本发明专利技术公开了一种地质聚合物/乳化沥青复合材料及其制备方法，其主要由以下重量份数的组分组成：75～95份地质聚合物浆体和5～25份乳化沥青；所述的地质聚合物是由碱激发活性材料与改性水玻璃按质量比为1:1混合制备而成。所述的碱激发活性材料为选自偏高岭土、矿渣和粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。所述的乳化沥青采用固含量为50～70%的工业乳化沥青。该复合材料性能优良，强度高、韧性好，且制备工艺简单可行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料工程
，涉及一种地质聚合物基有机无机复合材料及其制备方法。
技术介绍
地质聚合物材料的应用可追溯到古代，即以高岭土、白云岩或石灰岩与盐湖成分Na2CO3、草木灰成分K2CO3发生反应生成人造石。地质聚合物是上个世纪70年代末，法国科学家Davidovits首先提出来的。由于该材料体积密度小(1.3 1.9 g.αιΓ3),轻质高强；耐腐蚀性、耐水热性、体积收缩小、高温热稳定性及耐久性良好；同时具有绿色环保等优点；使其逐渐成为了近年来国际上研究非常活跃的材料之一。但其抗弯、抗拉强度低，抗冲击强度差，脆性大，易开裂等问题，这些都限制了其发展与应用。广西大学制备了地质聚合物基植物纤维复合材料，当复合材料中稻谷壳含量达到总重量的12.81 %，甘蔗渣掺量达到8.00 %，即总的植物纤维的掺量达到20.81 %时，复合材料的抗折强度达到2.53 MPa。长安大学制备的冷铺复合浙青混凝土材料28天最高抗压强度为2.99 MPa，最大抗折强度为1.68 MPa。传统的浙青(乳化浙青)混凝土材料属于半刚性材料，传统浙青混凝土复合材料在实际路用过程当中易出现粘结性、耐久性不足等缺点。专利技术专利(专利号200910022109.4,200910022883.5,201210081093.6)分别公开了一种有机高分子、一种有机纤维和一种聚氯乙烯树脂与地质聚合物复合胶凝材料的制备方法，通过以上复合，制备的复合材料的抗折强度得到一些提高。但总体不论纤维还是其他有机高分子都存在价格昂贵，成型工艺复杂等明显缺点，这限制了其发展应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中碱激发地质聚合物胶凝材料存在的韧性差、脆性大的缺陷，提供了一种制备高强度和高韧性的胶凝材料的方法。地质聚合物/乳化浙青复合材料可以广泛应用于道路修补材料、绝缘材料、装饰材料等领域，具有防水、防火、耐侯性好、耐腐蚀性等特点。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案: 一种地质聚合物/乳化浙青复合材料，其主要由以下重量份数的组分组成:75 95份地质聚合物浆体和5 25份乳化浙青；所述的地质聚合物浆体主要由以下重量份数的组分组成:50 60份碱激发活性材料和50 60份改性水玻璃。该地质聚合物/乳化浙青复合材料是先由50 60份碱激发活性材料和50 60份改性水玻璃混合搅拌15 30分钟制备出地质聚合物浆体，再把75 95份地质聚合物浆体与5 25份乳化浙青混合5分钟后，将地质聚合物/乳化浙青混合浆体注入模具中养护在一定温度下养护一定时间得到的一种地质聚合物/乳化浙青复合材料。 作为本专利技术的进一步说明，以上所述的地质聚合物/乳化浙青复合材料主要由以下优选的重量份数的组分组成:75份地质聚合物浆体和25份乳化浙青；所述的地质聚合物浆体由碱激发活性材料与改性水玻璃按质量比为1:1的优选比例混合制备而成。作为本专利技术的进一步说明，以上所述的碱激发活性材料为偏高岭土、矿渣和粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。当采用两种以上原料的混合物时，可以由任意比例的原料混合得到。作为本专利技术的进一步说明，以上所述的乳化浙青采用固含量为50 70 %的工业乳化浙青。作为本专利技术的进一步说明，以上所述的改性水玻璃为工业钠水玻璃溶液或工业钾水玻璃溶液和NaOH混合配制成模数为1.0 2.0的改性水玻璃溶液。模数为1.0 2.0的改性水玻璃溶液与碱激发活性材料反应可以生成强度较高的地质聚合物材料，模数太高溶液中碱浓度太低，碱激发活性材料与改性水玻璃反应不充分，生成的地质聚合物材料强度太低，模数太低，改性水玻璃与碱激发活性材料反应速度太快，反应热高，不容易操作。改性水玻璃的作用在于与偏高岭土、矿渣、粉煤灰等碱激发活性材料反应生成地质聚合物浆体。地质聚合物浆体与乳化浙青混合均匀后固化，可以制备一种有机无机复合材料，该材料在道路修补领域具有广泛的应用前景。水玻璃，即硅酸钠,俗称泡花碱,是一种水溶性硅酸盐,其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为R20.η SiO2,式中R2O为碱金属氧化物,η为二氧化娃与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的模数。其粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好。作为本专利技术的进一步说明，以上所述的偏高岭土采用由200目以上高岭土在600 800 °C的条件下煅烧1.5 2.5 h后得到的粉体；所述的矿渣采用由淬水粒化高炉矿渣经粉磨至200 1000目的粉体；所述的粉煤灰为400 1000目、品质达到二级以上的粉体。 一种制备上述地质聚合物/乳化浙青复合材料的方法，该方法包括以下工艺步骤: (O改性水玻璃溶液的制备:在工业钠水玻璃溶液或工业钾水玻璃溶液中加入烧碱混合，配制出模数为1.0 2.0的改性水玻璃溶液； (2)地质聚合物浆体的制备:选取碱激发活性材料，置于高速分散机中，然后加入相应重量份数的步骤(I)制备的改性水玻璃，搅拌均匀，获得地质聚合物料浆； (3)地质聚合物/乳化浙青复合材料的制备:取相应重量份数的乳化浙青加入到步骤(2)中的地质聚合物料浆中，高速搅拌5分钟，混合搅拌均匀后浇注或压制于模具中，养护0.5 7天，并保持养护温度为20 90 V ;脱模后即为地质聚合物/乳化浙青复合材料。本专利技术主要是利用乳化浙青对地质聚合物进行增韧增强的方法，能有效解决一般乳化浙青混凝土材料早期抗压强度不足的缺点；本专利技术制备的地质聚合物/乳化浙青复合材料的抗压强度在10.0 97.2 MPa之间，抗折强度在2.0 15.2 MPa之间。本专利技术的优点: (O复合材料融合了地质聚合物和乳化浙青的特性，防水、防火特性、耐侯性、耐腐蚀，性能明显优于现有技术中的同类复合材料；(2)采用常温浇注或压制成型，低温养护(20 90°C),工艺简单，无毒无污染； (3)碱激发活性材料(偏高岭土、矿渣、粉煤灰中的一种或两种以上混合)、水玻璃、乳化浙青等原材料来源广泛或为工业废渣，成本低，可解决废弃物利用问题。具体实施例方式下面结合具体实例对本专利技术进一步说明，但本专利技术的保护范围不限这些实施例。实施例1: 一种地质聚合物/乳化浙青复合材料，其主要由以下重量份数的组分组成:75份地质聚合物浆体和25份乳化浙青；而地质聚合物主要由以下重量份数的组分组成:50份碱激发活性材料和50份模数为1.2改性水玻璃。乳化浙青采用固含量为50 %的工业乳化浙青。碱激发活性材料采用由200目以上高岭土在800 °C的条件下煅烧2 h后得到的偏高岭土粉体。上述地质聚合物/乳化浙青复合材料的制备方法，该方法的工艺步骤为: (1)改性水玻璃溶液的制备:在工业钠水玻璃溶液中加入NaOH混合，配制出模数为1.2的改性水玻璃溶液； (2)地质聚合物浆体的制备:按重量份数计，选取50kg偏高岭土与50 kg模数为1.2的水玻璃混合搅拌15分钟，获得地质聚合物料浆； (3)地质聚合物/乳化浙青复合材料的制备:按重量份数计，25kg乳化浙青加入75 kg地质聚合物料浆中，高速搅拌3分钟，混合搅拌均匀后浇注于模具中，养护7天，并保持养护温度为20 V ;脱模后即为地质聚合物/乳化浙青复合材料。经测量，该复合材料的抗压强度达到58.7 MPa，压缩弹性模量为380.1 MPa，抗折强度为11.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种地质聚合物/乳化沥青复合材料，其特征在于：其主要由以下重量份数的组分组成：75～95份地质聚合物浆体和5～25份乳化沥青；所述的地质聚合物浆体主要由以下重量份数的组分组成：50～60份碱激发活性材料和50～60份改性水玻璃。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘乐平，崔学民，匡丕桩，贺艳，邓家喜，谢成，
申请(专利权)人：广西交通科学研究院，广西大学，
类型：发明
国别省市：
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