本发明专利技术公开了一种含高分子化合物的偏高岭土基土聚水泥的制备方法，其特征是包括：按偏高岭土100质量份、碱激发剂50～70质量份、水10～30质量份、高分子化合物0.1～15质量份的质量配比取各原料；所述碱激发剂由10～40质量份氢氧化钠与30～50质量份水玻璃混合组成；所述高分子化合物是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、环氧树脂中的任一种；将各原料混合搅拌3～6min成浆体，注入模具中成型；在温度为19～23℃、相对湿度为90%～95%的条件下养护24h.脱模，在标准养护箱中继续养护后，即制得产物。采用本发明专利技术，制得的含高分子化合物的偏高岭土基土聚水泥强度高，二氧化碳排放量少，是一种新型环保的绿色水泥。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种土聚水泥的制备，涉及。制得的土聚水泥是一性能良好、新型环保的绿色水泥。
技术介绍
硅酸盐水泥是建筑工程中不可或缺的建筑材料，但其生产过程中消耗大量的不可再生资源和能源，严重污染了环境，且其耐久性不足。地质聚合物(Geopolymer)是近年发展起来的一类新型无机高聚合胶凝材料，即地聚合物或土聚水泥。由法国科学家JosephDavidovits (约瑟夫·达维多维茨)教授于20世纪70年代首先发现并命名。相对于娃酸盐水泥，土聚水泥具有丰富的原料资源，能耗低，几乎无污染。土聚水泥水化产物的独特结构决定其具有如下性能①较高的早期强度，室温条件下养护4h其抗压强度可达15 20MPa,并达到最终强度的70%，其后期强度也不会下降；②良好的施工性能，土聚水泥混凝土制备工艺简单，并能在室温下快速硬化；③节能环保，土聚水泥不依赖于石灰石作原料，比传统波特兰水泥生产中排放二氧化碳少90%;④耐久性好，土聚水泥制得的混凝土硬化后结构致密，抗渗性、抗冻性好；在酸性条件下质量损失小，表现出良好的抗腐蚀性能。由于其独特的性能以及在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料和耐高温材料等方面所显示出广阔的应用前景，已成为各国材料科学工作者关注的目标之一。“Geopolymer (土聚水泥)” 一词是法国化学家J. Davdovits教授于上世纪70年代研究古建筑时候发现并研究提出来的。土聚水泥是一种无机聚合硅酸盐材料，又称地质聚合物、土壤聚合物、地聚物、土聚物、矿物聚合物等。土聚水泥是又一种或一种以上的矿物材料或经改性的矿物材料为原料，采用浇筑或压制成型的方法，在较低的温度小发生缩聚反应，形成以共价键、离子键为主的致密的高强度材料。偏高岭土、高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、煤矸石、磷渣、各种炉渣等都可作为合成土聚水泥的原料。土聚水泥由硅氧四面体与铝氧四面体相连接形成的无机聚合物结构特征。因此，其既具有有机高聚物、陶瓷的性能又兼水泥的一些特性。土聚水泥在制备方面相对于普通水泥具有很大的优势，首先偏高岭土基土聚水泥的主要原料是高岭土，而我国是世界上主要的高岭土产国，产量占世界总产量的78%，目前我国高岭土产点有700多处，所以在土聚水泥制备中我国有丰富的原料来源。其次制造土聚水泥的材料不需要高温煅烧和烧结，其反应在常温到150°C就可以完成。而且生产过程中没有N0x、SOx和CO产生，CO2的排放量也非常低。最后土聚水泥的生产主要以煤系高岭为 原料，生产过程中不使用不可再生的石灰石资源，因此可以大大降低CO2的排放量，CO2被认为是引起“温室效应”的罪魁祸首，而硅酸盐水泥工业则负有不可推卸的责任，生产It水泥熟料就要放出It的CO2，世界上没增加It水泥熟料，环境就会多增加It CO2的负荷，这一问题已引起人们的极大重视。开发土聚水泥有可能很大程度上解决这一难题，生产土聚水泥相对于硅酸盐水泥能减少80%的CO2的排放，这对于生态平衡、维持环境协调具有重要意义。世界各国对土聚水泥进行研究，性能得到不断提高，应用领域也不断扩展。目前，商品名为土聚水泥(Geopolymer)、(PZ-Geopoly)、(Pyrament)等系列土聚水泥产品已经投放欧洲市场。前苏联Glukhovsk在50 — 60年代,系统地研究了土聚合物材料，大力开发这种新型胶凝材料用于建筑工业，并研制了土聚水泥复合材料，Tjipto (芝普托)与Hansen(汉森)利用金属纤维增强土聚水泥，得到抗弯强度为280 - 350Mpa的制品；此外，还有大量关于土聚水泥的专利文献。如1981年，Dr. Bengt Fross (本特费斯博士)获得利用火山灰制造胶凝材料的专利，法国Davidovits (达维多维茨)获得利用粘土制备胶凝材料专利。Davidovits (达维多维茨)与Legrand (勒格朗)获得利用压力制备地聚合物专利。Davidovits Nicolas (达维多维茨尼古拉斯)获得了纤维增强地聚合物的专利。而国内有关偏高岭土研究的起步很晚，近几年才陆续有一些偏高岭土作为矿物掺合料研究的报道。大部分水泥科研工作者对土聚水泥的原料、水化机理、多种应用等诸多方面进行了深入细致的研究。在努力提高材料强度的同时，材料的耐久性越来越得到人们的关注。世界各地大型混凝土工程的破坏状况非常严重，每年各国都需要花费巨额的费用在维修方面。土聚水 泥具有易脆的特性和抗折强度低等缺陷，通常会影响其广泛的应用，现有土聚水泥的机械性能尚待改善。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供，采用本专利技术制得的土聚水泥，有效提高了土聚水泥的抗压强度，提供一种性能良好的绿色环保型水泥。本专利技术的内容是，其特征是包括下列步骤 a、配料按偏高岭土 100质量份、碱激发剂50 70质量份、水10 30质量份、高分子化合物O.1 15质量份的组成和质量配比取各原料组分； 所述碱激发剂由10 40质量份的氢氧化钠与30 50质量份的水玻璃混合组成； 所述高分子化合物是聚乙烯醇(例如聚乙烯醇1988)、聚丙烯酰胺(例如阴离子型分子量为300 2200万的聚丙烯酰胺)、环氧树脂(例如环氧树脂E44)中的任一种；也可以是其它不与碱反应及可溶于水的有机高分子化合物。各高分子化合物均为市售产品，生产企业有成都市科龙化工试剂厂等。b、混合成型将步骤a取得的各原料组分混合搅拌3 6min成浆体，再将浆体注入模具中成型(成型制成生产中需要的形状，例如长方体、正方体形等)。C、养护在温度为19 23°C、相对湿度为90% 95%的条件下养护24h.脱模，，即制得产物含高分子化合物的偏高岭土基土聚水泥。本专利技术的内容中步骤a所述配料的原料组分中还可以包括有促硬剂六氟硅酸钠I 5质量份、缓凝剂三聚磷酸钠I 5质量份。本专利技术的内容中步骤a中所述偏高岭土较好的是将高岭土经过600 800°C高温脱水2h 4h处理后得到的偏高岭土。本专利技术的内容中步骤a中所述偏高岭土的主要质量百分比化学组成为包括SiO252. 29 52. 30%、A1203 44. 58 44. 59%，余量为 TiO2 'Fe2O3、K2O、Na2O, CaO、MgO,Pb 和Mn等。本专利技术的内容中步骤a中所述水玻璃较好的是模数为3. 2 3. 3的水玻璃。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果 (1)采用本专利技术，在碱性溶液中，硅铝酸盐材料中的S1-O-Si和Al-O-Al共价键发生断裂，铝酸盐材料发生解体，生成带点的小分子基团，这些带点的小分子基团进入胶体溶液并大量聚集，相互之间反应形成一种硬化结构的缩聚产物；而部分有机高分子可以促进土聚水泥的水化反应的进行，使其浆体硬化更加密实，从而提高其强度；通过上述的制备过程，在土聚水泥的制备过程中添加高分子使其抗压强度大大增强，土聚水泥具有更好的耐久性； (2)采用本专利技术，制得的土聚水泥具有有机高聚物、陶瓷、水泥的优良性能，又具有原料来源广、工艺简单、节约能源和环境污染小等优点，是一种环保型“绿色建筑材料”；是一种不同于硅酸盐水泥的新型胶凝材料； (3)我国是世界上主要的高岭土产国，本专利技术采用偏高岭土来制备土聚水泥(即地聚合物)，原料来源丰富，制备过程中相对于硅酸盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含高分子化合物的偏高岭土基土聚水泥的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按偏高岭土100质量份、碱激发剂50～70质量份、水10～30质量份、高分子化合物0.1～15质量份的组成和质量配比取各原料组分；所述碱激发剂由10～40质量份的氢氧化钠与30～50质量份的水玻璃混合组成；所述高分子化合物是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、环氧树脂中的任一种；b、混合成型：将步骤a取得的各原料组分混合搅拌3～6min成浆体，再将浆体注入模具中成型；c、养护：在温度为19～23℃、相对湿度为90%～95%的条件下养护24h.脱模，即制得产物含高分子化合物的偏高岭土基土聚水泥。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，王静，罗学刚，张亚萍，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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