一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术是关于一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用，所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：矿渣70

【技术实现步骤摘要】
一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用，属于建筑材料领域。

技术介绍

[0002]碱激发胶凝材料是指以碱为激发剂，通过碱的激发作用使固体原料产生胶凝活性的一种新型无机水硬性胶凝材料。固体原料通常指具有潜在胶凝活性的硅铝质原料；碱激发剂通常为苛性碱(MOH，M为碱金属，下同)以及可溶性的碱金属盐(M2CO3、M2SO4、M2O
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nSiO2等)。矿渣因其稳定的生产工艺和较高的潜在胶凝活性，是目前碱激发胶凝材料研究过程中使用最为广泛的原材料种类之一。以矿渣为原料制备的碱激发胶凝材料通常被称为碱-激发矿渣水泥/碱激发矿渣胶凝材料/碱矿渣水泥/碱矿渣胶凝材料等。硅酸钠(Na2O
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nSiO2，n为模数)因其既可以水解释放出OH-为碱激发反应提供必须的碱性环境，又可提供一定的[SiO4]4-从而促进早龄期碱激发反应的进行，因此往往较NaOH等其他种类激发剂具有更好的激发效果。硅酸钠通常以含水溶液形式存在，因此液体硅酸钠往往又称为水玻璃/水玻璃溶液/液体水玻璃。鉴于其较好的激发效果以及来源广泛、价格便宜等优点，水玻璃是目前激发效果最好、研究和使用最为广泛的激发剂种类。
[0003]以水玻璃为激发剂、矿渣为原材料制备的碱激发胶凝材料因其较硅酸盐水泥具有更为优异的强度、耐化学腐蚀、耐高温等性能而得到了广大水泥科研工作者的青睐。激发剂溶液的碱度(pH)是决定碱激发反应过程的关键因素。以水玻璃为激发剂时，硅酸钠的浓度以及模数是激发剂溶液碱度的决定性因素-激发剂溶液的pH值随硅酸钠浓度的提高以及模数的降低而呈逐渐增大趋势。通常情况下，为充分激发矿渣的胶凝活性，获得优异的早龄期强度性能，在胶凝材料制备过程中往往须掺入过量(Na2O>5.0％)、特定的低模数(<2.0)碱激发剂以保证碱激发反应过程的快速进行。然而，由于过量碱激发剂的掺入，胶凝材料的成本偏高。这极大地限制了该类材料的推广和应用。另一方面，通过该方法虽然可获得优异的早龄期强度性能，但同时也会造成胶凝材料凝结时间过短等性能缺陷。此外，由于SiO2含量为66％～76％(对应模数约为2.1～3.4)时所对应硅酸钠的熔点最低，出于节能目的，工业中生产的水玻璃模数通常只有2.2～2.5、2.6～2.9、3.1～3.4三个范围，因此以水玻璃为激发剂制备胶凝材料时，往往须提前采用NaOH对其模数进行调整。这无疑进一步增加了胶凝材料制备过程的复杂程度。加之模数过低时水玻璃极易因稳定性下降而结晶析出。这又为水玻璃的存储、运输以及所制备胶凝材料的性能造成了极大的不确定性。因此，如何在维持胶凝材料性能的前提下，实现胶凝材料中碱掺量的降低以及制备工艺过程的优化，对于该类材料在实际工业生产过程中的推广和应用具有重要的经济效益和理论意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种矿渣基碱激发胶凝材料及其制备方法和应用，以解决目前以水玻璃为激发剂、矿渣为原材料制备碱激发胶凝材料过程中，该类材
料存在的激发剂掺量偏高、激发剂须预先调整模数、凝结硬化时间过短等技术问题。
[0005]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出的一种矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：
[0006]矿渣
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70-99质量份；
[0007]硅钙渣
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1-30质量份；
[0008]还包含占矿渣和硅钙渣总质量1％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。
[0009]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：
[0010]矿渣
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80-95质量份；
[0011]硅钙渣
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5-20质量份；
[0012]还包含占矿渣和硅钙渣总质量3％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。
[0013]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：
[0014]矿渣
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90-95质量份；
[0015]硅钙渣
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5-10质量份；
[0016]还包含占矿渣和硅钙渣总质量4％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。
[0017]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：
[0018]矿渣
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95质量份；
[0019]硅钙渣
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5质量份；
[0020]还包含占矿渣和硅钙渣总质量5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。
[0021]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述矿渣为市售S95级矿渣粉或S105级矿渣粉。
[0022]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述硅钙渣的粒度为80μm方孔筛筛余<10.0％，以质量百分数计。
[0023]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述激发剂为液体硅酸钠(水玻璃)，其模数为2.2～3.4。
[0024]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述激发剂为液体硅酸钠(水玻璃)，其模数为2.2～2.9。
[0025]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述激发剂为液体硅酸钠(水玻璃)，其模数为2.2～2.5。
[0026]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述激发剂为液体硅酸钠(水玻璃)，其模数为2.2～2.5或2.6～2.9或3.1～3.4。
[0027]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料中，其中所述激发剂为液体硅酸钠(水玻璃)，其模数为2.2～2.5。
[0028]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出的一种矿渣基碱激发胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]a将70-99份的矿渣与1-30份的硅钙渣混合均匀，得到复合粉体；
[0030]b按Na2O含量占复合粉体质量1％～5％的比例以及设定的水灰比将水玻璃与水混
合均匀，得到激发剂溶液；
[0031]c将步骤a得到的复合粉体加入步骤b得到的激发剂溶液中，搅拌均匀，得到所述矿渣基碱激发胶凝材料。
[0032]优选的，前述的矿渣基碱激发胶凝材料的制备方法中，其中所述水灰比为0.5，其是参照GB/T 17671设定的。
[0033]本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0034]本专利技术提出的一种建筑材料，所述建筑材料包括上述的矿渣基碱激发胶凝材料。
[0035]优选的，前述的建筑材料中，其中所述建筑材料为砂浆或混凝土。
[0036]借由上述技术方案，本专利技术提供的矿渣基碱激发胶凝材料及其制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿渣基碱激发胶凝材料，其特征在于，含有如下各组分：矿渣
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70-99质量份；硅钙渣
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1-30质量份；还包含占矿渣和硅钙渣总质量1％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。2.如权利要求1所述的矿渣基碱激发胶凝材料，其特征在于，所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：矿渣
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80-95质量份；硅钙渣
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5-20质量份；还包含占矿渣和硅钙渣总质量3％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。3.如权利要求2所述的矿渣基碱激发胶凝材料，其特征在于，所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：矿渣
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90-95质量份；硅钙渣
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5-10质量份；还包含占矿渣和硅钙渣总质量4％～5％的碱激发剂，以其中包含的Na2O计。4.如权利要求3所述的矿渣基碱激发胶凝材料，其特征在于，所述矿渣基碱激发胶凝材料，含有如下各组分：矿渣
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95质量份；硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：史迪，叶家元，张文生，李柱国，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：