一種地質聚合物干粉材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的是一種地質聚合物干粉材料及其制備方法，主要成份為磨細的高爐礦渣、粉煤灰和固體水玻璃粉。以質量分數(shù)計，將0-40份粉煤灰與60-100份磨細高爐礦渣混合均勻，與固體水玻璃粉按照質量比10∶（1-3）均勻混合后裝袋密封即為成品。該材料使用時加入適量的水，控制水固比0.20-0.25，攪拌均勻后即可使用。本發(fā)明的優(yōu)點：（1）本發(fā)明地質聚合物干粉材料制備工藝簡單，成本低、能耗低、綠色無污染。（2）本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作為主要原料，在世界各地分布廣泛，低廉易得。（3）本發(fā)明材料可應用于建筑工程、道路工程、海港工程、軍事工程。
【專利說明】一種地質聚合物干粉材料及制備方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及的是單組份地質聚合物干粉材料領域，可廣泛應用膠凝材料、混凝土以及工程搶修等領域；具體是一種地質聚合物干粉材料及制備方法。
【背景技術】:
[0002]膠凝材料一般指粉體經過與水拌合，具有一定的膠凝性，經過一定的時間后，會發(fā)生凝結或者固化的材料。例如，水泥就是目前使用范圍和使用量最大的一類膠凝材料。地質聚合物材料是一種堿激發(fā)膠凝材料，但大多數(shù)堿激發(fā)地質聚合物采用水玻璃作為激發(fā)劑，使用過程中不便于運輸和儲存。為此，制備單組份地質聚合物干粉材料，使用中只需要加水就可使用，使用和儲存更加方便。因而，本發(fā)明具有非常重要的意義。
[0003]20世紀70年代末，法國的J.Davidovits首先提出地質聚合物材料的概念。該材料具有比高分子材料高的硬度、熱穩(wěn)定性和抗氧化能力，但韌性不及有機聚合物；與陶瓷材料相比，地聚合物材料的結構是以環(huán)狀鏈構成的連續(xù)三維網絡構架，有“類晶態(tài)”和玻璃態(tài)兩種結構，不存在完全的晶體和晶界，材料的各項性能來自于[一Si一O一Al一O一]n骨架，地聚合物材料的性能與陶瓷類似但不需要燒結成型。與水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度較高，反應后具有氧化物三維網絡結構，在高溫下亦能保持網絡結構完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的強度、硬度、韌性、耐水性、高溫穩(wěn)定性和抗凍性。
[0004]正是因為地質聚合物材料具有早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好以及常溫下反應固化的特點，可以將其應用于工程修補材料和現(xiàn)場澆筑的民用和工業(yè)建筑，但需要解決的關鍵問題是地質聚合物材料的凝結時間及硬化后產生的泛堿問題；經過多次摸索實驗，本發(fā)明通過調節(jié)粉煤灰與磨細高爐礦渣的比例、固體水玻璃和水的摻入量，使其獲得合適的凝結固化時間，增加了材料強度的可控性，同時也極大提高了材料的利用率，降低了生產成本。

【發(fā)明內容】
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[0005]本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)膠凝材料的一些固有的缺陷，如生產工藝復雜，高能耗、高污染、高耗水等特點，本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作為主要原料，通過摻加固體水玻璃進行激發(fā)和增強，獲得了早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好的地質聚合物干粉材料。提供一種地質聚合物干粉材料及制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0007]1.一種地質聚合物干粉材料由磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體SI和固體水玻璃粉S2為原料混合而成。
[0008]所述SI為工業(yè)固體廢棄物，組分按質量份數(shù),按100份計，配比如下:
[0009]磨細高爐礦渣粉體:60-100份；
[0010]粉煤灰:0-40份。
[0011]所述S2為模數(shù)為1.8-2.0的工業(yè)鉀水玻璃或鈉水玻璃經過噴霧干燥而成的固體粉末，其細度大于60目，含水量小于質量百分數(shù)25%。
[0012]SI與S2組分質量配比為:
[0013]SI: S2=10: 1-3。
[0014]2.上述的一種地質聚合物干粉材料的制備方法及使用方法如下:
[0015]I)地質聚合物干粉材料的制備方法及使用方法如下:
[0016]將磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體SI與模數(shù)為1.8-2.0的固體水玻璃S2粉按質量配比為:S1: S2=10: 1-3比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝、密封后即可。
[0017]2)該地質聚合物干粉使用方法如下:
[0018]按照水固重量比0.20-0.25稱量水，將水與地質聚合物干粉混合均勻，攪拌后即
可應用。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0020]( I)本發(fā)明地質聚合物干粉材料制備工藝簡單，容易儲存、成本低、能耗低、綠色無污染。
[0021](2)本發(fā)明采用工業(yè)廢渣作為主要原料，在世界各地分布廣泛，低廉易得。通過摻加固體水玻璃進行激發(fā)和增強，獲得了早期高強度，抗腐蝕性好、抗凍性好的地質聚合物干粉材料。
[0022](3)由于磨細高爐礦渣與固體水玻璃的反應速度較快；通過調節(jié)礦渣與粉煤灰的比例、固體水玻璃粉的比例以及水的比例可以延長凝結固化時間。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0024]根據(jù)不同用途，下面是本發(fā)明的具體實施實例如下:
[0025]實施例1
[0026]本配比材料可用于道路修補材料。
[0027]原料配比:
[0028]地質聚合物干粉材料配比如下(按質量分數(shù)):
[0029]SI組分:磨細高爐礦渣:100份；
[0030]S2組分:固體水玻璃:20份。
[0031]其中，SI: S2=10: 2
[0032]具體的制備方法和使用如下:
[0033](I)將礦渣、模數(shù)為1.8的固體鉀水玻璃粉按合適比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝待用。
[0034](2)使用時按照水固比為0.25加水，經攪拌后即可施工應用。
[0035]實施例2
[0036]本配比材料可用于工程搶修。
[0037]原料配比:
[0038]地質聚合物干粉材料配比如下(按質量分數(shù)):
[0039]SI組分:磨細高爐礦渣:90份，粉煤灰10份；[0040]S2組分:固體水玻璃:30份。
[0041]其中，SI: S2=10: 3
[0042]具體的制備方法和使用如下:
[0043](I)將礦渣、粉煤灰、模數(shù)為1.9的固體鈉水玻璃粉按合適比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝待用。
[0044](2)使用時按照水固比為0.20加水，經攪拌后即可施工應用。
[0045]實施例3
[0046]本配比材料可用于制備混凝土材料。
[0047]原料配比:
[0048]地質聚合物干粉材料配比如下(按質量分數(shù)):
[0049]SI組分:磨細高爐礦渣:60份，粉煤灰40份；
[0050]S2組分:固體水玻璃:10份。
[0051]其中，SI: S2=10: I
[0052]具體的制備方法和使用如下:
[0053](I)將礦渣、粉煤灰、 模數(shù)為2.0的固體鉀水玻璃粉按合適比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝待用。
[0054](2)使用時按照水固比為0.20加水,經攪拌后即可施工應用。
【權利要求】
1.一種地質聚合物干粉材料，其特征在于:由磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體Si和固體水玻璃粉S2為原料混合而成， 所述SI為工業(yè)固體廢棄物，組分按質量份數(shù)，按100份計，配比如下: 磨細高爐礦渣粉體:60-100份； 粉煤灰:0-40份； 所述S2為模數(shù)為1.8-2.0的工業(yè)鉀水玻璃或鈉水玻璃經過噴霧干燥而成的固體粉末，其細度大于60目，含水量小于質量百分數(shù)25% ； SI與S2組分質量配比為:
SI: S2=10: 1-3。
2.如權利要求1所述的一種地質聚合物干粉材料的制備方法及使用方法，其特征在于， 1)地質聚合物干粉 材料的制備方法及使用方法如下: 將磨細高爐礦渣粉體、粉煤灰混合粉體SI與模數(shù)為1.8-2.0的固體水玻璃S2粉按質量配比為:SI: S2=10: 1-3比例混合，在干粉攪拌機中攪拌均化30分鐘后，包裝、密封后即可。 2)該地質聚合物干粉使用方法如下: 按照水固重量比0.20-0.25稱量水，將水與地質聚合物干粉混合均勻，攪拌后即可應用。
【文檔編號】C04B7/38GK103570259SQ201310351050
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權日:2013年8月13日
【發(fā)明者】崔學民, 高福欣, 莫炳輝, 賀艷, 匡丕樁, 劉樂平 申請人:廣西大學, 廣西新晶科技有限公司