一种地质聚合物包裹骨料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种地质聚合物包裹骨料以及地质聚合物包裹骨料的制备方法，所述地质聚合物包裹骨料包括骨料以及包裹所述骨料的地质聚合物层，其中所述地质聚合物层的平均厚度为0.1‑1.5mm。本发明专利技术的地质聚合物包裹骨料与水泥基包裹材料相比，地聚物的硬化时间短，可缩短包裹过程所需时间，提高生产效率。同时包裹层最外层为部分反应或未反应的地聚物前驱体，能够继续与水泥基胶凝材料或碱激发剂反应，达到强化界面过渡区的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种地质聚合物包裹骨料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种地质聚合物包裹骨料及其制备方法。
技术介绍
由于优质砂石骨料资源日益紧张，骨料来源扩大导致质量下降。为满足混凝土生产的需求，需要提高低质量骨料的性能。其中主要的人造骨料包括尾矿、废石生产的机制骨料、建筑垃圾生产的再生骨料等，由于原料和生产工艺的原因，部分骨料存在吸水率高、有害元素和重金属超标等问题。为解决上述问题，常采用裹浆工艺对骨料进行处理，所得裹浆骨料能够显著减少吸水率，固化有害元素和重金属，提高混凝土流动度等有益效果。当前主要的裹浆工艺中的材料主体为硅酸盐水泥，少量复掺部分混合材，如石灰石、粉煤灰、硅灰、煅烧高岭土等，煅烧水泥熟料需要向大气排放大量的碳，与当前的社会生活和生态环境需求不一致。地聚物水泥具有快凝快硬、早期强度高、固化效果明显、耐久性良好等优点。但地聚合反应本身极快，采用常规的包裹技术，裹浆料过快硬化将导致无法规模化连续生产。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种地质聚合物包裹骨料及所述地质聚合物包裹骨料的制备方法，本专利技术通过采用分步包裹法进行生产可以使包裹层更加均匀和稳定，所得的包裹骨料能够在不过度影响骨料级配的前提下，发挥地质聚合物包裹、固化重金属等的优异的性能。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种地质聚合物包裹骨料，其包括骨料以及包裹所述骨料的地质聚合物层，其中所述地质聚合物层的平均厚度为0.1-1.5mm，例如0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.4mm以及它们之间的任意值。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物层的平均厚度为0.3-1.5mm。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物层的平均厚度为0.5-1.2mm。本专利技术中通过控制所述地质聚合物层的平均厚度在上述范围内，能够在不过度影响骨料级配的前提下，充分发挥地质聚合物包裹、固化重金属等的性能，厚度过高将影响骨料级配，导致骨料堆密度减小，孔隙率增大，过低可能存在未有效包裹的现象。本专利技术中所述骨料并无特定限制，可以为本领域常规采用的骨料，例如包括砂石骨料、尾矿或废石生产的机制骨料以及建筑垃圾生产的再生骨料等。在本专利技术的一些优选实施方式中，所述骨料选自非活性骨料中的一种或多种。本专利技术中所述“非活性骨料”主要指非碱活性骨料，优选为满足标准《建筑用卵石、碎石GB14685-2011》中碱集料反应规定的骨料。根据本专利技术的一些实施方式，对所述骨料的粒径无特殊限制，采用本领域常规采用的骨料粒径即可，优选所述骨料的粒径为5-30mm。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种地质聚合物包裹骨料的制备方法，所述方法包括以下步骤：S1，将骨料与激发剂溶液混合、沥干，得到第一湿润骨料；S2，将S1得到的第一湿润骨料与地质聚合物前驱体混合，得到所述包裹地质聚合物层的骨料。本专利技术在具体的包裹工艺中首先将骨料放入激发剂溶液中在骨料表面浸润所述激发剂，再与地聚物前驱体的粉体进行混合，可以使得包裹层最外层为部分反应或未反应的地聚物前驱体，所述地聚物前驱体能够继续与水泥基胶凝材料或碱激发剂反应，达到强化界面过渡区的作用。根据本专利技术的一些实施方式，所述方法还包括S3，将所述包裹地质聚合物层的骨料与激发剂溶液混合、沥干，得到第二湿润骨料，将第二湿润骨料与地质聚合物前驱体混合。根据本专利技术的一些实施方式，地质聚合物包裹骨料的平均厚度为0.1-1.5mm。根据本专利技术的一些实施方式，还包括将所述包裹地质聚合物层的骨料与激发剂溶液混合。地聚物的碱激发剂黏度相对较大，加入粉体后黏度更大，此时若要使其充分包裹骨料，操作时间过长，且包裹层厚度过大，将影响骨料的级配，因此采用分步包裹法进行生产，同时通过采用控制激发剂溶液黏度的方式控制每一步包裹中包裹层的厚度，一方面可以使包裹层更加均匀和稳定，另一方面操作简便，利于规模化连续生产。根据本专利技术的一些实施方式，S1中，所述激发剂溶液的黏度为0.1-100mPa·s，优选为0.5-50mPa·s。根据本专利技术的一些实施方式，S1中，对所述骨料与激发剂溶液的量并未限制，只要保证能够使得所述骨料表面湿润饱和即可。在本专利技术的一些优选实施方式中，所述激发剂溶液与地聚物前驱体的质量比为(0.2-0.6):1，优选为(0.3-0.5):1。根据本专利技术的一些实施方式，S2中，所述混合的时间为1-30min，优选2-15min。根据本专利技术的一些实施方式，S1中，所述激发剂溶液包括碱性物质、水和任选的外加剂。根据本专利技术的一些实施方式，S1中，以所述激发剂溶液的总重计，所述碱性物质和外加剂之和的质量分数为1-20％，例如2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％以及它们之间的任意值。本专利技术中通过调整激发剂溶液的上述组成来控制所述激发剂溶液的黏度。根据本专利技术的一些实施方式，所述激发剂溶液包括：碱性物质1-20质量份；外加剂0-5质量份；水80-99质量份。根据本专利技术的一些实施方式，所述碱性物质为可激发地聚物前驱体活性的碱性物质，选自氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钾、硅酸钾、硫酸钾、碳酸钾、氢氧化钙和硫酸钙中的一种或多种。根据本专利技术的一些实施方式，所述外加剂选自减水剂、缓凝剂、早强剂和减缩剂中的一种或多种。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物前驱体的平均粒径小于30μm。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物前驱体的勃氏比表面积不小于350cm2/g。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物前驱体为在碱性物质作用下能够发生地聚合反应，生成地聚物的物质，所述地质聚合物前驱体选自矿渣、粉煤灰、磨细钢渣、煅烧黏土和硅灰中的一种或多种。本专利技术中所述骨料并无特定限制，可以为本领域常规采用的骨料，例如包括砂石骨料、尾矿或废石生产的机制骨料以及建筑垃圾生产的再生骨料等。在本专利技术的一些优选实施方式中，所述骨料选自非活性骨料中的一种或多种。本专利技术中所述“非活性骨料”主要指非碱活性骨料，优选为满足标准《建筑用卵石、碎石GB14685-2011》中碱集料反应规定的骨料。根据本专利技术的一些实施方式，对所述骨料的粒径无特殊限制，采用本领域常规采用的骨料粒径即可，优选所述骨料的粒径为5-30mm。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物包括骨料以及包裹所述骨料的地质聚合物层，其中所述地质聚合物层的平均厚度为0.1-1.5mm，例如0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.4mm以及它们之间的任意值。根据本专利技术的一些优选实施方式，所述地质聚合物层的平均厚度为0.3-1.5mm。在本专利技术的一些实施方式中，所述地质聚合物层的平均厚度为0.5-1.2mm。根据本专利技术的一些实施方式，所述地质聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质聚合物包裹骨料，包括骨料以及包裹所述骨料的地质聚合物层，其中所述地质聚合物层的平均厚度为0.1-1.5mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物包裹骨料，包括骨料以及包裹所述骨料的地质聚合物层，其中所述地质聚合物层的平均厚度为0.1-1.5mm。


2.根据权利要求1所述的地质聚合物包裹骨料，其特征在于，所述地质聚合物层的平均厚度为0.3-1.5mm，优选为0.5-1.2mm。


3.根据权利要求1或2所述的地质聚合物包裹骨料，其特征在于，所述骨料选自非活性骨料中的一种或多种，
和/或所述地质聚合物层包括地质聚合物前驱体在碱性条件下反应的产物，优选地所述地质聚合物前驱体选自矿渣、粉煤灰、磨细钢渣、煅烧黏土和硅灰中的一种或多种。


4.一种地质聚合物包裹骨料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将骨料与激发剂溶液混合、沥干，得到第一湿润骨料；
S2，将S1得到的第一湿润骨料与地质聚合物前驱体混合，得到所述包裹地质聚合物层的骨料；
优选地，还包括S3，将所述包裹地质聚合物层的骨料与激发剂溶液混合、沥干，得到第二湿润骨料，将第二湿润骨料与地质聚合物前驱体混合。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S1中，所述激发剂溶液的黏度为0.1-100mPa·s，优选为0.5-50mPa·s；
和/或S2中，所述混合的时间为1-30min，优选为2-15min。

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，王璜琪，董子良，张双成，吕南，田杰，毕诗秀，李高扬，初蕾，
申请(专利权)人：辽宁壹立方砂业有限责任公司，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：辽宁;21