【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑领域，具体涉及一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由于砖石具有易于就地取材、施工便捷、造价低廉等优点，使砌体结构成为了一种最具生命力的建筑形式。但传统砌体产品多以烧结粘土砖为主，导致毁田严重、生产能耗大、环境污染严重。此外，砌体产品生产长期处于粗放型低生产水平，导致砌体结构自重大、强度低、延性差等致命缺点难以克服，严重阻碍了砌体结构在工程建设中的长足发展。依照节能节地、利废环保、保温隔热的要求，大力发展“绿色墙材”(绿色墙材是指在原材料采用、产品制造、使用或再循环以及废料处理等环节中，对地球环境负荷最小和有利于人类健康的墙体材料)。因此，积极开发节能环保的新型绿色墙体材料，彻底消除墙体的裂、热、渗隐患，成为今后砌体结构发展的必然趋势。
2、混凝土砌块是继烧结粘土砖之后，应用最广泛的一种新型墙体材料。但由于水泥生产存在诸多问题：如生产水泥需要经历“两磨一烧”的繁琐工艺，产生大量的噪声、烟粉尘、温室气体co2和有毒气体(so2、nox)严重污染环境，消耗大量的燃料(煤炭)、电能和矿物资源(石灰石、粘土等)，以及近年来水泥制造业能源紧缺等，均限制了以水泥为主要原料的混凝土砌块可持续发展。另一方面，聚合物体系(包括碱激发胶凝材料等)具有co2排放量低和能源消耗少的优点，其反应过程主要是通过硅铝质材料的溶解和被溶解物的再聚合形成的。因此，考虑发展低碳固废夹芯砌块替代传统水泥和混凝土砌块作为新型材料，具有重要的理论意义和应用价值。
3、随着钢铁行业的迅猛发
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料及其制备方法和应用。
2、一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，按重量份数由45份～60份工业矿渣和/或类矿渣粉、1份～1.5份纤维、15份～25份mgo、5份～15份cao、15份～25份粗骨料、0.05份～0.08份碳酸锂、0.02份～0.05份葡萄糖酸钠、占工业矿渣和/或类矿渣粉10％～20％的碱激发剂和占工业矿渣和/或类矿渣粉40％～45％的水制备而成。
3、一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
4、一、称料：
5、按重量份数称取45份～60份工业矿渣和/或类矿渣粉、1份～1.5份纤维、15份～25份mgo、5份～15份cao、15份～25份粗骨料、0.05份～0.08份碳酸锂、0.02份～0.05份葡萄糖酸钠、占工业矿渣和/或类矿渣粉10％～20％的碱激发剂和占工业矿渣和/或类矿渣粉40％～45％的水；
6、二、制备钾水玻璃溶液：
7、在搅拌条件下，将占工业矿渣和/或类矿渣粉10％～20％的碱激发剂加入占工业矿渣和/或类矿渣粉40％～45％的水，搅拌至无明显絮状物，静置1.5h～2h，得到钾水玻璃溶液；
8、三、将45份～60份工业矿渣和/或类矿渣粉、15份～25份mgo、5份～15份cao、15份～25份粗骨料、0.05份～0.08份碳酸锂和0.02份～0.05份葡萄糖酸钠加入到混料机中，再加入步骤二制备的钾水玻璃溶液和1份～1.5份纤维，搅拌均匀，倒入钢模中搅拌混合均匀，再于混凝土振动台上经高频振动成型，室温20℃下养护28d，得到一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料。
9、一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料用于制备夹芯砌块，其作为非承重墙或承重墙砌块的原材料。
10、本专利技术包含以下有益效果：
11、(1)目前相关标准给定的植物纤维增强砌块大多以水泥为胶结料，难以克服水泥生产能耗大、污染严重、能源紧缺等缺陷。本专利技术将低碳固废材料运用到砌体结构中，并用植物纤维增强低碳固废夹芯砌块的延性，抑制材料收缩，限制裂缝的扩展，既有效利用矿渣、秸秆等工农业废弃物，降低成本，又明显提升砌体的抗火性能，丰富了现代砌体结构的内涵；
12、(2)目前缺少低碳固废夹芯砌块、砌筑浆体的配合比设计、力学性能等方面的系统研究，本专利技术通过改变关键参数(激发剂种类与掺量、矿渣级别、水胶比、纤维种类与掺量、养护制度等)对砌块、砌筑浆体工作性能和力学性能的影响，揭示砌块、砌筑浆体的受力性能、优化配比、凝结时间和失效机理，为相关标准的进一步修订提供理论依据和决策支持；
13、(3)目前还缺少植物纤维增强砌块的耐高温性能和微观分析的系统研究，但本专利技术通过开展高温下和高温后碳固废夹芯砌块、砌筑浆体和新型砌体的力学性能试验，揭示高温下和高温后砌块、砌筑浆体和新型砌体的破坏模式和损伤机理，提出新型砌体耐高温设计方法及高温损伤评估与修复方法。通过高温后微观分析，揭示低碳固废夹芯砌块、砌筑浆体微观结构变化对其宏观力学性能的影响，有望填补这一方面的空白。
14、本专利技术可获得一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料。
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1.一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述胶凝材料按重量份数由45份～60份工业矿渣和/或类矿渣粉、1份～1.5份纤维、15份～25份MgO、5份～15份CaO、15份～25份粗骨料、0.05份～0.08份碳酸锂、0.02份～0.05份葡萄糖酸钠、占工业矿渣和/或类矿渣粉10％～20％的碱激发剂和占工业矿渣和/或类矿渣粉40％～45％的水制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的工业矿渣为矿渣、赤泥、钢渣、磷渣或煤矸石中的一种或其中几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的类矿渣粉的制备方法如下：向海砂中添加氧化物，煅烧至熔融后，保持渣水比为1:10～1:15水淬粒化，将水淬渣破碎、烘干碾磨过筛，筛至余量粒径不大于15mm的粉末，即得类矿渣粉，类矿渣粉的粒径为30mm～35mm；所述的氧化物为SiO2、CaO、Al2O3、MgO或Fe2O3一种或几种；海砂与氧化物的质量比为(3.0～3.4):(0.9～1.2)；煅烧温度
4.根据权利要求3所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的海砂的主要矿物组分是石英和RAlSi3O8，其中R表示碱金属元素；所述的海砂中按质量计算，水溶性氯离子含量≤0.03％，含泥量≤1.0％，泥块含量≤0.5％，坚固性指标≤8.0％，云母含量≤1.5％，轻物质含量≤1.0％，硫化物及硫酸盐含量≤1.0％。
5.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的粗骨料按照再生骨料、陶粒的质量比为(3～4):(2～3)组成；所述的粗骨料的粒径为8mm～15mm。
6.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的纤维为植物纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维和微细钢纤维的一种或两种以上的混合物；所述的植物纤维为小麦秸秆纤维，具体制备方法如下：
7.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的碱激发剂为钾水玻璃和氢氧化钠按质量比9:1的混合物；所述的钾水玻璃的模数Ms＝1.0。
8.如权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
9.如权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料的应用，其特征在于一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料用于制备夹芯砌块，其作为非承重墙或承重墙砌块的原材料。
10.根据权利要求9所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料的应用，其特征在于所述的夹芯砌块的尺寸为(950～1000)×(550～600)×(150～200)。
...【技术特征摘要】
1.一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述胶凝材料按重量份数由45份～60份工业矿渣和/或类矿渣粉、1份～1.5份纤维、15份～25份mgo、5份～15份cao、15份～25份粗骨料、0.05份～0.08份碳酸锂、0.02份～0.05份葡萄糖酸钠、占工业矿渣和/或类矿渣粉10％～20％的碱激发剂和占工业矿渣和/或类矿渣粉40％～45％的水制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的工业矿渣为矿渣、赤泥、钢渣、磷渣或煤矸石中的一种或其中几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的类矿渣粉的制备方法如下：向海砂中添加氧化物，煅烧至熔融后，保持渣水比为1:10～1:15水淬粒化，将水淬渣破碎、烘干碾磨过筛，筛至余量粒径不大于15mm的粉末，即得类矿渣粉，类矿渣粉的粒径为30mm～35mm；所述的氧化物为sio2、cao、al2o3、mgo或fe2o3一种或几种；海砂与氧化物的质量比为(3.0～3.4):(0.9～1.2)；煅烧温度为650℃～700℃。
4.根据权利要求3所述的一种保温、抗火及隔震一体化的低碳固废胶凝材料，其特征在于所述的海砂的主要矿物组分是石英和ralsi3o8，其中r表示碱金属元素；所述的海砂中按质量计算，水溶性氯离子含量≤0.03％，含泥量≤1.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晶，闵皓，李志明，徐庆海，文梓杰，咸玟良，袁宏亚，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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