一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂制造技术

本发明专利技术公开了一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的高性能化学激发剂。所述高性能化学激发剂按物质组成为：固体碱组分、钙质调节组分、增强组分、调凝组分；所述高性能化学激发剂按质量份数组成为：固体碱组分45‑65份、钙质调节组分25~45份、增强组分0.05~0.2份、调凝组分0.5~2.0份；所述高性能化学激发剂掺量为5%~7%。本发明专利技术的技术优势：克服了传统液体水玻璃激发剂与粉煤灰/矿渣前驱体必须分装的技术问题；克服了传统液体水玻璃激发剂制备粉煤灰/矿渣地聚物收缩大易开裂及地聚过程难以控制的性能缺陷；克服了传统碳酸钠固体激发剂制备粉煤灰/矿渣地聚物强度偏低的性能缺陷。

A chemical activator for the preparation of fly ash / slag geopolymer

【技术实现步骤摘要】
一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂
本专利技术所属新型生态建筑材料领域，涉及一种制备粉煤灰/矿渣地聚物胶凝材料的高性能化学激发剂。
技术介绍
地质聚合物或地聚物（Geopolymer)是以工业固体废弃物、冶金渣或烧黏土为前驱体，以苛性碱、碳酸盐、硫酸盐、水玻璃等为激发剂，通过铝硅酸盐矿物在碱性环境下的解聚-缩聚过程形成的一类无机聚合物材料。矿物聚合物具有凝结硬化快、早强、高强、耐高温、耐腐蚀、环境友好等特点，被誉为21世纪最具发展前景的新型胶凝材料。目前，制备地聚物的前驱体主要有粉煤灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土、赤泥等铝硅酸盐类固体废弃物，化学激发剂则主要是苛性钠、钠水玻璃、碳酸钠等。利用不同前驱体与化学激发剂组合可以制备不同的地聚物，其中以钠水玻璃激发粉煤灰/矿渣制备地聚物研究最为广泛且应用最为普遍。以钠水玻璃制备粉煤灰/矿渣地聚物能够充分体现地聚物的早强、高强特性，但存在的问题是：地聚过程难以控制、硬化体干燥收缩大易开裂；水玻璃为液体，必须与粉煤灰/矿渣分开包装，只能双组分实施地聚物的制备过程，工程应用难度大、过程繁琐。利用固体碱组分（如苛性碱、碳酸钠）激发粉煤灰/矿渣地聚物虽能解决地聚物施工难度大、过程繁琐等技术问题，亦存在强度发展慢、绝对强度低等性能问题。因此，在保证粉煤灰/矿渣地聚物优异性能的前提下，实现其安全生产、制备工艺简单是推动地聚物胶凝材料工程应用的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术结合粉煤灰/矿渣地聚物性能及制备工艺存在的技术难题，通过遴选合适的化学激发剂，实现了性能可靠的粉煤灰/矿渣地聚物简单易行的制备工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂，按物质组成为：固体碱组分、钙质调节组分、增强组分、调凝组分；各组分质量份数为：固体碱组分45-65份、钙质调节组分25~45份、增强组分0.05~0.2份、调凝组分0.5~2.0份；所述固体碱组分为硅酸钠、碳酸钠或二者的混合物，；所述钙质调节组分为硅酸盐水泥熟料，其矿物组成及性能满足《硅酸盐水泥熟料》（GB/T21372-2008）标准要求；所述增强组分为碳酸锂；所述调凝组分为葡萄糖酸钠。所述化学激发剂掺量，以固体碱组分中Na2O计，为5%~7%。上述硅酸钠为工业级无水偏硅酸钠粉末，纯度不小于98%，模数为1.0；碳酸钠为工业级无水碳酸钠粉末，纯度不小于99%。上述碳酸锂为工业级，纯度不小于99%。上述葡萄糖酸钠为工业级，纯度不小于98%。该粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂的制备方法，步骤一，将满足《硅酸盐水泥熟料》（GB/T21372-2008）标准要求的硅酸盐水泥熟料采用球磨机粉磨至比表面积为350±10m2/kg，作为钙质调节组分；步骤二，根据前述质量份数组成要求，依次将固体碱组分、钙质调节组分、增强组分、调凝组分加入粉磨设备（雷蒙磨）中共磨30min；步骤三，将步骤二磨细微粉采用防水包装，即为粉煤灰/矿渣地聚物化学激发剂。使用时，按设定的化学激发剂掺量，将制备的化学激发剂掺入粉煤灰/矿渣前驱体中并混匀，即可得粉煤灰/矿渣地聚胶凝材料。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术化学激发剂克服了传统液体水玻璃激发剂与粉煤灰/矿渣前驱体必须分装的技术问题。（2）本专利技术的化学激发剂性能高，克服了传统液体水玻璃激发剂制备粉煤灰/矿渣地聚物收缩大易开裂及地聚过程难以控制的性能缺陷；克服了传统碳酸钠固体激发剂制备粉煤灰/矿渣地聚物强度偏低的性能缺陷。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。以下所述，仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术其他形式的限制。凡是未脱离本专利技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以下实例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本专利技术的保护范围内。实施例1高性能化学激发剂的组成如表1。以矿渣为前驱体，以5%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备矿渣地聚物，其性能如表2所示。实施例2高性能化学激发剂的组成如表3。以矿渣为前驱体，以5%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备矿渣地聚物，其性能如表4所示。实施例3高性能化学激发剂的组成如表5。以粉煤灰为前驱体，以5%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备粉煤灰地聚物，其性能如表6所示。实施例4高性能化学激发剂的组成如表7。以矿渣为前驱体，以6%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备矿渣地聚物，其性能如表8所示。实施例5高性能化学激发剂的组成如表9。以矿渣为前驱体，以6%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备矿渣地聚物，其性能如表10所示。实施例6高性能化学激发剂的组成如表11。以粉煤灰为前驱体，以6%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备粉煤灰地聚物，其性能如表12所示。实施例7高性能化学激发剂的组成如表13。以粉煤灰为前驱体，以7%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备粉煤灰地聚物，其性能如表14所示。实施例8高性能化学激发剂的组成如表15。以矿渣为前驱体，以7%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备矿渣地聚物，其性能如表16所示。实施例9高性能化学激发剂的组成如表17。以粉煤灰为前驱体，以7%化学激发剂掺量（以固体碱组分中Na2O计）制备粉煤灰地聚物，其性能如表18所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂，其特征在于：按物质组成为：固体碱组分、钙质调节组分、增强组分、调凝组分；各组分质量份数为：固体碱组分45-65份、钙质调节组分25~45份、增强组分0.05~0.2份、调凝组分0.5~2.0份；/n所述固体碱组分为硅酸钠、碳酸钠或二者的混合物，；/n所述钙质调节组分为硅酸盐水泥熟料，其矿物组成及性能满足《硅酸盐水泥熟料》（GB/T21372-2008）标准要求；/n所述增强组分为碳酸锂；/n所述调凝组分为葡萄糖酸钠；/n该化学激发剂掺入粉煤灰或矿渣前驱体中并混匀。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂，其特征在于：按物质组成为：固体碱组分、钙质调节组分、增强组分、调凝组分；各组分质量份数为：固体碱组分45-65份、钙质调节组分25~45份、增强组分0.05~0.2份、调凝组分0.5~2.0份；
所述固体碱组分为硅酸钠、碳酸钠或二者的混合物，；
所述钙质调节组分为硅酸盐水泥熟料，其矿物组成及性能满足《硅酸盐水泥熟料》（GB/T21372-2008）标准要求；
所述增强组分为碳酸锂；
所述调凝组分为葡萄糖酸钠；
该化学激发剂掺入粉煤灰或矿渣前驱体中并混匀。


2.根据权利要求1所述的一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂，其特征在于：所述化学激发剂掺量，以固体碱组分中Na2O计，为5%~7%。


3.根据权利要求1所述的一种制备粉煤灰/矿渣地聚物的化学激发剂，其特征在于：硅酸钠为工业级无水偏硅酸钠粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚嘉斌，袁洁，宋学峰，巨建涛，
申请(专利权)人：甘肃润源环境资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62