一种地聚物及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115432950A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211230674.1(22)申请日2022.10.08(71)申请人中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司地址710065陕西省西安市雁塔区丈八东路18号(72)发明人刘娜杜志水益波王社亮王盼何洋吴腾冯兴国刘宁(74)专利代理机构西安乾方知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61259专利代理师胡思棉(51)Int.Cl.C04B7/24(2006.01)C04B7/153(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种地聚物及其制备方法(57)摘要本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种地聚物及其制备方法，以重量百分比计，其各组分含量为：粉细砂0～41.4％，煤矸石6.1～39.4％，高炉矿渣2.0～12.8％，聚丙烯酰胺基内养护剂2～4％，碱性激发剂46～55％，其中碱性激发剂碱当量7～13％；碱性激发剂模数0.8～1.5；液固比0.35～0.5。通过搅拌混合而成。本发明提高了固体废弃物利用率，同时提高了早期抗压强度。CN115432950ACN115432950A权利要求书1/1页1.一种地聚物，以重量百分比计，其各组分含量为：粉细砂0～41.4％煤矸石6.1～39.4％高炉矿渣2.0～12.8％聚丙烯酰胺基内养护剂2～4％碱性激发剂46～55％，其中碱性激发剂碱当量7～13％；碱性激发剂模数0.8～1.5；液固比0.35～0.5。2.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，所述粉细砂粒径大于0.075mm的颗粒含量大于50％。3.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，固体废弃物粉末粒径为5～20mm，且煤矸石和高炉矿渣中，二氧化硅和三氧化二铝重量百分比50％以上。4.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，所述碱性激发剂为氢氧化钠和硅酸钠的混合溶液；硅酸钠溶液初始模数为2.3，波美度50°。5.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，所述聚丙烯酰胺基内养护剂为聚丙烯酰胺(阴离子)，分子量1400。6.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，煤矸石与高炉矿渣质量比3:1。7.权利要求1至6任一所述的地聚物的制备方法，步骤包括：1)在搅拌状态下，依次倒入上述煤矸石、高炉矿渣、粉细砂，低速干拌1min；2)向固体混合物中加入碱激活剂和聚丙烯酰胺内养护剂，低速搅拌2min；再高速搅拌3min。2CN115432950A说明书1/5页一种地聚物及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及建筑材料领域，具体是指地聚物及制备方法。背景技术[0002]由于目前社会对混凝土的需求量很大，而传统的混凝土制备过程中带来的高碳排放、高能耗、高污染等问题日益凸显。在我国提倡的可持续发展的背景下，减少生产过程中碳排放，降低生产过程中的能耗已是建筑材料技术领域的当务之急。同时，混凝土耐高温能力差、耐久性不足、早期抗压强度低、养护龄期长等问题已被人们重视。寻求性能良好的替代材料已成为研究者最重视的问题之一。[0003]地聚物最早是由法国科学家Davidovits在二十世纪七十年代末研发，是一种在碱性条件下由硅铝酸盐形成的凝胶材料，具有早期抗压强度高、耐腐蚀、耐高温、低污染、反应放热低等良好性能。所以地聚物具有作为建筑材料的巨大潜能。[0004]近些年，地聚物的研究越来越多，一般通过碱性激发剂和砖土、矿渣等配制而成，比如中国专利申请CN111253094A公开的一种地质聚合物凝胶材料。[0005]虽然众多的地聚物研究成果中，应用了多种废渣，但是针对煤矸石这种废料好像还没看到过相关研究报告。[0006]煤矸石是煤炭开采过程中和洗煤过程中排放的固体废料，已成为我国产量最大的固体废物之一，其储存量达到45亿吨。大量煤矸石堆积，占用大片土地。其堆放也会产生大量的管理费用。同时，煤矸石中的硫化物流出会污染农田、大气和水体。[0007]为了废物利用，本发明针对利用煤矸石制备地聚物进行了研究。发明内容[0008]本发明的目的是提供一种用制备地聚物及制备方法，以固体废弃物煤矸石和高炉矿渣与粉细砂复合形成三元地聚物，使其早期抗压强度达到20MPa以上，可作为C20混凝土的替代材料。同时，用聚丙烯酰胺作为内养护剂，改善了地聚物早期表面易产生裂纹问题。[0009]为实现上述目的，本发明提供的技术方案一种地聚物，以重量百分比计，其各组分含量为：[0010]粉细砂0～41.4％[0011]煤矸石6.1～39.4％[0012]高炉矿渣2.0～12.8％[0013]聚丙烯酰胺基内养护剂2～4％[0014]碱性激发剂46～55％，其中碱性激发剂碱当量7～13％；碱性激发剂模数0.8～1.5；液固比0.35～0.5。[0015]优