一种改性高强型地聚物胶凝材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113716898A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202110870462.9(22)申请日2021.07.30(71)申请人东南大学地址211189江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人朱志铎霍王文张杰康转转(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人徐尔东(51)Int.Cl.C04B28/00(2006.01)C04B40/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种改性高强型地聚物胶凝材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种改性高强型地聚物胶凝材料及其制备方法，以废弃混凝土再生粉体、高炉矿渣、粉煤灰作为前驱体，采用纳米SiO2水性分散液或者纳米Al2O3水性分散液进行改性，利用硅酸钠溶液和氢氧化钠的混合溶液作为碱激发剂，制备得到地聚物胶凝材料；本申请消纳废弃混凝土回收利用过程中产生的废弃粉体，制备出常温养护条件下高强度的地聚物胶凝材料，是一种绿色建筑材料，具有早期强度高、耐久性优良等特点，实现废弃混凝土粉体的高附加值利用，其制备方法同样简单易操作，应用前景广阔。CN113716898ACN113716898A权利要求书1/1页1.一种改性高强型地聚物胶凝材料，其特征在于：包括用于制作凝胶材料的反应原料，其包括前驱体、碱激发剂溶液和纳米分散液，其中反应原料混合时，碱激发剂溶液与前驱体的质量份数比为0.40‑0.55，纳米分散液与前驱体的质量份数比为0.02‑0.12。2.根据权利要求1所述的改性高强型地聚物胶凝材料，其特征在于：所述前驱体包括废弃混凝土再生粉体、高炉矿渣和粉煤灰，其中，废弃混凝土再生粉体、高炉矿渣和粉煤灰的质量份数比为40‑70：20‑50:0‑30。3.根据权利要求2所述的改性高强型地聚物胶凝材料，其特征在于：所述高炉矿渣为S95级；所述粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级C类粉煤灰。4.根据权利要求1所述的改性高强型地聚物胶凝材料，其特征在于：所述碱激发剂溶液为硅酸钠溶液和氢氧化钠溶液配制的混合溶液，其中，硅酸钠溶液和氢氧化钠溶液的质量份数比为1.5:1，所述氢氧化钠溶液浓度为14mol/L。5.根据权利要求1所述的改性高强型地聚物胶凝材料，其特征在于：所述纳米分散液为纳米SiO2水性分散液或者纳米Al2O3水性分散液或者纳米SiO2水性分散液、纳米Al2O3水性分散液的组合，其中，纳米SiO2水性分散液中SiO2含量为30±2％，粒径为10nm；纳米Al2O3水性分散液中纳米Al2O3含量为20％，粒径为10nm。6.一种基于权利要求1‑5任一所述改性高强型地聚物胶凝材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：配置碱激发剂溶液，称取硅酸钠溶液、氢氧化钠固体和水充分混合均匀形成溶液A，向溶液A内掺入纳米SiO2水性分散液或者纳米Al2O3水性分散液或者纳米SiO2水性分散液、纳米Al2O3水性分散液的组合，搅拌均匀，形成溶液B，将溶液B通过聚乙烯薄膜密封，静置冷却；步骤S2：配置前驱体，称取废弃混凝土再生粉体、高炉矿渣和粉煤灰，将三者置于搅拌机中搅拌均匀，设定搅拌机的转速为150r/min，搅拌时间为120s；步骤S3：制备地聚物浆体，将溶液B缓慢倒入混合均匀的前驱体粉料中，搅拌机继续搅拌180s，直至碱激发剂溶液与前驱体混合均匀；步骤S4：成型，将步骤S3中制备获得的地聚物浆体倒入模具中，将模具放置在振动台上振动120s，然后将模具表面刮平，对模具进行密封；步骤S5：养护，将步骤S4中的试样置于标准养护室中养护，24h后拆除模具，将试样继续置于标准养护室中进行养护，直至测试龄期；步骤S6：强度测试，依据GB/T17671‑1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》分别测定试样的7天、14天和28天龄期的无侧限抗压强度。7.根据权利要求6所述的改性高强型地聚物胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述废弃混凝土再生粉体制备方法包括以下步骤：步骤S21，将混凝土废料进行破碎筛分，得到粒径为2.36mm的再生料粉；步骤S22：将再生料粉进行球磨，对球磨后的再生料粉过75μm筛，获得粒径小于0.075mm的磨细粉体。8.根据权利要求6所述的改性高强型地聚物胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述标准养护室的温度为20℃±2℃，湿度≥95％。2CN113716898A说明书1/7页一种改性高强型地聚物胶凝材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种改性高强型地聚物胶凝材料及其制备方法，属于固体废弃物资源化利用和地聚物材料制备技术领域。背景技术[0002]随着国民经济的发展和城镇化进程的大力推进，大量不符合使用要求的混凝土建(构)筑物被拆除或改造，产生巨量废弃混凝土。废