一种增强增韧地聚物及其制备方法技术

本发明专利技术属于地聚物技术领域。本发明专利技术提供了一种增强增韧地聚物，由包含如下质量份的原料制备得到：氧化锌回转窑尾渣30～40份；铝硅质原料15～25份；激发剂4～8份；钛酸钾晶须2～4份；三聚磷酸钠1～3份；纤维2～4份；硅烷偶联剂1～3份；水15～20份。本发明专利技术还提供了一种增强增韧地聚物的制备方法。本发明专利技术的地聚物具有优异的早期抗压强度和早期抗折强度，并且后期强度显著提升；具有良好的韧性和体积稳定性，抗干缩性强，抗冻性和抗开裂能力强；耐久性好，使用寿命长，对有毒重金属离子的固化效果好，具有良好的耐侵蚀性。有良好的耐侵蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种增强增韧地聚物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及地聚物
，尤其涉及一种增强增韧地聚物及其制备方法。

技术介绍

[0002]地聚物是一种碱激发胶凝材料，是以硅铝质材料为主要原材料，通过碱对原材料潜在活性的激发，制备的一种高性能胶凝材料，是很有前途的碱激活胶凝材料。由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，使得地聚物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更好的高温性能和机械性能。另外，地质聚合物材料的制备过程能耗和废物排放量都非常低，制备工艺简单、能耗低、无需烧制，比普通硅酸盐水泥具有更好的抗压强度、耐酸碱性、抗碳化等性能。但是，地聚物存在脆性大、折压比低等问题。利用固体物质如赤泥、高岭土、钠长石等与氢氧化钠或碳酸钠在高温下煅烧后制备出固体前驱体，与水混合后得到的地聚物强度偏低，并且凝结时间不确定。
[0003]因此，研究开发一种提高抗压强度、抗折强度、韧性和使用寿命的地聚物，具有重要的研究价值和意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种增强增韧地聚物及其制备方法，用以解决现有技术中地聚物强度低、韧性差、使用寿命短、抗冻性和抗开裂能力差的问题。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种增强增韧地聚物，由包含如下质量份的原料制备得到：
[0007][0008][0009]作为优选，所述氧化锌回转窑尾渣的粒径为40～60μm。
[0010]作为优选，所述铝硅质原料包含偏高岭土、煤灰石、矿渣和粉煤灰中的一种或几种。
[0011]作为优选，所述激发剂包含熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠；所述熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠的质量比为2～4:1～3:2～4。
[0012]作为优选，所述钛酸钾晶须的长度为50～70μm；所述纤维的长度为0.5～3mm；所述
纤维包含聚乙烯醇纤维和/或聚丙烯纤维。
[0013]本专利技术还提供了一种所述的增强增韧地聚物的制备方法，包含如下步骤：
[0014]1)将氧化锌回转窑尾渣、铝硅质原料、激发剂、钛酸钾晶须和水进行反应，得到激发产物；
[0015]2)将激发产物、三聚磷酸钠、纤维和硅烷偶联剂进行反应，得到浆体；
[0016]3)将浆体顺次进行压制成型、养护，得到地聚物。
[0017]作为优选，步骤1)所述反应的时间为8～15min，步骤2)所述反应的时间为5～10min。
[0018]作为优选，步骤3)所述压制成型的压力为10～30MPa，时间为1～3h；所述养护的温度为25～60℃，时间为3～30d。
[0019]作为优选，所述养护顺次在25～40℃和45～60℃下进行，在25～40℃养护的时间为15～25h，在45～60℃养护的时间为3～28d。
[0020]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0021]1)本专利技术的地聚物具有优异的早期抗压强度和早期抗折强度，并且后期强度显著提升；本专利技术的地聚物具有良好的韧性和体积稳定性，抗干缩性强，抗冻性和抗开裂能力强。
[0022]2)本专利技术的地聚物耐久性好，使用寿命长，对有毒重金属离子的固化效果好，具有良好的耐侵蚀性。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种增强增韧地聚物，由包含如下质量份的原料制备得到：
[0024][0025]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含30～40份氧化锌回转窑尾渣，优选为32～38份，进一步优选为34～36份，更优选为35份；所述氧化锌回转窑尾渣的粒径优选为40～60μm，进一步优选为45～55μm，更优选为50μm。
[0026]本专利技术的氧化锌回转窑尾渣中含有硅和铝，是制备地聚物的良好材料，氧化锌回转窑尾渣颗粒小，颗粒之间的孔隙率小，提高了地聚物的强度和耐磨性能，由于氧化锌回转窑尾渣中含有丰富的无机物，提高了地聚物的抗冻性。
[0027]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含15～25份铝硅质原料，优选为18～23份，进一步优选为19～21份，更优选为20份；所述铝硅质原料的粒径优选为40～60μm，进一
步优选为45～55μm，更优选为50μm。
[0028]本专利技术所述铝硅质原料优选包含偏高岭土、煤灰石、矿渣和粉煤灰中的一种或几种；当铝硅质原料同时包含几种组分时，各组分优选以等质量比进行混合。
[0029]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含4～8份激发剂，优选为5～7份，进一步优选为6份。
[0030]本专利技术所述激发剂优选包含熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠；所述熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠的质量比优选为2～4:1～3:2～4，进一步优选为3:2:3；所述硫酸钠优选为无水硫酸钠。
[0031]本专利技术的激发剂既降低了活化成本，又提供了对地聚物强度有利的Ca
2+
，使得地聚物在水化反应中形成水合硅酸钙和水合铝酸钙胶凝相，显著提高了地聚物的抗压强度和耐久性。本专利技术的激发剂用量能够充分提高地聚物的早期强度和后期的强度发展；当激发剂的掺量过小时，大部分的氧化锌回转窑尾渣和铝硅质原料未参与反应，其潜在的水硬活性不易被激发出来，导致早期强度低、强度发展缓慢；当激发剂的掺量过大时，由于氧化锌回转窑尾渣和铝硅质原料表面大部分水化速度很快，导致颗粒之间被生成的胶凝体迅速包裹，在一定程度上阻止了颗粒内部的进一步水化，早期强度高而后期强度发展缓慢。
[0032]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含2～4份钛酸钾晶须，优选为2.5～3.5份，进一步优选为3份；所述钛酸钾晶须的长度优选为50～70μm，进一步优选为55～65μm，更优选为60μm。
[0033]本专利技术的钛酸钾晶须无毒无害，结构稳定，机械性能良好，耐高温性能和耐摩擦性能良好，钛酸钾晶须优选为六钛酸钾晶须或八钛酸钾晶须。本专利技术的钛酸钾晶须能够有效地填充地聚物的孔隙，起到桥接作用，提高地聚物的表面能，减少裂纹的产生和扩展，有利于得到强度高、韧性好、耐高温性能良好的地聚物。
[0034]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含1～3份三聚磷酸钠，优选为1.5～2.5份，进一步优选为2份；三聚磷酸钠能够提高地聚物的粘聚力和保水性。
[0035]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含2～4份纤维，优选为2.5～3.5份，进一步优选为3份。
[0036]本专利技术所述纤维优选包含聚乙烯醇纤维和/或聚丙烯纤维；当纤维同时包含聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维时，二者优选以等质量比进行混合；所述聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维的长度独立的优选为0.5～3mm，进一步优选为1～2mm，更优选为1.5mm。
[0037]本专利技术的纤维可以包裹更多的集料，同胶凝材料基体有紧密的结合力，纤维有助于减弱胶凝材料的塑性收缩和冻融时的应力，抑制微细裂缝的产生和发展，提高地聚物的韧性和抗裂性能。
[0038]本专利技术所述增强增韧地聚物的制备原料包含1～3份硅烷偶联剂，优选为1.5～2.5份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强增韧地聚物，其特征在于，由包含如下质量份的原料制备得到：2.根据权利要求1所述的增强增韧地聚物，其特征在于，所述氧化锌回转窑尾渣的粒径为40～60μm。3.根据权利要求1或2所述的增强增韧地聚物，其特征在于，所述铝硅质原料包含偏高岭土、煤灰石、矿渣和粉煤灰中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的增强增韧地聚物，其特征在于，所述激发剂包含熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠；所述熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠的质量比为2～4:1～3:2～4。5.根据权利要求4所述的增强增韧地聚物，其特征在于，所述钛酸钾晶须的长度为50～70μm；所述纤维的长度为0.5～3mm，所述纤维包含聚乙烯醇纤维和/或聚丙烯纤维。6.权利要求1～5任意一项所述的增强增韧地聚物的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳定，杨春浩，杨博，杨春麟，杨志强，杨威，杨佐良，
申请(专利权)人：云南宏佑投资有限公司，
类型：发明
国别省市：