一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法.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CN105523723A(43)申请公布日2016.04.27(21)申请号201510977400.2(22)申请日2015.12.23(71)申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市雨花区万家丽南路二段960号(72)发明人陈瑜邓怡帆韩汤溢谭彦卿李静(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人魏娟(51)Int.Cl.C04B7/26(2006.01)C04B7/36(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法；该碱激发材料由低钙粉煤灰、粒化高炉矿渣、纳米沸石粉、膨润土和石膏粉粉料和碱激发组分及水组成；碱激发材料的制备过程为将各种粉料混合均匀后，进一步与含碱激发组分的水溶液混合均匀，即得；该制备方法简单、成本低，制备的碱激发材料具有良好力学性能(尤其是早强)和优异的体积稳定性(微膨胀效应)、抗裂性能和耐久性的特点。CN105523723ACN105523723A权利要求书1/1页1.一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：由粉料和碱激发组分及水按质量比100∶10～20∶30～50组成；所述的粉料由以下质量百分比组分组成：低钙粉煤灰50～95％，粒化高炉矿渣5～20％，纳米沸石粉≤15％，膨润土≤10％，石膏粉≤5％。2.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的低钙粉煤灰为满足GB/T1596标准的I级或II级F类粉煤灰，低钙粉煤灰中游离CaO小于10.0％。3.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的粒化高炉矿渣为满足GB/T18046标准的S95以上等级矿渣粉。4.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的纳米沸石粉粒度大小在20～80nm范围内，纳米沸石粉中无定型SiO2和Al2O3总质量百分比含量大于70％。5.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的膨润土为钾基膨润土，膨润土中钙质蒙脱石质量百分比含量大于85％。6.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的石膏粉为天然石膏粉或工业副产石膏粉，石膏粉中CaSO4·2H2O有效成分含量在90％以上。7.根据权利要求1所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料，其特征在于：所述的碱激发组分由等摩尔比的氢氧化钠和氢氧化钾溶液调节钾钠水玻璃的SiO2/(Na2O+K2O)摩尔比至1.1～1.9，并在室温环境下陈化20～28h得到。8.制备权利要求1～7任一项所述的微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料的方法，其特征在于：将各种粉料混合均匀后，进一步与含碱激发组分的水溶液混合均匀，即得。2CN105523723A说明书1/7页一种微膨胀早强型低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种低钙粉煤灰基碱激发材料及其制备方法，具体涉及一种以低钙粉煤灰为主要原料，添加粒化高炉矿渣、纳米沸石粉、膨润土和石膏粉，通过与钾钠水玻璃和苛性碱复配形成的碱激发组分复合，得到一种微膨胀、早强型碱激发胶凝材料，属建筑材料技术领域。背景技术[0002]硅酸盐水泥具有硬化后强度高、可塑性强、粘结性好以及耐久性能优良等特点，是目前使用最广泛的胶凝材料。然而随着其原材料的日益紧缺，以及生产过程中产生的高CO2排放及高污染，已经给资源的合理利用和环境保护带来巨大的负面影响。我国燃煤电厂和低热值电厂排放的粉煤灰占全国固体废弃物的40％。粉煤灰作为矿物掺合材，应用于水泥与混凝土生产中，已是世界范围内较为成熟的技术。然而现阶段，粉煤灰的利用尚存方式单一、利废率低，且属于低附加值的粗放式利用等问题。[0003]碱激发材料(Alkali-ActivatedMaterials，简称AAM)作为一种以无机[SiO4]、[AlO4]四面体形成空间三维网状键接结构的新型胶凝材料，多以高炉矿渣、偏高岭土、废玻璃等天然硅铝酸盐矿物或工业固体废物为主要原料，工艺简单、节能环保，已成为国内外研究热点，具有广阔的发展空间。[0004]粉煤灰基碱激发材料(Alkali-ActivatedFlyAsh，简称AAFA)是利用粉煤灰(FA，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3及少量未燃烧碳)和天然硅铝原料的相似性，掺加碱性激发组分，在一定条件下制备而成。与传统的使用高岭土或偏高岭土等为主要原料制备碱激发材料需要高温煅烧不同，FA为电力工业高温燃烧残留物，无须预热处理，为其大规模工程应用提供了有力保障，产生显著的