【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥基建筑材料，尤其是涉及一种自激发地聚物混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、钢铁冶炼过程中会产生大量的工业固废物-钢渣和矿渣，该类固废物数量庞大，但其回收利用率尚不足30%，导致了废渣的大量堆积存放。
2、若不能及时资源化处理，不仅会占用大量的土地，其含有的重金属会随时间缓慢浸出，污染周边环境。
3、因此，如何实现废渣的大规模回收利用，引起了广泛关注。
4、钢渣和矿渣在钢铁冶炼过程中经历粉磨、煅烧等工艺，具有微弱的水硬性。
5、在过去几十年里，国内外大多数采用激发剂激发其活性，用于制备地聚物混凝土。
6、然而，随着经济发展，激发剂的价格越来越昂贵，导致地聚物混凝土的制备成本过高，极大程度上限制了地聚物混凝土的大规模应用。
7、研究发现，钢渣的化学组分与水泥非常相近，除硅酸盐-氧化铝相外，还含有30%-40%左右的氧化钙（cao）和6%-8%左右的氧化镁（mgo），cao和mgo水化会生成氢氧化物（m(oh)n），m(oh)n可提供丰富oh-，形成高ph值环境。
8、在高ph值环境中，矿粉潜在的火山灰活性被激发，形成自激发体系，生成水化硅酸钙、钙矾石等产物。
9、因此，理论上来讲，钢渣可作为地聚物的激发剂使用，且价格低廉，极大降低了地聚物混凝土的生产成本。
10、制备自激发地聚物混凝土可实现工业固体废物的大规模回收利用，促进工业固体废物资源化利用领域的发展，具有重要的经济效益和社会价值。
11、文
12、该方法是借鉴普通硅酸盐水泥水化原理，采用钢渣等工业固废物作胶凝材料，添加激发剂制备成地聚物混凝土。
13、地聚物混凝土相较于普通硅酸盐混凝土有着更早的凝结时间、更高的早期强度。
14、该方法有利于提升钢渣的资源化利用。
15、文献2（weilong song,zhiduo zhu,yuyi peng,yu wan,xiaoyu xu,shaoyun pu,shigong song,yongqiang wei. effect of steel slag on fresh, hardened andmicrostructural properties of high-calcium fly ash based geopolymers atstandard curing condition[j]. construction and building materials, 2019, 229(c)）公布了一种高钙粉煤灰基地聚物浆体的制备方法。
16、该方法是向地聚物砂浆中加入部分钢渣以替代粉煤灰，当钢渣掺量为粉煤灰的20%时，不会对地聚物浆体7 d强度造成损失，可实现钢渣的小范围回收利用。
17、上述技术的不足在于：
18、（1）文献1中通过添加激发剂激发钢渣活性，制备成地聚物混凝土。
19、该方法制备的地聚物混凝土在道路铺设、铁路轨枕、砌块生产上已有实际应用，受力状态均以抗压为主。
20、地聚物潜在的火山灰活性需要激发剂进行激发，而激发剂导致地聚物混凝土后期会出现泛碱情况，造成ca2+和oh-流失，使地聚物混凝土的ph下降，使钢筋锈蚀速度加快，约束了地聚物在钢筋混凝土领域的应用，限制其资源化回收利用。
21、（2）文献2中在高钙粉煤灰基地聚物浆体配置过程中，虽然钢渣代替20%粉煤灰时，对地聚物浆体7 d强度没有造成损失。
22、但钢渣明显影响了地聚物浆体的凝结时间和流动性。
23、粉煤灰基地聚物浆体一般早期强度增长缓慢，且对养护环境影响较为敏感。
24、该制备方法虽有助于钢渣的小规模回收利用，但不利于地聚物浆体的早期强度发展，需要较长时间进行养护，导致养护成本增加。
25、同时，该制备方法中的地聚物体系采用了氢氧化钠、水玻璃等激发剂激发钢渣和粉煤灰活性，而激发剂的价格普通昂贵，无疑又增加了地聚物浆体的制备成本，不利于实现地聚物浆体的大规模应用。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种自激发地聚物混凝土及其制备方法，通过将钢渣与矿化剂进行矿化并添加助磨剂进行细磨，并与超细矿粉共同作为胶凝材料形成自激发体系，激发钢渣和矿渣潜在的火山灰活性，添加骨料、预激发剂、减水剂和水制备得到自激发地聚物混凝土，实现钢铁冶炼废物的再生利用。
2、具体的，本专利技术自激发地聚物混凝土的制备方法，包括如下步骤：
3、1）将赤泥、木质素磺酸钙、硫酸亚铁按质量比100:3-5:1-2放入分散研磨机进行研磨，筛析，干燥，得矿化剂，将醇胺、纳米二硫化钼按质量比1：0.1-0.3混合均匀，得助磨剂，
4、2）将钢渣粉和矿化剂按质量比100:1-3混合均匀，煅烧，得矿化钢渣，将矿化钢渣与助磨剂按质量比100:3-6混合后进行研磨、筛分、干燥，得矿化钢渣粉，
5、3）将矿化钢渣粉、超细矿粉混合加热，得混合粉料，
6、4）将氢氧化钠与15-20%拌合水混合溶解，得预激发溶液，将减水剂与15-20%拌合水混合溶解，得外加剂溶液，
7、5）将混合粉料、预激发溶液、细骨料、粗骨料、剩余拌合水、外加剂溶液混合均匀，得自激发地聚物混凝土浆料，
8、6）将自激发地聚物混凝土浆料成型、室温养护、脱模、标准养护，即得，
9、其中，按重量份计，矿化钢渣粉200-250份，超细矿粉200-250份，氢氧化钠0.4-0.5份，细骨料700-900份，粗骨料900-1100份，减水剂5-8份，水120-140份。
10、赤泥的主要矿物组分为文石和方解石，其与水反应后可为反应体系提供丰富的oh-，本专利技术采用赤泥、木质素磺酸钙、硫酸亚铁作为矿化剂，钢渣粉的主要矿物组分为硅酸盐-氧化铝相，还有大量游离氧化钙，通过将钢渣粉与矿化剂进行煅烧，矿化剂成分使得钢渣粉表面发生矿化，并且，赤泥和硫酸亚铁在高温下还改变了cao和mgo的晶型，使其活性提高，有助于oh-的生成释放，促进自激发地聚物反应环境生成。
11、优选的,步骤1）分散研磨机型号为gmsd2000，研磨时间为40-60min，筛析采用负压筛析仪，孔径为10μm，筛析时间为3-5min，矿化剂粒径为0.1-10μm。
12、优选的，步骤1）醇胺采用三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤1）分散研磨机型号为GMSD2000，研磨时间为40-60min，筛析采用负压筛析仪，孔径为10μm，筛析时间为3-5min，矿化剂粒径为0.1-10μm，醇胺为三乙醇胺。
3.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤2）煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间为1.5-2.5h。
4.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤2）矿化钢渣粉粒径为80-150μm。
5.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤3）超细矿粉粒径为0.1-10μm。
6.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤3）加热采用干烧型单头加热管，加热温度为45-55℃。
7.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤5）所述细骨料为机制砂、河砂、石英砂的至少一种，细度模数为2.2-2.4，所
8.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤5）所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
9.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤6）室温养护时间为1d，标准养护时间至7d。
10.自激发地聚物混凝土，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤1）分散研磨机型号为gmsd2000，研磨时间为40-60min，筛析采用负压筛析仪，孔径为10μm，筛析时间为3-5min，矿化剂粒径为0.1-10μm，醇胺为三乙醇胺。
3.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤2）煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间为1.5-2.5h。
4.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤2）矿化钢渣粉粒径为80-150μm。
5.根据权利要求1所述自激发地聚物混凝土的制备方法，其特征在于,步骤3）超细矿粉粒径为0.1-10μm。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海涛，练鑫晟，李雪健，王伟，孙国文，陈玉英，董鹏，张强，刘小卫，江梦莹，万海仑，张帆，吴卓，王振，韩伟，牛庆合，王义超，段远钊，曹航，樊静，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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