【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球各国对生态环境保护意识的不断增强，绿色环保和节能减碳已成为建筑行业的新发展趋势和紧迫需求。在此背景下，许多研究人员致力于探索符合绿色低碳要求的新型建筑材料，以改善传统建筑行业的高能耗和高碳排放现状。1978年davidovits开发了一种名为“地质聚合物”(以下称地聚物)的新型胶凝材料。该材料通常以偏高岭土(mk)、粉煤灰(fa)和矿渣(ggbs)等硅铝质材料作为前驱体，通过碱性激发剂的作用，经历“溶解-单体重构-缩聚”等过程，最终形成由[sio4]四面体和[alo4]四面体相互交错搭接而成的具有三维网络结构的地质聚合物。随着地聚物材料的广泛应用和相关研究的不断深入，其展现出了诸多优异性能，如快硬早强、抗压强度高、耐高温、耐腐蚀性强、卓越的抗渗性等。由于其原材料及生产过程可以显著减少co2的排放，因此被认为是21世纪最具前景的新型绿色胶凝材料之一。
2、而随着城镇化不断推进，建筑物火灾时有发生，给人的生命造成严重威胁，建筑火灾必须引起人们重视。最近的研究表明，地聚物作为传统波特兰水泥的替代品，在抗火性能方面表现出色，为显著提升建筑材料的抗火能力提供了可能。目前，多数研究选用粉煤灰、矿渣和偏高岭土等单一前驱体材料制备地聚物。这其中，粉煤灰基地聚物材料在高温下的热稳定性最为优异。然而，使用单一前驱体材料制备的地聚物往往难以兼顾常温力学性能与耐高温性能。例如，粉煤灰、矿渣和偏高岭土基地聚物分别具有高温损伤小、强
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术目的在于提出一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物及其制备方法，本专利技术在地聚物制备过程中掺入硅灰基碱激发剂部分替代钾水玻璃溶液制备耐高温地聚物，不仅可以提高地聚物的力学性能和耐高温性能，同时也可以有效降低生产能耗、节约成本，提高地聚物的绿色性能和环保性能。
2、为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液891～1485份、硅灰基碱激发剂溶液0～561份和水354～388份。
4、优选地，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液1040～1188份、硅灰基碱激发剂溶液280～421份和水371～380份。
5、进一步优选地，所述钾水玻璃溶液为1188份，所述硅灰基碱激发剂溶液为280份，所述水为371份。
6、优选地，所述钾水玻璃初始模数为3.1～3.4，目标模数为1.0。进一步优选地，所述钾水玻璃初始模数为3.3。
7、优选地，所述硅灰基碱激发剂溶液由氢氧化钾溶液与硅灰按质量比(3～4)：1混合制成，所述氢氧化钾溶液浓度为40～60％。进一步优选地，所述氢氧化钾溶液与硅灰的质量比为11：3，所述氢氧化钾溶液浓度为50％。
8、一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物的制备方法，包括如下步骤：
9、(1)制备钾水玻璃溶液和硅灰基碱激发剂溶液；
10、(2)按配合比称取偏高岭土、粉煤灰、钾水玻璃溶液、硅灰基碱激发剂溶液以及水放置备用；
11、(3)将偏高岭土和粉煤灰一起加入搅拌锅中，调至低速搅拌1-2min后，缓慢加入钾水玻璃溶液和硅灰基碱激发剂溶液，搅拌机调至中速初步搅拌0.5min后，分多次缓慢加入拌合水，调至高速搅拌5-10min，得到混合物；
12、(4)浇筑试件，脱模后标准养护即得本专利技术的地聚物。
13、优选地，所述步骤(1)中，钾水玻璃溶液的制备方法为：首先将固体氢氧化钾颗粒加入初始模数为3.3的钾水玻璃中，多次缓慢加入并不断搅拌，在室温下静置24h后，得到模数为1.0的钾水玻璃溶液。
14、优选地，所述步骤(1)中，硅灰基碱激发剂溶液的制备方法为：将硅灰粉末加入氢氧化钾溶液中，多次缓慢加入并不断搅拌，在室温下静置24h后，得到硅灰基碱激发剂溶液。
15、优选地，所述步骤(3)中，低速的转速为100～110r/min，中速的转速为180～190r/min，高速的转速为400～410r/min。进一步优选地，低速的转速为108r/min，中速的转速为188r/min，高速的转速为403r/min。
16、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优点及有益效果：
17、(1)本专利技术制得的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，具有优异的力学性能和耐高温性能，在常温下抗压强度可达到45.4mpa，经历800℃高温后抗压强度可达到47.4mpa。与全部使用钾水玻璃溶液作为碱激发剂的地聚物相比较，常温力学性能和高温后残余力学性能均得到一定提升。
18、(2)本专利技术使用了硅灰基碱激发剂部分替代钾水玻璃溶液作为复合碱激发剂对地聚物改性，不仅可以降低能源消耗、减少碳排放，提高地聚物的绿色性能和环保性能，对保护环境做出贡献，而且可以进一步提高地聚物的力学性能和耐高温性能。
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1.一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液891～1485份、硅灰基碱激发剂溶液0～561份和水354～388份。
2.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液1040～1188份、硅灰基碱激发剂溶液280～421份和水371～380份。
3.根据权利要求2所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述钾水玻璃溶液为1188份，所述硅灰基碱激发剂溶液为280份，所述水为371份。
4.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述钾水玻璃初始模数为3.1～3.4，目标模数为1.0。
5.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述硅灰基碱激发剂溶液由氢氧化钾溶液与硅灰按质量比(3～4)：1混合制成，所述氢氧化钾溶液浓度为40～60％。
6.根据权利要求
7.一种如权利要求1-6任一项所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，钾水玻璃溶液的制备方法为：首先将固体氢氧化钾颗粒加入初始模数为3.3的钾水玻璃中，多次缓慢加入并不断搅拌，在室温下静置24h后，得到模数为1.0的钾水玻璃溶液。
9.根据权利要求7所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硅灰基碱激发剂溶液的制备方法为：将硅灰粉末加入氢氧化钾溶液中，多次缓慢加入并不断搅拌，在室温下静置24h后，得到硅灰基碱激发剂溶液。
10.根据权利要求7所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，低速的转速为100～110r/min，中速的转速为180～190r/min，高速的转速为400～410r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液891～1485份、硅灰基碱激发剂溶液0～561份和水354～388份。
2.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述地聚物按照重量份数计包括以下原料：偏高岭土1200份、粉煤灰2800份、钾水玻璃溶液1040～1188份、硅灰基碱激发剂溶液280～421份和水371～380份。
3.根据权利要求2所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述钾水玻璃溶液为1188份，所述硅灰基碱激发剂溶液为280份，所述水为371份。
4.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述钾水玻璃初始模数为3.1～3.4，目标模数为1.0。
5.根据权利要求1所述的硅灰基碱激发剂改性的耐高温地聚物，其特征在于，所述硅灰基碱激发剂溶液由氢氧化钾溶液与硅灰按质量比(3～4)：1混合制成，所述氢氧化钾溶液浓度为40～60％。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李培鹏，李毅，曹柏菘，任志刚，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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