一种复合胶凝材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合胶凝材料及其制备方法和应用，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：水泥10~30份；工业废渣50~85份；偏高岭土5~15份；其中所述工业废渣中磷渣含量为15~35%、钢渣含量为1~20%、粉煤灰含量为10~20%、瓜米石含量为8~12%。该复合凝胶材料通过特比例的水泥、高工业废渣和偏高岭土之前的相互协同作用，得到的胶凝材料28d抗压强度高达29.2MPa以上，且凝结时间短，其中初凝和终凝时间分别为181~302min和332~410min。本发明专利技术所述复合凝胶材料无二次污染，实现了工业废渣的无害化和资源化利用，制备工艺简单，工业废弃物利用高，易于规模化生产及实际应用，具有良好的应用前景。

A composite cementitious material and its preparation and Application

The invention provides a composite cementitious material and a preparation method and application thereof. The composite gel material comprises the following raw materials: 10~30 cement, 50~85 residue of industrial waste, 5~15 parts of metakaolin, wherein the content of phosphorus slag in the industrial waste residue is 15~35%, the content of steel slag is 1~20%, the content of fly ash is 10~20%, and the content of gomite is 8~12%. The synergistic effect of the composite gel material through the special proportion of cement, high industrial waste residue and metakaolin, the compressive strength of the cementitious material 28d is higher than 29.2MPa, and the setting time is short. The initial setting time and final setting time are 181~302min and 332~410min respectively. The composite gel material of the invention has no two pollution, realizes the harmless and resourceful utilization of industrial waste residue, has simple preparation process, high utilization of industrial waste, easy scale production and practical application, and has good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种复合胶凝材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及建筑材料领域，更具体地，涉及一种复合胶凝材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着工业化的迅猛发展，钢铁、能源、矿山等行业每年都会产生大量的工业废弃物，大量的工业废弃物不能得到有效的利用，一是占用体积，二是污染环境，甚至带来安全隐患。因此，如何实现工业废渣的有效利用是促进经济发展、环境保护的关键因素之一。水泥混凝土对工业固体废弃物具有吸附量大、适应性强的优势，专利CN2015103821743公开了一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰制备水泥基复合凝胶材料的方法，该复合凝胶材料的强度能级满足国家要求，但存在凝结时间长、对工业废渣的利用率低的缺点。专利CN2017101905067公开了一种海工混凝土专用的复合凝胶材料，该复合混凝材料对工业废渣的利用率有一定提高，而且通过调整水胶比和单方凝胶材料用量可得到满足多种强度等级的海工混凝土，强度能够达到S95级别，但该凝胶材料的原料需要较高配比的熟料，增加制备成本，且应用范围窄，仅对于生产高抗蚀海工混凝土具有较好的力学性能。因此，经济高效的处理工业废渣具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的首要目的是提供一种复合胶凝材料，该复合凝胶材料以特定比例的水泥、工业废渣和偏高岭土制备得到，具备优异的力学性能，早期强度高，凝结时间短，实现低水泥成本的同时，提高了工业废渣的利用率，将固废物应用于制备水泥复合凝胶材料，真正实现了废弃物的再次利用，实现了资源的高效回收。>本专利技术的又一目的是提供一种复合胶凝材料的制备方法。本专利技术的再一目的是提供一种复合胶凝材料的应用。本专利技术的技术方案如下：一种复合胶凝材料，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：水泥10~30份；工业废渣50~85份；偏高岭土5~15份；其中所述工业废渣中磷渣含量为15~35%、钢渣含量为1~20%、粉煤灰含量为10~20%、瓜米石含量为8~12%。通常而言，要想获得强度较高的复合凝胶材料，必须加足够的水泥，这势必会提高生产成本，不利于产业化。为实现低水泥掺杂获得高强度复合凝胶材料，本申请的专利技术人经过大量的实验探索发现，通过合理配置水泥、工业废渣和偏高岭土间的配比，同时控制工业废渣中的磷渣、钢渣、粉煤灰和瓜米石含量时，得到的复合凝胶材料具有较好的强度，且能够明显降低初凝时间和终凝时间，同时实现了低水泥掺杂和工业废渣的高效利用。优选地，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：水泥23份；工业废渣65份；偏高岭土10份；其中所述工业废渣中磷渣含量为30%、钢渣含量为10%、粉煤灰含量为15%、瓜米石含量为10%。优选地，所述粉煤灰中不规则和多孔玻璃体的含量为35~45%，磷渣中玻璃体含量为85~90%。优选地，所述磷渣中SiO2含量为42~44%、Al2O3含量为4~5%、CaO含量为50~52%。优选地，所述工业废渣的粒径≤0.1mm。一种复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、工业废渣、偏高岭土分别粉磨后混合，按固液比5~6:1加水搅拌，得到所述复合胶凝材料，其中工业废渣分批次加入混合。优选地，所述工业废渣分三次加入混合。分批次加入可有效促进物料间的混合均匀，提升复合凝胶材料的力学性能。一种复合凝胶材料在制备建筑材料中的应用也在本专利技术的保护范围内。本专利技术制备得到的复合凝胶材料具备高强度、低初凝和终凝时间，其中抗压强度高达29.2MPa以上，且制备成本较低，周期短，完全适用于建筑材料的制备与工业化生产。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术提供了一种复合凝胶材料，该复合凝胶材料以低水泥、高工业废渣为基础，再加入适量的偏高岭土，通过特比例的水泥、高工业废渣和偏高岭土之前的相互协同作用，得到的胶凝材料28d抗压强度高达29.2MPa以上，且凝结时间短，其中初凝和终凝时间分别为181~302min和332~410min。本专利技术所述复合凝胶材料无二次污染，实现了工业废渣的无害化和资源化利用，制备工艺简单，工业废弃物利用高，易于规模化生产及实际应用，具有良好的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简要地介绍。图1为实施例1制备的复合凝胶材料扫描电子显微镜照片。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种复合胶凝材料，所述复合凝胶材料包括如表1重量份数的原料：表1项目水泥工业废渣偏高岭土实施例1236510实施例2106510实施例3306510实施例4235010实施例5238510实施例623655实施例7236515其中实施例1~7中所述工业废渣中磷渣含量为30%、钢渣含量为10%、粉煤灰含量为15%、瓜米石含量为10%；所述粉煤灰中不规则和多孔玻璃体的含量为40%，磷渣中玻璃体含量为87%；所述磷渣中SiO2含量为43%、Al2O3含量为4.5%、CaO含量为51%；所述工业废渣的粒径均≤0.1mm；其中实施例1所述复合凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：将原料分别粉磨后混合，按固液比5:1加水搅拌，得到所述复合胶凝材料，其中工业废渣分三次加入混合，每次加入的量均相同。实施例2~7所述复合凝胶材料的制备方法与实施例1相同。对比例1~6一种复合胶凝材料，与实施例1基本相同，其区别在于，由如下表2所列质量份数的原料制备得到：表2项目水泥工业废渣偏高岭土对比例156510对比例2356510对比例3234510对比例4239010对比例523652对比例6236520对比例7一种复合胶凝材料，与实施例1基本相同，其区别在于，所述工业废渣中磷渣含量为10%、钢渣含量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合胶凝材料，其特征在于，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：/n水泥 10~30份；/n工业废渣 50~85份；/n偏高岭土 5~15份；/n其中所述工业废渣中磷渣含量为15~35%、钢渣含量为1~20%、粉煤灰含量为10~20%、瓜米石含量为8~12%。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合胶凝材料，其特征在于，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：
水泥10~30份；
工业废渣50~85份；
偏高岭土5~15份；
其中所述工业废渣中磷渣含量为15~35%、钢渣含量为1~20%、粉煤灰含量为10~20%、瓜米石含量为8~12%。


2.如权利要求1所述复合胶凝材料，其特征在于，所述复合凝胶材料包括如下重量份数的原料：
水泥23份；
工业废渣65份；
偏高岭土10份；
其中所述工业废渣中磷渣含量为30%、钢渣含量为10%、粉煤灰含量为15%、瓜米石含量为10%。


3.如权利要求1所述复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰中不规则和多孔玻璃体的含量为35~45%，磷渣中玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁武，
申请(专利权)人：长沙华脉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43