專利名稱：：地質(zhì)聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種地質(zhì)聚合物的制備方法，屬于無機(jī)非金屬膠凝材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：地質(zhì)聚合物(Geopolymer)的概念最早是由法國學(xué)者Jos印hDayidovtis于1978年提出的，地質(zhì)聚合物被認(rèn)為是由地球化學(xué)作用或人工模仿地質(zhì)合成作用而制造出的以無機(jī)聚合物為機(jī)體的人造巖石。這種人造巖石具有天然巖石一樣的強(qiáng)度、耐久性和體積穩(wěn)定性。目前，比較普遍被接受的地質(zhì)聚合物形成的原理是，具有一定活性的含鋁硅酸鹽物質(zhì)，在氫氧化鈉或氫氧化鉀的作用下向水溶液中游離出AI(0H)4—和OSi(0H)3—，然后逐漸聚合形成硅鋁氧結(jié)構(gòu)的聚合體，使成型體的強(qiáng)度不斷增加。其硬化與產(chǎn)生強(qiáng)度的過程與傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥有明顯的區(qū)別。國外生產(chǎn)地質(zhì)聚合物均以輕燒高嶺土和堿溶液或水玻璃為主要原料。以具有火山灰活性的工業(yè)廢渣(如高爐水渣、鋼渣、粉煤灰、煤矸石、廢磚粉、廢玻璃等，以及城市垃圾后的爐渣)為主要原料制備的地質(zhì)聚合物，是一類不同于水泥，但可以在許多場合取代水泥，并具有比水泥更優(yōu)異性能的膠凝材料體系。地質(zhì)聚合物是以硅氧四面體和鋁氧四面體以角頂相連而形成的具有非晶態(tài)和半晶態(tài)特征的三維網(wǎng)絡(luò)狀固體材料。其主要特點(diǎn)有①地質(zhì)聚合物具有很高的強(qiáng)度，地質(zhì)聚合物容易獲得高強(qiáng)度且后期強(qiáng)度穩(wěn)步增長，地質(zhì)聚合物28天強(qiáng)度可達(dá)60150MPa，1年強(qiáng)度比28天強(qiáng)度增長20%以上。地質(zhì)聚合物標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為2830%，同時(shí)由于堿組分的表面活性作用，使地質(zhì)聚合物拌合物有很好的和易性，便于成型和施工。②硬化快早期強(qiáng)度高1天強(qiáng)度可達(dá)3060Mpa，可用于混凝土路面修補(bǔ)和搶修工程。③地質(zhì)聚合物具有良好的耐酸性。④地質(zhì)聚合物具有良好的體積穩(wěn)定性。⑤地質(zhì)聚合物的水化熱低，屬于低熱水泥，可用于大體積混凝土工程。⑥地質(zhì)聚合物具有良好的抗凍融性能好普通混凝土抗凍融循環(huán)一般在300次以內(nèi)，而地質(zhì)聚合物混凝土能經(jīng)受3001000次凍融循環(huán)，可用于抗凍混凝土施工。經(jīng)專利檢索發(fā)現(xiàn)在我國申請有關(guān)地質(zhì)聚合物制備和應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)專利有8條。國外申請有關(guān)地質(zhì)聚合物制備與應(yīng)用技術(shù)的專利共62條，以美國最多，為27條，歐洲各主要國家以及日本、澳大利亞、加拿大等國都有申請。在已申請的專利中，以利用粉煤灰和煅燒高嶺土為主要原料的最多，制備的典型方法都以鋁硅酸鹽、硅酸(鉀)鈉、氫氧化鈉或氫氧化鉀為主要原料，地質(zhì)聚合物制備多數(shù)是固體和液體雙組份，使用不方便。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種提高瓦斯灰利用率，降低水泥生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成的污染的地質(zhì)聚合物的制備方法。技術(shù)解決方案本發(fā)明包括下列原料的重量百分比瓦斯灰1060%、礦渣粉3070%、氫氧化鈉510%、二水石膏310%;制備方法如下將上述原料中的礦渣烘干，粉碎至5000cm7g以上比表面積，將粉碎后的礦渣與瓦斯灰、氫氧化鈉和二水石膏按上述比例混合均勻，制成聚合物。本發(fā)明以瓦斯灰、礦渣為主要原料，提高了瓦斯灰的利用率，用固體激發(fā)劑制備地質(zhì)聚合物，解決了生產(chǎn)水泥過程中所造成的環(huán)境污染，變廢為寶，使用方便。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)制備工藝簡單，成本非常低，只用固體激發(fā)劑，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染。(2)瓦斯灰和礦渣是工業(yè)廢物，本發(fā)明為綠色建材增添了新成員。具體實(shí)施例方式本發(fā)明地質(zhì)聚合物材料的制備方法，生產(chǎn)所用的主要原料見表1，表2為聚合物的四個(gè)實(shí)施配料，表3為四個(gè)實(shí)施配料制備的聚合物基本性能。表1瓦斯灰和礦渣的化學(xué)組成<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表3四個(gè)實(shí)施配料制備的聚合物基本性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明主要原材料包括原狀瓦斯灰、礦渣，將礦渣置于105t:的烘箱中干燥24h，粉磨至5000cm7g以上比表面積；地質(zhì)聚合物制備將瓦斯灰、礦渣粉、氫氧化鈉、二水石膏按表2中的四個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行配料；按GB/T17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法制備并進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)。制備的聚合物與標(biāo)準(zhǔn)砂的比例為l:3，聚合物與水的比例為0.5。標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間按GB/T1346-2001標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。凈漿試件采用40mmX40mmX40mm試模，在溫度為20。C，濕度90%的濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24h后脫模，脫模后在2(TC的溫度和90%以上濕度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，按規(guī)定齡期，用萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)測定強(qiáng)度。權(quán)利要求地質(zhì)聚合物的制備方法，其特征在于，包括下列原料的重量百分比瓦斯灰10～60％、礦渣粉30～70、氫氧化鈉5～10％、二水石膏3～10％；制備方法如下將上述原料中的礦渣烘干，粉碎至5000cm2/g以上比表面積，將粉碎后的礦渣與瓦斯灰、氫氧化鈉、二水石膏按上述比例混合均勻，制成聚合物。全文摘要本發(fā)明涉及一種地質(zhì)聚合物的制備方法，屬于無機(jī)非金屬膠凝材料領(lǐng)域。本發(fā)明包括下列原料的重量百分比瓦斯灰10～60％、礦渣粉30～70、氫氧化鈉5～10％、二水石膏3～10％；制備方法如下將上述原料中的礦渣烘干，粉碎至5000cm2/g以上比表面積，將粉碎后的礦渣與瓦斯灰、氫氧化鈉、二水石膏按上述比例混合均勻，制成聚合物。本發(fā)明制備工藝簡單，成本低，只用固體激發(fā)劑，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染。瓦斯灰和礦渣是工業(yè)廢物，本發(fā)明為綠色建材增添了新成員。文檔編號C04B7/24GK101786808SQ200910215579公開日2010年7月28日申請日期2009年12月21日優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日發(fā)明者張金山,趙俊梅,顏春軍申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)