一种超细偏高岭土-碱矿渣砂浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种超细偏高岭土

【技术实现步骤摘要】
一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及绿色建筑材料
，具体涉及一种超细偏高岭土
ꢀ‑
碱矿渣砂浆及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水泥行业二氧化碳排放占全球二氧化碳排放总量的8％，并且每生产一吨水泥将产生1吨二氧化碳。降低传统混凝土、砂浆等建筑材料的碳排放最重要的是找寻一种在工作、力学、耐久等性能上与水泥相似甚至更好的胶凝材料。
[0003]与传统水泥砂浆不同，碱矿渣砂浆采用纯矿渣或矿渣+K(K为粉煤灰、偏高岭土、稻壳灰等)作为胶凝材料，这些组分都是废弃固体材料，且均具备潜在火山灰活性。通过一定的化学激发手段(水玻璃、氢氧化钠、碳酸钠等)可使这些材料发生水解并聚合成与水泥基材料相似的水化产物，真正做到在建筑行业内大量利用固废和实现建筑绿色产业化。碱激发混凝土具有比普通混凝土更高的强度和耐久性的特点，是在未来可以取代水泥基混凝土，应用在建筑、道桥、海洋工程等领域的绿色材料。但纯矿渣作为碱激发材料的前驱体易出现“闪凝”等问题，限制了碱矿渣材料的应用。CN108275899A公开了一种碱激发水泥及其制备方法，通过掺入粉煤灰偏高岭土等能改善其工作性能。
[0004]但大量的掺合料的加入会影响基体强度。另外，上述提及的常规粉煤灰、偏高岭土等粒径较大，火山灰活性低，无法充分进行水化反应，对碱激发材料的各项性能影响较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆及其制备方法，采用粒径较小超细偏高岭土分散在矿渣颗粒中间，在水化前期减缓矿渣水化，延长凝结时间。而且具有高流动度、高强度和高密实性，对于高层建筑，近海建筑，跨海大桥等建筑领域具有广泛的应用前景。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的方案如下：一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，它的原材料按质量分数计包括400
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500份凝胶材料、 1200
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1400份标准砂、100
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220份碱激发剂、100
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200份水；其中，所述凝胶材料包括矿渣和超细偏高岭土，所述超细偏高岭土替代量为胶凝材料总质量的5％
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15％。
[0007]优选的，所述矿渣为S95级矿渣，粒径为0.14
‑
91μm，平均粒径为12.4μm。
[0008]优选的，所述超细偏高岭土粒径为0.21
‑
62μm，平均粒径为2.3μm。
[0009]优选的，所述标准砂粒径为0.5mm
‑
2mm。
[0010]优选的，所述碱激发剂由水玻璃与氢氧化钠混合而成，模数为1
‑
2。
[0011]优选的，所述碱激发剂由水玻璃溶液与氢氧化钠混合而成，模数为1.4。
[0012]优选的，它的原材料按质量分数计包括430
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460份凝胶材料、 1300
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1400份标准砂、130
‑
220份碱激发剂、100
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150份水；其中，所述凝胶材料包括矿渣和超细偏高岭土，所述超细偏高岭土替代量为胶凝材料总质量的8％
‑
15％。
[0013]优选的，它的原材料按质量分数计包括450份凝胶材料、1350 份标准砂、154份碱激发剂、134.6份水；其中，所述凝胶材料包括矿渣和超细偏高岭土，所述超细偏高岭土替代量为胶凝材料总质量的 10％。
[0014]如上一种超细偏高岭土
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碱矿渣砂浆的其制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、按配比称取各原材料备用；
[0016]S2、将矿渣和超细偏高岭土混合均匀；
[0017]S3、将碱激发剂置于容器中加水搅拌，加入混合均匀的矿渣和超细偏高岭土，搅拌一段时间后加入标准砂；
[0018]S4、持续搅拌至均匀，浇筑试件，脱模后标准养护后即得到超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆。
[0019]本专利技术还包括如上所述的一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆在建筑材料上的应用。
[0020]本专利技术的有益效果如下：本专利技术中超细偏高岭土由于较高的火山灰活性，水化产物C
‑
A
‑
S
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H凝胶更致密，少量的掺入而大幅提高提高碱矿渣砂浆强度的同时，由于超细偏高岭土组分中钙含量少，减少了氢氧化钙的生成，进而延缓C
‑
A
‑
S
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H凝胶的生成，起到了缓凝作用，提高了流动度。对于高层建筑，近海建筑，跨海大桥等建筑领域具有广泛的应用前景。
[0021]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术各实施例所用矿渣的粒径分布图；
[0024]图2为本专利技术各实施例所用超细偏高岭土的粒径分布图；
[0025]图3为本专利技术各实施例所用矿渣的X射线衍射图；
[0026]图4为本专利技术各实施例所用超细偏高岭土的X射线衍射图；
[0027]图5为本专利技术各实施例所用矿渣5000倍率下的扫描电镜图；
[0028]图6为本专利技术各实施例所用超细偏高岭土5000倍率下的扫描电镜图；
[0029]图7为本专利技术实施例1
‑
3的超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆流动度对比图；
[0030]图8为本专利技术实施例1
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3的超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆3天和28 天抗折强度对比图；。
[0031]图9为本专利技术实施例1
‑
3的超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆3天和28 天抗压强度对比图；
[0032]图10为本专利技术实施例3
‑
5超细偏高岭土
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碱矿渣砂浆和对比例1 的碱矿渣砂浆流动度对比图；
[0033]图11为本专利技术实施例3
‑
5超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆和对比例1 的碱矿渣砂浆3天和28天抗折强度对比图；
[0034]图12为本专利技术实施例3
‑
5超细偏高岭土
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碱矿渣砂浆和对比例1 的碱矿渣砂浆3天和28天抗压强度对比图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，其特征在于，它的原材料按质量分数计包括400
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500份凝胶材料、1200
‑
1400份标准砂、100
‑
220份碱激发剂、100
‑
200份水；其中，所述凝胶材料包括矿渣和超细偏高岭土，所述超细偏高岭土替代量为胶凝材料总质量的5％
‑
15％。2.根据权利要求1所述一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，其特征在于，所述矿渣为S95级矿渣，粒径为0.14
‑
91μm，平均粒径为12.4μm。3.根据权利要求1所述一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，其特征在于，所述超细偏高岭土粒径为0.21
‑
62μm，平均粒径为2.3μm。4.根据权利要求3所述一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，其特征在于，所述标准砂粒径为0.5mm
‑
2mm。5.根据权利要求1所述一种超细偏高岭土
‑
碱矿渣砂浆，其特征在于，所述碱激发剂由水玻璃溶液与氢氧化钠混合而成，模数为1
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2。6.根据权利要求5所述一种超细偏高岭土
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碱矿渣砂浆，其特征在于，所述碱激发剂由水玻璃溶液与氢氧化钠混合而成，模数为1.4。...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志刚，李旗，苏鑫，刘烨，郑志国，许天恩，冯逸轩，
申请(专利权)人：武汉理工大学三亚科教创新园，
类型：发明
国别省市：