圾再生微粉60份，砂子550份，模數(shù)2.7的水玻璃210份，固體氫氧化鈉45份，粗骨料800份。
[0054]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0055]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度75MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到46MPa。
[0056]實(shí)施例7
[0057]堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其原料配方包括組分:S105礦渣粉180份，建筑垃圾再生微粉30份，砂子500份，模數(shù)2.5的水玻璃220份，固體氫氧化鈉35份，粗骨料1200份。
[0058]其制備方法與實(shí)施例1相同。
[0059]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度72MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到41MPa。
[0060]對(duì)比例I[0061 ] 混凝土對(duì)比例I，其原料配方包括組分:S95礦渣粉210份，砂子400份，模數(shù)2.5的水玻璃240份，固體氫氧化鈉50份。
[0062]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度65MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到32MPa。
[0063]對(duì)比例2
[0064]混凝土對(duì)比例2，其原料配方包括組分:建筑垃圾再生微粉210份，砂子400份，模數(shù)2.5的水玻璃240份，固體氫氧化鈉50份。
[0065]配置得到的堿激發(fā)地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度19MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到
[0066]IIMPa。
[0067]對(duì)比例3
[0068]混凝土對(duì)比例3，其原料配方包括組分:標(biāo)號(hào)為525的水泥210份，砂子400份，水100份。
[0069]配置得到的水泥混凝土其28天抗壓強(qiáng)度50MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到23MPa。
[0070]對(duì)比例4
[0071 ]混凝土對(duì)比例4，其原料配方包括組分:純度95%以上的生石灰粉150份，再生微粉60份，砂子400份，水100份。
[0072]配置得到的二灰穩(wěn)定混凝土其28天抗壓強(qiáng)度15MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到8MPa。
[0073]對(duì)比例5
[0074]混凝土對(duì)比例5，其原料配方包括組分:標(biāo)號(hào)為525的水泥150份，再生微粉60份，砂子400份，水100份。
[0075]配置得到的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土其28天抗壓強(qiáng)度40MPa，3天抗壓強(qiáng)度達(dá)到19MPa。
[0076]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，其特征在于:是由礦渣粉和建筑垃圾再生微粉組成的復(fù)合粉體膠凝材料，在氫氧化鈉的水玻璃溶液的激發(fā)作用下得到;所述堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土由以下重量份的組分制成:礦渣粉150-210份，建筑垃圾再生微粉20-60份，水玻璃190-240份，固體氫氧化鈉25-50份，砂子400-700份，粗骨料0-1600份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，其特征在于:所述礦渣粉為S95級(jí)或S105級(jí)礦渣粉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，其特征在于:所述建筑垃圾再生微粉為RF級(jí)再生微粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，其特征在于:所述水玻璃的模數(shù)為2.0-3.3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土，其特征在于:所述氫氧化鈉為純度高于95%的固體顆粒。6.權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的堿激發(fā)礦渣系地聚合物混凝土的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將礦渣粉、建筑垃圾再生微粉、砂子、粗骨料按照配比混勻，得干料； 2)將固體氫氧化鈉按照配比溶解于水玻璃中，得溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液； 3)將步驟2)制得的溶解有氫氧化鈉的水玻璃溶液加入步驟I)制得的干料中，混勻； 4)將步驟3)的產(chǎn)物澆筑、覆膜養(yǎng)護(hù)，即得。
【文檔編號(hào)】C04B28/26GK106082927SQ201610439937
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】劉瓊, 徐雙立, 徐東升, 曹麗
【申請(qǐng)人】南京德濱環(huán)?？萍加邢薰?br>