本发明专利技术公开了一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，在传统的碱激发凝胶材料的基础上采用了铁矿渣并加入了铁、铯水滑石，主要作用在于：铁、铯水滑石属于阴离子型层状化合物，与铁矿粉中的大量CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等成分，在液体水玻璃的作用和铯元素的催化下，形成离子交换，结合效果好；铁、铯水滑石为层状结构，在外力冲击条件下，具有缓冲效果，增强了材料的抗压强度；本发明专利技术的制备过程中，先将铁矿渣和铁、铯水滑石混合均匀，然后加入液体水玻璃共同搅拌，形成离子交换，再加入其余原料，入模加热蒸养，相比传统的制备方法，结合效果好很多，材料的强度也好很多。
【技术实现步骤摘要】
一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料。
技术介绍
自20世纪40年代以来，人们通过碱激发剂激发具有潜在胶凝活性的工业废渣(偏高岭土、矿渣、粉煤灰等)获得了具有胶凝性能的新型无机胶凝材料—碱激发胶凝材料。由于碱激发胶凝材料以工业废渣为主要原料，且在早期强度、耐高温、耐酸腐蚀、固结金属离子等方面具有独特的优势，因此自诞生之日起便在世界范围内引起了广泛的关注。关于利用废渣制备碱激发胶凝材料，目前国内外已进行了大量的研究。例如，法国的Davidovits以偏高岭土为主要原料开发出了新型碱激发偏高岭土胶凝材料；专利文献CN1699252A公开了一种碱激发碳酸盐/矿渣复合胶凝材料及其制备方法；专利文献CN1884172A公开了一种粉煤灰基矿物聚合水泥及其制备方法；专利文献CN101830653A公开了一种污泥-高钙粉煤灰碱激发水泥及其制备方法；专利文献CN102557505A公开了一种可降低干燥收缩和塑性开裂的碱激发矿渣砂浆。上述研究专利技术主要是以偏高岭土、矿渣、粉煤灰为原料进行的，而随着工业的不断发展，偏高岭土、矿渣、粉煤灰早已成为水泥混凝土工业的重要原料，具有较高的经济价值。以上公开的碱激发胶凝材料的强度一般在抗折强度在6-8MPa，抗压强度在25-60MPa，少数抗压强度可以达到80MPa，已经可以满足一般的建筑需要，但是对于我国四川山区、日本大部分地区等一些地震频发区来说，仍有一定的安全隐患，故有必要研发一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料。
技术实现思路
基于背景技术存在的技术问题，本专利技术提出了一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料。本专利技术的技术方案如下：一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，由以下重量百分比的成分组成：粉煤灰35-45％铁矿渣8-12％缓凝剂2-5％聚合物胶粉1-5％铁、铯水滑石0.1-0.3％碱激发剂余量。优选的，所述的铁矿渣中含有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等多种成分，其中铁元素的含量不低于2％。优选的，所述碱激发剂为液体水玻璃(Na2O·nSiO2)。优选的，所述的液体水玻璃(Na2O·nSiO2)的模数n为1.6-2.0。优选的，所述的铁、铯水滑石的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将偏铝酸钠与氢氧化钠溶于去离子水配制成溶液A；步骤二：将氯化铁溶于去离子水配制成溶液B；步骤三：将氧化铯用稀盐酸溶解后倒入B中配制成溶液C；步骤四：将配体溶混于硬脂酸钠中配制成混合浆液D；步骤五：于强烈搅拌或超声波作用下，同时将溶液A与溶液C逐滴加入混合浆液D中配制成混合浆液E，陈化、抽滤，滤饼烘干得到铁、铯类水滑石。优选的，所述的配体是指噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)、苯甲酰三氟丙酮(BTA)、苯甲酰丙酮(BA)、邻硝基苯甲酸(ONBA)、三氟乙酰丙酮(TFA)、萘甲酰三氟丙酮(TFNB)、苯氧乙酸(HPOA)、二苯甲酰甲烷(DBM)或乙酰丙酮(acac)中的任意一种。优选的，所述的氯化铁与氧化铯的摩尔比为(10-25)：1。一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将铁矿渣烘干后，在球磨机中粉磨并过325目筛；步骤B、按配比量将铁矿渣和铁、铯水滑石混合均匀，并在球磨机中反复粉磨，过800目筛，得到复合粉料；步骤C、向复合粉料中掺入碱激发剂总重量的60-75％，搅拌25-35min；步骤D、继续加入剩余原料，搅拌后得到均匀的浆体，入模后静置40-60min，在75-85℃下蒸养2-4h，即可。本专利技术的有益之处在于：本专利技术提供了一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，该高强度碱激发凝胶材料在传统的碱激发凝胶材料的基础上采用了铁矿渣并加入了铁、铯水滑石，主要作用在于：一是铁、铯水滑石属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子，具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性。故该水滑石与铁矿粉中的大量CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等成分，在液体水玻璃的作用和铯元素的催化下，形成离子交换，结合效果好；二是铁、铯水滑石为层状结构，在外力冲击条件下，具有缓冲效果，增强了材料的抗压强度；三是本专利技术先将铁矿渣和铁、铯水滑石混合均匀，然后加入液体水玻璃共同搅拌，形成离子交换，最后再加入其余原料，入模加热蒸养，相比传统的粉料混合，最后加入液体水玻璃的方式，结合效果好很多，材料的强度也好很多。具体实施方式实施例1：一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，由以下重量百分比的成分组成：粉煤灰42％铁矿渣9％缓凝剂3.5％聚合物胶粉2％铁、铯水滑石0.15％碱激发剂余量。所述的铁矿渣中含有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等多种成分，其中铁元素的含量为2.5％。所述碱激发剂为液体水玻璃(Na2O·nSiO2)；所述的液体水玻璃(Na2O·nSiO2)的模数n为1.8。所述的铁、铯水滑石的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将偏铝酸钠与氢氧化钠溶于去离子水配制成溶液A；步骤二：将氯化铁溶于去离子水配制成溶液B；步骤三：将氧化铯用稀盐酸溶解后倒入B中配制成溶液C；步骤四：将配体溶混于硬脂酸钠中配制成混合浆液D；步骤五：于强烈搅拌或超声波作用下，同时将溶液A与溶液C逐滴加入混合浆液D中配制成混合浆液E，陈化、抽滤，滤饼烘干得到铁、铯类水滑石。所述的配体是指苯甲酰三氟丙酮(BTA)。所述的氯化铁与氧化铯的摩尔比为16.5：1。一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将铁矿渣烘干后，在球磨机中粉磨并过325目筛；步骤B、按配比量将铁矿渣和铁、铯水滑石混合均匀，并在球磨机中反复粉磨，过800目筛，得到复合粉料；步骤C、向复合粉料中掺入碱激发剂总重量的68％，搅拌30min；步骤D、继续加入剩余原料，搅拌后得到均匀的浆体，入模后静置45min，在80℃下蒸养3h，即可。实施例2：一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，由以下重量百分比的成分组成：粉煤灰35％铁矿渣12％缓凝剂2％聚合物胶粉5％铁、铯水滑石0.1％碱激发剂余量。所述的铁矿渣中含有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等多种成分，其中铁元素的含量为2.1％。所述碱激发剂为液体水玻璃(Na2O·nSiO2)。所述的液体水玻璃(Na2O·nSiO2)的模数n为2.0。所述的铁、铯水滑石的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将偏铝酸钠与氢氧化钠溶于去离子水配制成溶液A；步骤二：将氯化铁溶于去离子水配制成溶液B；步骤三：将氧化铯用稀盐酸溶解后倒入B中配制成溶液C；步骤四：将配体溶混于硬脂酸钠中配制成混合浆液D；步骤五：于强烈搅拌或超声波作用下，同时将溶液A与溶液C逐滴加入混合浆液D中配制成混合浆液E，陈化、抽滤，滤饼烘干得到铁、铯类水滑石。所述的配体是指苯甲酰丙酮(BA)。所述的氯化铁与氧化铯的摩尔比为10：1。一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将铁矿渣烘干后，在球磨机中粉磨并过325目筛；步骤B、按配比量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：粉煤灰 35‑45％铁矿渣 8‑12％缓凝剂 2‑5％聚合物胶粉 1‑5％铁、铯水滑石 0.1‑0.3％碱激发剂 余量。
【技术特征摘要】
1.一种可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：粉煤灰35-45％铁矿渣8-12％缓凝剂2-5％聚合物胶粉1-5％铁、铯水滑石0.1-0.3％碱激发剂余量。2.如权利要求1所述的可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，所述的铁矿渣中含有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等多种成分，其中铁元素的含量不低于2％。3.如权利要求1所述的可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，所述碱激发剂为液体水玻璃(Na2O·nSiO2)。4.如权利要求3所述的可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，所述的液体水玻璃(Na2O·nSiO2)的模数n为1.6-2.0。5.如权利要求1所述的可应用于特殊环境的高强度碱激发凝胶材料，其特征在于，所述的铁、铯水滑石的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将偏铝酸钠与氢氧化钠溶于去离子水配制成溶液A；步骤二：将氯化铁溶于去离子水配制成溶液B；步骤三：将氧化铯用稀盐酸溶解后倒入B中配制成溶液C；步骤四：将配体溶混于硬脂酸钠中配制成混合浆液D；步骤五：于强烈搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔令炜，王欢，关国英，韩莹，赵广宇，窦立岩，孙士成，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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