【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料领域，涉及一种基于废玻璃粉的低碳凝胶材料，具体涉及一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料及其制备方法。
技术介绍
1、由于玻璃制品的广泛应用，导致每年全世界可产生多达1.3亿吨的玻璃废弃物。然而由于各种玻璃产品性质差异很大，多数的废弃玻璃已无法满足玻璃再制造的要求，据统计仅有不足10%的废弃玻璃可满足玻璃再制造。并且由于玻璃质量较重且易碎，因此回收过程中需投入大量人力、时间和资金成本，回收过程尤其复杂，因此目前世界各国仍多采用自然填埋的方式进行处理。但是玻璃被认为是几乎不可能自降解的材料，其良好的稳定性及其成分中含有的铜、镉等重金属，使得自然填埋的处理方式不环保也不可持续。针对于此，采用废玻璃粉制备碱激发胶凝材料（aam）是近年来发现的一种新型的回收利用废玻璃的方式，可更有效的回收利用玻璃废弃物并相对于传统的填埋方式也更环保。
2、废玻璃可用于制备具有高力学强度的aam。由更细的废玻璃粉制备的碱激发废玻璃(aawg)由于比表面积更大，因此可表现出更高的力学强度。碱激发剂的组成对aawg的强度有很大影响。碱浓度不足会导致原料溶解不完全，聚合程度较低。在一定范围内oh-含量高的溶液会产生更强的aawg，因为oh-会促进玻璃中si-o-si键的断裂。这样可以更有效地溶解废玻璃，促进凝胶的形成。然而，过多的oh-也会导致缩聚受限，从而导致强度下降。适当的碱性溶液模量也是制备高强度aawg的关键(zhu et al., 2019，synthesis of highstrength binders fro
3、然而，aawg的耐水性较差，在高湿度环境中，其力学性能会随着时间的推移而下降。在redden和neithalath的研究中，用aawg制备的砂浆在潮湿环境中暴露28天后，其抗压强度下降了58%(redden and neithalath, 2014 microstructure, strength, andmoisture stability of alkali activated glass powder-based binders. cement andconcrete composites 2014; 45: 46-56)。在另一项研究中，用矿渣和废玻璃粉制备的aam，随着废玻璃粉含量的增加，耐水性变差(menchaca-ballinas et al., 2023compressive strength and microstructure of alkali-activated waste glass-slagcements. journal of sustainable cement-based materials 2023; 12(4): 381-392.)。这是因为废玻璃碱激发后的产物是水玻璃钠凝胶(zhu et al., 2019)，在高水分环境下容易发生部分水解，导致aawg强度损失。
4、加入矿渣、粉煤灰、偏高岭土等含钙、含铝的材料可生成耐水性较好的铝酸钙硅酸盐水合物或地聚合物凝胶，从而提高aawg的耐水性。在前人研究中，粉煤灰与玻璃粉以1:1的比例混合制备的aam的耐水性得到了显著改善:虽然仍有部分强度损失，但在高湿环境下暴露28天后，其抗压强度仍保持了56%，而没有添加粉煤灰的aawg的抗压强度仅保持了42%。此外，添加粉煤灰的材料强度在14天后呈现稳定趋势(redden and neithalath, 2014)。在另一项研究中，在aawg 中加入矿渣取代75%的玻璃粉，其耐水性得到了改善(menchaca-ballinas et al., 2023)。
5、然而，这些改进措施往往需要添加高含量的其他材料，如矿渣和煤粉灰。但这些材料已经被很好地用在混凝土中作为辅助胶凝材料使用，市场对其需求量很大，导致其价格也越来越高。因此，这些改进方法并不符合促进废玻璃升级回收的初衷。本专利技术独辟蹊径：提出一种通过疏水改性提高aawg耐水性的新方法。
6、疏水改性可以通过表面改性或加入疏水添加剂来实现。表面改性包括通过喷涂或浸渍等方法在材料表面涂上疏水涂层。由于表面涂层随着时间的推移容易脱落和老化，使用这种方法很难保持长期的疏水性。相比之下，在制备aam的混合过程中加入疏水添加剂引入三维疏水性，可使材料拥有更持久的疏水稳定性。
7、疏水添加剂如聚二甲基硅氧烷(pdms)和聚甲基氢硅氧烷(pmhs)可以使常规的胶凝材料具有良好的疏水性。pdms是一种具有成本效益、无毒、不挥发、不易燃、透明的聚合物材料。在wang的研究中，掺入pdms的水泥砂浆的接触角为157.3°，为超疏水性(wang etal., 2020 effect of pdms on the waterproofing performance and corrosionresistance of cement mortar. applied surface science 2020; 507: 145016.)。与pdms一样，pmhs具有良好的化学稳定性和热稳定性，并且无色透明。pmhs制备的地聚合物泡沫具有优异的疏水性能，其接触角为170°(dong et al., 2022 a novel integrationstrategy for the foaming and hydrophobization of geopolymer foams. cement andconcrete research 2022; 160: 106919.)。然而，pdms和pmhs作为疏水添加剂在aawg中的应用尚未进行探索。利用它们来改善aawg的弱耐水性就更加新颖了。
8、本专利技术专利采用疏水改性的方式，以制备出一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，所述废玻璃粉低碳胶凝材料采用如下材料进行制备：玻璃粉100份、硅酸钠溶液30-60份、碱溶液6-10份以及疏水改性剂用量为0.4-1.2ml，其特征在于：所述疏水改性剂为聚二甲基硅氧烷和/或聚合氢化硅氧烷-聚(甲基-氢硅氧烷)。
2.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷粘度为1000-3000cP，优选地1800-2400cP，优选地2000-2200cP。
3.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于：聚合氢化硅氧烷-聚(甲基-氢硅氧烷)平均摩尔质量为1700-3200。
4.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其中玻璃粉粒径不大于150μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于，按照质量份计玻璃粉100份，硅酸钠溶液41.7份，8M氢氧化钠溶液8.3份，疏水改性剂0.4-1.2ml。
6.根据权利要求1-4任
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，所述改性废玻璃粉低碳凝胶材料的静态接触角不小于90°，吸水率不高于3.5%，存放于室温、99%RH湿度环境下1-28d抗压强度可保持稳定不会出现持续下降趋势。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求7所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料的制备方法，其特征在于，步骤（7）中环境温度为50-90摄氏度，湿度30-40%，时间72小时。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料的用途，其特征在于，所述改性废玻璃粉低碳凝胶材料用于建筑材料，所述改性废玻璃粉低碳凝胶材料的静态接触角不小于90°。
...【技术特征摘要】
1.一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，所述废玻璃粉低碳胶凝材料采用如下材料进行制备：玻璃粉100份、硅酸钠溶液30-60份、碱溶液6-10份以及疏水改性剂用量为0.4-1.2ml，其特征在于：所述疏水改性剂为聚二甲基硅氧烷和/或聚合氢化硅氧烷-聚(甲基-氢硅氧烷)。
2.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷粘度为1000-3000cp，优选地1800-2400cp，优选地2000-2200cp。
3.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于：聚合氢化硅氧烷-聚(甲基-氢硅氧烷)平均摩尔质量为1700-3200。
4.根据权利要求1所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其中玻璃粉粒径不大于150μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种具有优异耐水性的废玻璃粉低碳胶凝材料，其特征在于，按照质量份计玻璃粉100份，硅酸钠溶液41.7份，8m氢氧化钠溶液8...
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