【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地聚物砂浆，尤其涉及一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆及其制备方法。
技术介绍
1、地聚物砂浆是近年来工程上新兴的一种新型建筑材料，是以硅铝酸盐活性组分在碱激发条件下制备的无机凝胶材料。与传统硅酸盐水泥相比，地聚物砂浆具有更为优异的热稳定性与耐腐蚀性能。同时，地聚物砂浆生产过程中的碳排放量和能耗分别是普通硅酸盐水泥的20％和40％，因此具有显著的低碳特性。
2、硅灰、矿渣和粉煤灰等工业副产物在碱性或酸性激发剂作用下具有替代水泥成为凝胶材料的潜能，利用碱激发剂提高硅灰、矿渣和粉煤灰等粉末的活性，进而聚合形成具有si、al、o三维网状键结构。因此，现有技术常利用高品质硅灰等材料来制备高强地聚物砂浆，极少在低品质硅灰上进行研究。
3、低品质是指矿物掺合料主要物理化学性能指标不满足现行标准的最低要求，即不在标准规定的等级范围内，这些低品质固废材料如果能得到有效利用，对于节约资源、保护环境将发挥重要作用。但低品质硅灰的使用往往容易导致混凝土的性能降低。公开号为cn104788060a的专利申请《一种复掺低品质活性矿物掺合料透水混凝土及其制备方法》，采用低品质硅灰和低品质粉煤灰为原料制备的混凝土的抗压强度仅为16.362mpa。因此，解决低品质硅灰对地聚物砂浆性能的不利影响，提升含有低品质硅灰的地聚物砂浆的抗压强度，是研发低成本高强地聚物过程中亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为解决含有低品质硅灰的地聚物砂浆抗压强度低的问题，本专利技术提供了一种含有低品
2、本专利技术的技术方案：
3、一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，组分包括凝胶材料、骨料、微集料和碱激发剂，所述凝胶材料包括低钙粉煤灰、铝酸钙水泥、低品质硅灰和纳米二氧化硅，所述骨料包括石英砂，所述微集料包括钢纤维，所述碱激发剂包括固体氢氧化钠、水玻璃溶液和自来水，所述各组分按重量份配比如下：粉煤灰732.6～941.4份、铝酸钙水泥252.6份、低品质硅灰63.2～253份、纳米二氧化硅6.3～25.3份、石英砂631.6份、固体氢氧化钠45.3份、水玻璃溶液360.9份和自来水99份，所述钢纤维的添加量按高强地聚物砂浆体积的2％计算。
4、进一步的，所述低钙粉煤灰至少含有如下质量百分含量的组分：35～50％的sio2、15～25％的al2o3和9～10％的cao。
5、进一步的，所述铝酸钙水泥至少含有如下质量百分含量的组分：70～80％的al2o3和20～30％的cao。
6、进一步的，所述低品质硅灰至少含有如下质量百分含量的组分：50～85％的sio2、0～20％的al2o3和0～20％的k2o。
7、进一步的，所述纳米二氧化硅的粒径为5～20nm，所述纳米二氧化硅在掺入地聚物砂浆前采用超声波进行分散处理，超声功率为100w，超声分散处理时间为30min。
8、进一步的，所述石英砂的粒径为180～380μm。
9、进一步的，所述钢纤维的直径为0.12mm，长度为13mm，密度为7850kg/m3。
10、进一步的，所述水玻璃溶液的模数为2.3，固含量为43.5％。
11、一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆的制备方法，首先以固体氢氧化钠、水玻璃溶液和自来水为原料制备碱激发剂，常温下静置；将低钙粉煤灰、铝酸钙水泥、低品质硅灰和纳米二氧化硅混合搅拌，然后加入石英砂继续搅拌使其混合均匀，最后加入静置后的碱激发剂继续搅拌，搅拌期间缓慢加入钢纤维使其分散更均匀，最终获得流动性较好的高强地聚物砂浆。
12、进一步的，所述碱激发剂的具体制备方法为：按水胶比0.24计算用水量，将氢氧化钠颗粒配制成浓度为10.5mol/l的氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液与水玻璃溶液混合搅拌，得到模数为1.3的碱激发剂。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术提供的含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆利用低品质硅灰与纳米二氧化硅的协同作用，增加了整体体系的活性二氧化硅含量，对粉煤灰地聚物砂浆的抗压强度起到良好的增强作用，克服了低品质硅灰单掺对地聚物砂浆强度的不利影响，使含有低品质硅灰的地聚物砂浆的抗压强度达到80.4mpa。
15、本专利技术使低品质硅灰在高强地聚物砂浆中得到良好的应用，不但能使低品质硅灰得到有效利用，减少对环境的污染，还能大幅降低高强地聚物砂浆的生产成本，使其能够取代水泥，得到大量推广和使用。
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1.一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，组分包括凝胶材料、骨料、微集料和碱激发剂，其特征在于，所述凝胶材料包括低钙粉煤灰、铝酸钙水泥、低品质硅灰和纳米二氧化硅，所述骨料包括石英砂，所述微集料包括钢纤维，所述碱激发剂包括固体氢氧化钠、水玻璃溶液和自来水，所述各组分按重量份配比如下：粉煤灰732.6～941.4份、铝酸钙水泥252.6份、低品质硅灰63.2～253份、纳米二氧化硅6.3～25.3份、石英砂631.6份、固体氢氧化钠45.3份、水玻璃溶液360.9份和自来水99份，所述钢纤维的添加量按高强地聚物砂浆体积的2％计算。
2.根据权利要求1所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述低钙粉煤灰至少含有如下质量百分含量的组分：35～50％的SiO2、15～25％的Al2O3和9～10％的CaO。
3.根据权利要求1或2所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述铝酸钙水泥至少含有如下质量百分含量的组分：70～80％的Al2O3和20～30％的CaO。
4.根据权利要求3所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于
5.根据权利要求4所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为5～20nm，所述纳米二氧化硅在掺入地聚物砂浆前采用超声波进行分散处理，超声功率为100W，超声分散处理时间为30min。
6.根据权利要求5所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述石英砂的粒径为180～380μm。
7.根据权利要求6所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述钢纤维的直径为0.12mm，长度为13mm，密度为7850kg/m3。
8.根据权利要求7所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述水玻璃溶液的模数为2.3，固含量为43.5％。
9.一种权利要求1-8任一所述含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆的制备方法，其特征在于，首先以固体氢氧化钠、水玻璃溶液和自来水为原料制备碱激发剂，常温下静置；将低钙粉煤灰、铝酸钙水泥、低品质硅灰和纳米二氧化硅混合搅拌，然后加入石英砂继续搅拌使其混合均匀，最后加入静置后的碱激发剂继续搅拌，搅拌期间缓慢加入钢纤维使其分散更均匀，最终获得流动性较好的高强地聚物砂浆。
10.根据权利要求9所述含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆的制备方法，其特征在于，所述碱激发剂的具体制备方法为：按水胶比0.24计算用水量，将氢氧化钠颗粒配制成浓度为10.5mol/L的氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液与水玻璃溶液混合搅拌，得到模数为1.3的碱激发剂。
...【技术特征摘要】
1.一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，组分包括凝胶材料、骨料、微集料和碱激发剂，其特征在于，所述凝胶材料包括低钙粉煤灰、铝酸钙水泥、低品质硅灰和纳米二氧化硅，所述骨料包括石英砂，所述微集料包括钢纤维，所述碱激发剂包括固体氢氧化钠、水玻璃溶液和自来水，所述各组分按重量份配比如下：粉煤灰732.6～941.4份、铝酸钙水泥252.6份、低品质硅灰63.2～253份、纳米二氧化硅6.3～25.3份、石英砂631.6份、固体氢氧化钠45.3份、水玻璃溶液360.9份和自来水99份，所述钢纤维的添加量按高强地聚物砂浆体积的2％计算。
2.根据权利要求1所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述低钙粉煤灰至少含有如下质量百分含量的组分：35～50％的sio2、15～25％的al2o3和9～10％的cao。
3.根据权利要求1或2所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述铝酸钙水泥至少含有如下质量百分含量的组分：70～80％的al2o3和20～30％的cao。
4.根据权利要求3所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述低品质硅灰至少含有如下质量百分含量的组分：50～85％的sio2、0～20％的al2o3和0～20％的k2o。
5.根据权利要求4所述一种含有低品质硅灰的高强地聚物砂浆，其特征在于，所述纳...
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