技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明公開一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，是一種堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料改性劑，同時(shí)還提供了其制備方法，屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：：堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料是地聚合物膠凝材料，這種材料在制造產(chǎn)品時(shí)可利用礦物廢物作為原料，在一定條件下養(yǎng)護(hù)短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到較高強(qiáng)度，同時(shí)其產(chǎn)品具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐酸堿、耐火、耐高溫的性能，在建筑材料、高強(qiáng)材料、固核固廢材料、密封材料、和耐高溫材料等方面均有應(yīng)用。雖然如此，由于這種材料的漿料凝結(jié)時(shí)間太短，不能達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用過程中不利于漿料的成型操作，難以保證制品的強(qiáng)度及其他性能要求，同時(shí)堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料具有脆性大的缺點(diǎn)，在一定程度上也限制它的應(yīng)用。堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料常用的緩凝劑還有BF、TH、FQ復(fù)合緩凝劑，能使堿礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝時(shí)間在19h內(nèi)任意調(diào)節(jié)，但這種緩凝劑配制工藝相當(dāng)復(fù)雜，原料價(jià)格也相當(dāng)高，且不環(huán)保；其他緩凝劑例如CBM、CBA系列、YP系列緩凝劑都存在用量少緩凝效果不明顯，用量多強(qiáng)度顯著下降，用量難以控制，同時(shí)制備工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，在實(shí)際工程中難以應(yīng)用；石膏、酒石酸等緩凝劑在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下緩凝效果較明顯，蒸養(yǎng)快速養(yǎng)護(hù)條件下并無實(shí)際緩凝效果；采用有機(jī)硅表面活性劑在礦渣顆粒表面建立薄膜阻止或延緩水化進(jìn)程雖有效果，但是不能達(dá)到《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007/XG2-2015中規(guī)定的初凝時(shí)間不得小于45min以及終凝時(shí)間不得大于390min的要求，影響其實(shí)際應(yīng)用。有人利用秸稈提取糖溶液通過催化劑催化作用與一定物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成葡萄糖酸鈉作為緩凝劑，但其制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)難度大，成本高，而且并未提及它的緩凝效果，而葡萄糖酸鈉會(huì)影響堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料的后期強(qiáng)度使其產(chǎn)生強(qiáng)度倒縮。秸稈在我國資源豐富，但再生利用率較低，大量的秸稈被焚燒，產(chǎn)生霧霾，嚴(yán)重污染環(huán)境，造成了秸稈資源的極大浪費(fèi)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明提供了一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，在于解決堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料的閃凝問題，同時(shí)解決后期強(qiáng)度下降問題并改善其脆性。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑的制備方法，生產(chǎn)工藝簡單，綠色環(huán)保，成本低廉，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明提供一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，其特征在于是由以下重量份數(shù)比的原料制成的：秸稈50-95份，硅灰5-50份。本發(fā)明提供的一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，所述的秸稈為玉米秸稈莖，長度為1-5mm。本發(fā)明提供的一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下：1）將秸稈分離及破碎：將秸稈莖、葉分離并干燥，取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用；2）將步驟1）破碎的秸稈按比例與硅灰混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨10-60min，至400-1000目粉末，即得本發(fā)明。本發(fā)明是以秸稈為主要原材料生產(chǎn)新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，從秸稈結(jié)構(gòu)組成來看，其含有大量的纖維素、木質(zhì)素以及半纖維素等物質(zhì)，加入到堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料中可以起到纖維作用，從而改善其脆性。當(dāng)秸稈遇堿溶液后可以使以醚鍵相連的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元斷開，同時(shí)連接木質(zhì)素與半纖維素的酯鍵因皂化反應(yīng)而斷裂以及纖維素與半纖維之間的氫鍵斷裂，分解為單糖，糖類含有許多-OH官能團(tuán)，在堿性介質(zhì)中與游離的Ga2+生成不穩(wěn)定的的絡(luò)合物，控制了水化初期液相中Ga2+的濃度產(chǎn)生緩凝作用，與此同時(shí)，羥基易與水分子通過氫鍵締合，使堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻礙了水化進(jìn)程，從而具有緩凝的作用。硅灰主要成分是二氧化硅，具有極高的活性，平均粒徑在0.1～0.3μm，比表面積為20～28m2/g。其細(xì)度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍，屬于超細(xì)粉，能夠填充堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料材料顆粒間的孔隙，從而提高其后期強(qiáng)度。同時(shí)，硅灰可以起到助磨劑作用，解決秸稈粉磨時(shí)容易團(tuán)聚的的問題。圖1為新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑掃描電鏡圖。本發(fā)明的積極效果在于：本發(fā)明以秸稈為主要原材料制備新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑，玉米秸稈資源豐富且廉價(jià)，代替價(jià)格高昂、生產(chǎn)工藝繁瑣、不環(huán)保的常用緩凝劑，緩凝效果明顯，同時(shí)秸稈又可以起到纖維的作用，改善其脆性。本發(fā)明為秸稈綜合利用提供了新的途徑，而且生產(chǎn)工藝簡單，綠色環(huán)保，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。附圖說明：圖1為本發(fā)明新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑掃描電鏡圖：圖2為本發(fā)明新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑；圖3為本發(fā)明折壓比與緩凝劑摻量關(guān)系曲線。具體實(shí)施方式：通過以下實(shí)施例進(jìn)一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實(shí)施例1：1、玉米秸稈分離及破碎：將玉米秸稈莖、葉分離并干燥，本發(fā)明取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用。2、稱取0.95千克玉米秸稈以及0.05千克硅灰助磨劑與玉米秸稈混合均勻，攪拌2-3min，混合完成后，放入球磨機(jī)粉磨30min，用0.02毫米（700目）篩子過篩，即制得一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑。實(shí)施例2：1、玉米秸稈分離及破碎：將玉米秸稈莖、葉分離并干燥，本發(fā)明取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用。2、稱取0.8kg玉米秸稈以及0.2kg硅灰助磨劑與玉米秸稈混合均勻，攪拌2-3min，混合完成后，放入球磨機(jī)粉磨30min，用0.02毫米（700目）篩子過篩，使其細(xì)度達(dá)到700目以下，即制得一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑。實(shí)施例3：1、玉米秸稈分離及破碎：將玉米秸稈莖、葉分離并干燥，本發(fā)明取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用。2、稱取0.7kg玉米秸稈以及0.3kg硅灰助磨劑與玉米秸稈混合均勻，攪拌2-3min，混合完成后，放入球磨機(jī)粉磨30min，用0.02毫米（700目）篩子過篩，使其細(xì)度達(dá)到700目以下，即制得一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑。實(shí)施例4：1、玉米秸稈分離及破碎：將玉米秸稈莖、葉分離并干燥，本發(fā)明取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用。2、稱取0.6kg玉米秸稈以及0.4kg硅灰助磨劑與玉米秸稈混合均勻，攪拌2-3min，混合完成后，放入球磨機(jī)粉磨30min，用0.02毫米（700目）篩子過篩，使其細(xì)度達(dá)到700目以下，即制得一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑。實(shí)施例5：1、玉米秸稈分離及破碎：將玉米秸稈莖、葉分離并干燥，本發(fā)明取秸稈莖切成段用球磨機(jī)粗略破碎成長度1-5mm待用。2、稱取0.5kg玉米秸稈以及0.5kg硅灰助磨劑與玉米秸稈混合均勻，攪拌2-3min，混合完成后，放入球磨機(jī)粉磨30min，用0.02毫米（700目）篩子過篩，使其細(xì)度達(dá)到700目以下，即制得一種新型堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料緩凝劑。試驗(yàn)例對實(shí)施例1-5制備的緩凝劑與激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)。凝結(jié)時(shí)間檢測方法按照《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》GB/T1346-2011國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；強(qiáng)度檢測方法按照《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》GB/T17617-1999進(jìn)行；試塊養(yǎng)護(hù)分為兩階段：第一階段養(yǎng)護(hù)條件為蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，溫度為60℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間24h，第二階段為自然養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度20℃，濕度95%，養(yǎng)護(hù)時(shí)間48h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1及圖3。表1.緩凝劑對激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料性能影響實(shí)施例摻量（%）緩凝劑比表面積(m2/g)初凝時(shí)間(min)終凝時(shí)間(min)抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)實(shí)施例10-------10411496.3實(shí)施例230.79554815614.696.6實(shí)施例340.83265220714.695.9實(shí)施例450.86738925314.896.3實(shí)施例560.926110238914.996.2綜上，從表1中凝結(jié)時(shí)間可以看出，隨著秸稈摻量的增加，秸稈中的糖類物質(zhì)在不停地溶出，使初、終凝時(shí)間逐漸延長，當(dāng)摻量在3%-6%時(shí)，緩凝效果最好，完全滿足《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007/XG2-2015中規(guī)定的初凝時(shí)間不得小于45min、終凝時(shí)間不得大于390min的要求；從表1中比表面積可以看出，緩凝劑中硅灰組分含量越高粉磨后緩凝劑比表面積越大，即助磨作用越明顯，但是硅灰含量過多時(shí)，由于含有活性二氧化硅會(huì)對緩凝效果帶來負(fù)面影響，因此，玉米秸稈組分最佳含量在50-95份，硅灰組分最佳含量在5-50份。從圖3可以看出，隨著緩凝劑摻量的增加，折壓比逐漸增大，說明緩凝劑對堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料的脆性有較大的改善。當(dāng)前第1頁1 2 3