專利名稱：：一種改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于有機(jī)與無機(jī)復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)高分子樹脂乳液與粉煤灰(無機(jī)鋁硅酸鹽)在堿性激發(fā)劑的作用下，生成無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：粉煤灰是火力發(fā)電廠的煤粉進(jìn)入13001500°C的燃煤鍋爐后排放的收塵灰粉。近年來，我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，發(fā)電能力年增長率為7.3%,電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，1995年粉煤灰的排放量為1.25億噸，2000年約為1.5億噸，到2010年將達(dá)到4億噸。在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，火力發(fā)電仍然是我國電力工業(yè)的主流，粉煤灰的產(chǎn)量也會隨之快速增長。大量的粉煤灰長期堆放不僅占用大量的良田，日曬雨淋，會滲入地下，或流入江海，給生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。在大力倡導(dǎo)的“減量化、再利用、資源化”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的當(dāng)今，利用大量的粉煤灰制備新型的無機(jī)聚合物膠凝材料，以替代水泥材料作為新型建筑膠凝材料，使水泥的產(chǎn)量減少，節(jié)約石灰石資源以及水泥熟料燒成過程中的高能耗和高污染，間接達(dá)到減排C02的目的，是粉煤灰高附加值利用的有效途徑之一。無機(jī)聚合物鋁硅酸鹽膠凝材料是由天然礦物(高嶺土、火山灰)以及鋁硅酸鹽工業(yè)固體廢棄物(粉煤灰、煤矸石、礦渣、鋼渣、磷渣等)在堿性激發(fā)劑的作用下，發(fā)生硅氧鍵和鋁氧鍵的斷裂，再通過縮聚反應(yīng)，形成[Si04]4與[A10J5—基本單元組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無機(jī)聚合物膠凝材料[1-3]。J.Davidovits于1985年在申請的美國專利中提出了"Geopolymer"的新概念[4]。不同研究者將其稱為“堿激發(fā)膠凝材料”，“地質(zhì)聚合物”，“土壤聚合物”，“無機(jī)聚合物”等，但都從不同側(cè)面反映了由硅氧鋁形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。利用KOH，NaOH,Na2Si03等堿性物質(zhì)與粉煤灰反應(yīng)制備無機(jī)聚合物膠凝材料有諸多報導(dǎo)，由于粉煤灰與堿反應(yīng)的活化能比較高，通常需要在一定溫度(50-90°C)下養(yǎng)護(hù)，有利于縮短生成無機(jī)膠凝材料的凝結(jié)時間并加快抗壓強(qiáng)度的發(fā)展[5-21]。同時，為了節(jié)約制備成本，簡化工藝過程，J.Temuujin等人[22]探討了室溫養(yǎng)護(hù)條件下制備粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的工藝路線。S.Frantisek等人[23-26]發(fā)明了利用堿激發(fā)粉煤灰制備無機(jī)聚合物的專利。Sim等人[27，28]報導(dǎo)了一種PVA纖維增韌的粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料，PVA纖維的最佳摻量為粉煤灰的1%。Hu等人[29]制備了以沸石及斑脫土作為添加劑的堿激發(fā)粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料。D.R.M.Brew等人[30]探索了利用硅灰的堿溶液形成的偏硅酸鈉與鋁酸鈉溶液進(jìn)行溶膠_凝膠縮聚反應(yīng)制備無機(jī)聚合物膠凝材料。N.Mamoru等人[31]的發(fā)明專利報導(dǎo)了工業(yè)廢棄物粉煤灰固化成型的方法，將堿液與粉煤灰、硅灰(加入量3-50%)在加熱加壓的模具中加熱加壓使其硬化成型，具體的加熱固化溫度為100-200°C，施加壓力2-16MPa。當(dāng)加熱溫度為200°C，施加壓力為ll_16MPa時，其成型件的抗壓強(qiáng)度為140MPa。根據(jù)申請人所檢索的大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，僅發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)涉及堿激發(fā)粉煤灰與硅灰制備無機(jī)聚合物膠凝材料的專利報導(dǎo)[31]。但該方法是在加熱溫度為100-200°C，施加壓力為2_16MPa的苛刻條件下，使堿激發(fā)粉煤灰與硅灰固化，生成具有一定抗壓強(qiáng)度的無機(jī)聚合物膠凝材料。而本發(fā)明是采用堿性激發(fā)劑與粉煤灰及硅粉反應(yīng)，同時摻入苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液對堿性激發(fā)劑粉煤灰基無機(jī)聚合物進(jìn)行增韌改性，繼而在室溫條件下自然硬化，無需任何加熱加壓條件，故與N.Mamoru等人[31]報導(dǎo)的專利有本質(zhì)區(qū)別。根據(jù)申請人所檢索的大量文獻(xiàn)資料，沒有發(fā)現(xiàn)苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物對粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料增韌改性的相關(guān)專利及文獻(xiàn)報導(dǎo)。以下是發(fā)明人給出的參考文獻(xiàn)[1]J.Davidovits,R.Davidovits,Poly(sialate-disiloxo)-basedgeopolymericcementandproductionmethodthereof，USPatent7，229，491(2007)[2]D.Khate,R.Chaudhary,Mechanismofgeopo1ymerizationandfactorsinfluencingitsdevelopment:areview,J.Mater.Sci.42(2007)729-746.[3]P.Duxson,A.Fernandez-Jimenez，J.L.Provis,G.C.Lukey，A.Palomo，J.S.J.vanDeventer,Geopolymertechnology:thecurrentstateoftheart,J.Mater.Sci.42(9)(2007)2917-2933.[4]J.Davidovits,Earlyhighstrengthminerialpolymer,USPatent4，509,985(1985).[5]FrantisekSkvaraa，LubomirKopecky,VItSmilauerb，ZdenekBittnar，Materialandstructuralcharacterizationofalkaliactivatedlow-calciumbrowncoalflyash，J.Hazard.Mater.168(2009)711-720.[6]XiaoluGuo，HuishengShi,WarrenA.Dick,CompressivestrengthandmicrostructuralcharacteristicsofclassCflyashgeopolymer,Cem.Concr.Compos.32(2010)142-147.[7]G.Kovalchuk,A.Fernandez-Jimenez,A.Palomo,Alkali-activatedflyash:Effectofthermalcuringconditionsonmechanicalandmicrostructuraldevelopment-PartII，F(xiàn)uel86(2007)315-322.[8]I.Garcia-Lodeiro,A.Palomo，A.Fernandez-Jimenez,A1kali—aggregatereactioninactivatedflyashsystems,Cem.Concr.Res.37(2007)175-183.[9]T.Bakharev,GeopolymericmaterialspreparedusingClassFflyashandelevatedtemperaturecuring,Cem.Concr.Res.35(2005)1224-1232.[10]A.Palomo,M.W.Grutzek，M.T.Blanco，Alkali-activatedflyashes:acementforthefuture.Cem.Concr.Res.29(8)(1999)1323-1329.[11]A.R.Brough，A.Katz，G_K.Sun，StrubleLJ，KirkpatrickRJ，YoungJF.Adiabaticallycured，alkali-activatedcement-basedwasteformscontaininghighlevelsofflyash:formationofzeolitesandAl—substitutedC-S-H.Cem.Concr.Res.31(2001)1437-1447.[12]J.C.Swanepoel,C.A.Strydom,Utilisationofflyashinageopolymericmaterial.Appl.Geochem.17(8)(2002)1143-1148.[13]T.Bakharev，GeopolymericmaterialspreparedusingClassFflyashandelevatedtemperaturecuring,Cem.Concr.Res.35(2005)1224-1232.[14]F.Skvara,T.Jilek,L.Kopecky,Geopolymermaterialsbasedonflyash.Ceram-Silikaty49(2005)195-204.[15]J.LProvis,G.C.Lukey，J.S.J.vanDeventer，DoGeopolymersactuallycontainnanocrystallinezeolites？Areexaminationofexistingresults.ChemMaterl7(2005)3075-3085.[16]F.Skvara，L.Kopecky,J.Nmecek，Z.Bittnar，Microstruetureofgeopolymermaterialsbasedonflyash.Ceram-Silikaty50(2006)208-215.[17]M.Criado，A.Fernandez-Jimenez，A.G.delaTorre，M.A.G.Aranda，A.Palomo,AnXRDstudyoftheeffectoftheSi02/Na20ratioonthealkaliactivationofflyash,Cem.Concr.Res.37(2007)671-679.[18]J.G.S.vanJaarsveld，J.S.J.vanDeventer,G.C.Lukey,Theeffectofcompositionandtemperatureonthepropertiesofflyash-andkaolinite-basedgeopolymers,Chem.Eng.J.89(2002)63-73.[19]A.Fernandez-Jimenez,A.Palomo，M.Criado,Microstructuredevelopmentofalkali-activatedflyashcement:adescriptivemodel,Cem.Concr.Res.35(2005)1204-1209.[20]M.Steveson,K.Sagoe-Crentsil，Relationshipsbetweencomposition,structureandstrengthofinorganicpolymers.Part2.Flyash-derivedinorganicpolymers,J.Mater.Sci.40(2005)4247-4259.[21]P.Chindaprasirt，T.Chareerat，V.Sirivivatnanon,Workabilityandstrengthofcoarsehighcalciumflyashgeopolymer.Cem.Concr.Compos.29(2007)224-229.[22]J.Temuujin，R.P.Williams,A.van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發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有堿激發(fā)粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料在室溫養(yǎng)護(hù)制度下，普遍存在抗壓強(qiáng)度低，抗折強(qiáng)度差的問題，本發(fā)明的目的在于以粉煤灰為主要原料，摻入少量硅粉，以偏硅酸鈉為激發(fā)劑，或進(jìn)一步以苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液為結(jié)構(gòu)改性劑，制備一種改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料，改善無機(jī)地質(zhì)聚合物材料的脆性，增強(qiáng)其韌性。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的膠凝材料，其特征在于，該無機(jī)聚合物膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2Si029H20225克；水307克。本發(fā)明還給出了一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，所述無機(jī)聚合物膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2Si029H20300克；水264克。本發(fā)明還給出了一種高分子樹脂乳液增強(qiáng)的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料，該乳液增韌的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2Si029H20300克；有機(jī)高分子樹脂乳液增韌改性劑7.545克；水264克。所述有機(jī)高分子樹脂乳液增韌改性劑為苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液。所述粉煤灰及硅粉中粉煤灰1350克，硅粉150克。所述水+Na2Si029H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29。下面本發(fā)明給出了一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料的制備方法，該方法包括如下步驟1)稱取1350克的粉煤灰和150克硅粉；2)將225克或300克的偏硅酸鈉溶入定量的水中；該定量的水按照水+Na2Si029H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29的比例量?。?)室溫下，將偏硅酸鈉水溶液放入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，加入步驟1)混合體進(jìn)行拌和，形成混合均勻的漿狀體；4)將漿狀體放入模具中成型，室溫養(yǎng)護(hù)1天后脫模，室溫養(yǎng)護(hù)不同齡期，即得成型的粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料。本發(fā)明還給出了添加高分子樹脂乳液增韌改性劑來改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料的制備方法，該方法包括如下步驟1)稱取1350克的粉煤灰和150克硅粉；2)將300克的偏硅酸鈉溶入定量的水中；該定量的水按照水+Na2Si029H20中的結(jié)晶水粉煤灰及硅粉=0.29的比例量??；3)稱取7.545克苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液，其固含量48%,pH=79；4)室溫下，將偏硅酸鈉水溶液放入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，加入混合均勻的粉煤灰和硅粉進(jìn)行拌和；再將苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液加入，攪拌形成混合均勻的漿狀體；5)將漿狀體放入模具中成型，室溫養(yǎng)護(hù)1天后脫模，室溫養(yǎng)護(hù)不同齡期，即得成型的改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料。本發(fā)明制備的苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液增韌的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料，帶來的技術(shù)效果如下(1)能夠高附加值的利用工業(yè)固體廢棄物粉煤灰，在室溫下制備無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料，有利于固體廢棄物規(guī)?；Y源化利用，變廢為寶，使粉煤灰成為高效循環(huán)經(jīng)濟(jì)，低碳經(jīng)濟(jì)的寶貴資源，減輕粉煤灰的大量堆積帶來的環(huán)境污染及生態(tài)平衡的巨大壓力。(2)采用常溫常壓的工藝制備方法，制備過程無需加熱，無三廢排放，工藝過程簡單，易于操作，是一種綠色制備。(3)采用苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液對堿激發(fā)粉煤灰基無機(jī)聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，樹脂乳液在低含量時，可填充于無機(jī)聚合物結(jié)構(gòu)的間隙，改善孔結(jié)構(gòu)；摻的苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液所形成的復(fù)合膠凝材料顯示出最佳的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，其28天齡期的抗壓強(qiáng)度比粉煤灰基無機(jī)聚合物提高了16.08MPa,28天齡期的抗折強(qiáng)度提高了3.32MPa；解決了粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料存在的常溫條件下抗壓強(qiáng)度低，抗折強(qiáng)度差的關(guān)鍵技術(shù)問題。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于(1)創(chuàng)新性的提出了以粉煤灰與硅灰為原料，與偏硅酸鈉堿性激發(fā)劑在室溫下反應(yīng)，繼而在室溫下凝結(jié)硬化，無需加熱加壓條件，可制備抗壓強(qiáng)度理想的無機(jī)聚合物膠凝材料。(2)創(chuàng)新性的提出了苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液對堿激發(fā)粉煤灰基無機(jī)聚合物進(jìn)行增韌改性的新方法。8具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料是二元復(fù)配的粉煤灰和硅粉在偏硅酸鈉的激發(fā)下制備而成。其中粉煤灰用量1350克，硅粉的用量150克；偏硅酸鈉用量225或300克，其中偏硅酸鈉為含有結(jié)晶水的Na2Si02-9H20,水307或264克，水+Na2Si029H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29。1.無機(jī)原材料(1)粉煤灰選自陜西韓城熱電廠的粉煤灰，粉煤灰經(jīng)球磨lh后，其Blaine比表面積為450m2/kg。粉煤灰的主要化學(xué)組成(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))Si02(39.26%)，A1203(26.39%)，CaO(3.56%),Ti02(1.12%),Fe203(4.59%),P205(0.13%),MgO(0.47%),Na20(0.26%),K20(1.57%)，S03(0.43%)，其它(22.22%)。粉煤灰的主要礦物組成X_射線衍射分析結(jié)果表明，粉煤灰以無定形的玻璃相為主，還含有少量的莫來石、石英和氧化鈣等礦物相。(2)硅粉硅粉購于西安霖源微硅粉有限公司，Si02含量在85%以上，平均粒徑16iim。硅灰的主要礦物組成為無定形的Si02玻璃相。2.堿性激發(fā)劑購買天津福晨化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的分析純固體偏硅酸鈉，分子式為Na2Si02*9H20，偏硅酸鈉的模數(shù)為1.0。3.有機(jī)高分子樹脂乳液增韌改性劑苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液(BC-982)，西安天韻實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)，外觀為呈蘭光的乳白色液體，固含量48%，粘度8001000mPa*S，pH=79，實(shí)驗(yàn)表明苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液在濃的偏硅酸鈉堿性溶液中具有良好的穩(wěn)定性。以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，需要說明的是，這些實(shí)施例僅為了發(fā)明人更好的詮釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡是在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)的參數(shù)選擇均屬本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1準(zhǔn)確稱量粉煤灰1350克，硅粉150克，將225克激發(fā)劑偏硅酸鈉(Na2Si029H20)溶于307克水中(水+Na2Si02*9H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29，該水量是在總用水量435克中扣除了偏硅酸鈉所含結(jié)晶水128克)。室溫下，將激發(fā)劑水溶液倒入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，再將混合均勻的粉煤灰及硅粉加入進(jìn)行拌和，形成混合均勻的漿狀體；將漿狀體盛入40mmX40mmX160mm的鐵質(zhì)三聯(lián)模具中。在膠砂振實(shí)臺上振實(shí)，用刮板刮平，得到成型的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料。將成型的試件在室溫下養(yǎng)護(hù)24小時，脫模后在室溫下分別養(yǎng)護(hù)3天(3d)，7天(7d)，28天(28d)等不同齡期，采用抗壓儀測定抗壓強(qiáng)度；抗折儀測定其抗折強(qiáng)度，結(jié)果見表1和表2。表1粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的抗壓強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的抗折強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例2準(zhǔn)確稱量粉煤灰1350克，硅粉150克，將300克激發(fā)劑偏硅酸鈉(Na2Si029H20)溶于264克水中(水+Na2Si02*9H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29，該水量是在總用水量435克中扣除了偏硅酸鈉所含結(jié)晶水171克)。室溫下，將激發(fā)劑水溶液倒入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，再將混合均勻的粉煤灰及硅粉加入進(jìn)行拌和，形成混合均勻的漿狀體；將漿狀體盛入40mmX40mmX160mm的鐵質(zhì)三聯(lián)模具中。在膠砂振實(shí)臺上振實(shí)，用刮板刮平，得到成型的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料。將成型的試件在室溫下養(yǎng)護(hù)24小時，脫模后在室溫下分別養(yǎng)護(hù)3天(3d)，7天(7d)，28天(28d)等不同齡期，采用抗壓儀測定抗壓強(qiáng)度；抗折儀測定其抗折強(qiáng)度，結(jié)果見表3和表4。表3粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的抗壓強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的抗折強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本發(fā)明還涉及高分子樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料是在二元復(fù)配的粉煤灰和硅粉中加入一種苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液，在偏硅酸鈉堿性激發(fā)劑的激發(fā)下制備而成。其中粉煤灰用量1350克，硅粉的用量150克；偏硅酸鈉用量300克，水264克(水+Na2Si02*9H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29)，苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的摻量為粉煤灰及硅粉重量的0.5%-3%。實(shí)施例3:準(zhǔn)確稱量粉煤灰1350克，硅粉150克，將300克激發(fā)劑偏硅酸鈉Na2Si029H20溶于264克水中(水+Na2Si029H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29，該水量是在總用水量435克中扣除了偏硅酸鈉所含結(jié)晶水171克)，苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液摻量7.5克(為粉煤灰硅粉重量的0.5%)。室溫下，將激發(fā)劑水溶液倒入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，再將混合均勻的粉煤灰及硅粉加入進(jìn)行拌和，在拌和過程中緩慢加入苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液，形成混合均勻的漿狀體；將漿狀體盛入40mmX40mmX160mm的鐵質(zhì)三聯(lián)模具中。在膠砂振實(shí)臺上振實(shí)，用刮板刮平，得到成型的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物性能的膠凝材料。將成型的試件在室溫下養(yǎng)護(hù)24小時，脫模后在室溫下分別養(yǎng)護(hù)3天(3d)，7天(7d)，28天(28d)等不同齡期，采用抗壓儀測定抗壓強(qiáng)度；抗折儀測定其抗折強(qiáng)度，結(jié)果見表5和表6。表5三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗壓強(qiáng)度樹脂乳液摻量(fft%)抗壓強(qiáng)度(MPa)3d7d28d0.512.2220.0335.66表6三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度樹脂乳液摻量(fft%)抗折強(qiáng)度(MPa)3d7d28d0.51.732.574.10與苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液零摻量的實(shí)施例2相比較，從表3和表5可以看出，摻0.5%的苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的試件其28天的抗壓強(qiáng)度提高了9.63MPa,從表4和表6可見，其28天的抗折強(qiáng)度提高了1.12MPa。實(shí)施例4:整個制備過程同于實(shí)施例3。只有苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的摻量為15克(為粉煤灰硅粉重量的1%)，結(jié)果見表7和表8。表7三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗壓強(qiáng)度11<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表8三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>與苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液零摻量的實(shí)施例2相比較，從表3和表7可見，摻1%的苯乙烯-丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的試件其28天的抗壓強(qiáng)度增加了16.08MPa,即增加了61.77%;從表4和表8可見，其28天的抗折強(qiáng)度增加了3.32MPa,即增加了111.41%，該實(shí)施例的結(jié)果表明苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的摻入，能顯著的改善粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料的力學(xué)性能。實(shí)施例5:整個制備過程同于實(shí)施例3。只有苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的摻量為45克(為粉煤灰及硅粉重量的3%)，結(jié)果見表9和表10。表9三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗壓強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表10三元共聚物樹脂乳液增強(qiáng)的粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料的抗折強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>與苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液零摻量的實(shí)施例2相比，從表3和表9可見，摻3%的苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液的試件其28天的抗壓強(qiáng)度增加了17.18MPa；從表4和表10可見，其28天的抗折強(qiáng)度下降了0.46MPa。從上述的實(shí)施例發(fā)現(xiàn)苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液能顯著改善粉煤灰基無機(jī)聚合物的力學(xué)性能，當(dāng)三元共聚物樹脂乳液摻量為時，粉煤灰基無機(jī)聚合物復(fù)合膠凝材料顯示出最佳的抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度。權(quán)利要求一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的膠凝材料，其特征在于，該無機(jī)聚合物膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2SiO2×9H2O225克；水307克。2.一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，其特征在于，所述無機(jī)聚合物膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2SiO2X9H20300克；水264克。3.按照權(quán)利要求2所述的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，其特征在于，所述該復(fù)合膠凝材料包括下述重量比的原料粉煤灰及硅粉1500克；偏硅酸鈉Na2SiO2X9H20300克；有機(jī)高分子樹脂乳液增韌改性劑7.545克；水264克。4.按照權(quán)利要求3所述的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，其特征在于，所述有機(jī)高分子樹脂乳液增韌改性劑為苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液。5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，其特征在于，所述粉煤灰及硅粉中粉煤灰1350克，硅粉150克。6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料，其特征在于，所述水+Na2SiO2X9H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29。7.一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)稱取1350克的粉煤灰和150克硅粉；2)將225克或300克的偏硅酸鈉溶入定量的水中；該定量的水按照水+Na2SiO2X9H20中的結(jié)晶水粉煤灰和硅粉=0.29的比例量?。?)室溫下，將偏硅酸鈉水溶液放入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，加入步驟1)混合體進(jìn)行拌和，形成混合均勻的漿狀體；4)將漿狀體放入模具中成型，室溫養(yǎng)護(hù)1天后脫模，室溫養(yǎng)護(hù)不同齡期，即得成型的粉煤灰基無機(jī)聚合物膠凝材料。8.按照權(quán)利要求7所述的一種改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)稱取1350克的粉煤灰和150克硅粉；2)將300克的偏硅酸鈉溶入定量的水中；該定量的水按照水+Na2SiO2X9H20中的結(jié)晶水粉煤灰及硅粉=0.29的比例量取；3)稱取7.545克苯乙烯-丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液，其固含量48%,pH=79；4)室溫下，將偏硅酸鈉水溶液放入雙轉(zhuǎn)雙速凈漿攪拌機(jī)中，加入混合均勻的粉煤灰和硅粉進(jìn)行拌和；再將苯乙烯_丙烯酸丁酯_丙烯酸三元共聚物樹脂乳液加入，攪拌形成混合均勻的漿狀體；5)將漿狀體放入模具中成型，室溫養(yǎng)護(hù)1天后脫模，室溫養(yǎng)護(hù)不同齡期，即得成型的改善無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種改善粉煤灰基無機(jī)聚合物力學(xué)性能的復(fù)合膠凝材料及其制備方法，其原料組成粉煤灰1350克，硅粉150克，偏硅酸鈉225或300克，水307或264克(水+Na2SiO2·9H2O中的結(jié)晶水粉煤灰及硅粉＝0.29)，苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物樹脂乳液為粉煤灰及硅粉重量的0.5％～3％；用偏硅酸鈉激發(fā)二元復(fù)配的粉煤灰和硅粉；或?qū)⑷簿畚飿渲橐簱饺肫杷徕c激發(fā)的二元復(fù)配的粉煤灰和硅粉中室溫制備而成。其28天齡期的最佳抗壓強(qiáng)度比粉煤灰基無機(jī)聚合物增加了16.08MPa，28天齡期的抗折強(qiáng)度增加了3.32MPa。三元共聚物樹脂乳液的摻入，能顯著的改善粉煤灰基膠凝材料的力學(xué)性能；本發(fā)明是一種無需加熱，無三廢排放，工藝簡單的綠色制備。文檔編號C04B7/26GK101823847SQ20101015326公開日2010年9月8日申請日期2010年4月22日優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日發(fā)明者劉禮才,張耀君,徐德龍,桂根生,王亞超,郭衛(wèi)鵬,陳篤平,靳朝申請人:西安建筑科技大學(xué)