一種速凝型凝膠材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種速凝型凝膠材料及其制備方法。將堿熔激活處理后的CFBC飛灰100份，與30-100分偏高嶺土混合即可達到一種粉末狀速凝型凝膠材料。使用時將100份凝膠材料加入50-70份激發(fā)劑攪拌即可，初凝時間2分25秒，終凝時間7分40秒，早期強度高達96.2MPa,其28天齡期抗壓強度保存率達95.6%。其中堿熔激活主要將CFBC飛灰與等質(zhì)量的氫氧化鈉固體混合均勻后在馬弗爐中200攝氏度加熱2h，待冷卻后球磨至細度過100目篩子即可。本發(fā)明使用了CFBC飛灰，拓寬了低活性CFBC飛灰的綜合利用途徑。
【專利說明】一種速凝型凝膠材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種CFBC飛灰的資源化利用技術(shù)，具體是一種高性能速凝型凝膠材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]CFBC燃燒技術(shù)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種清潔燃燒技術(shù)。具有燃料適應性好，污染排放少，燃燒效率高，負荷調(diào)節(jié)范圍大等諸多優(yōu)點，是我國大力推廣的一種清潔燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度一般控制在800°C、00°C，遠低于普通煤粉爐的14000C~1700°C，導致循環(huán)流化床燃燒(CFBC)爐飛灰底渣火山灰活性低，使其難以大規(guī)模應用到建材中。通過堿熔激發(fā)火山灰活性，并添加適量的偏高領(lǐng)土進一步提高活性，利用該飛灰和偏高嶺土為材料制備的耐高溫速凝材料為解決循環(huán)流化床燃燒(CFBC)爐飛灰用問題提供了新思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種以CFBC飛灰為原料的速凝型凝膠材料及其制備方法，為循環(huán) 流化床燃燒(CFBC)爐飛灰的用途提供了一種新的應用領(lǐng)域。
[0005]本發(fā)明所述的一種速凝型凝膠材料，其原料包括以下組份及質(zhì)量份數(shù):堿熔CFBC飛灰100份，偏高嶺土 30-100份，50-70份激發(fā)劑。
[0006]上述激發(fā)劑為工業(yè)硅酸鈉水玻璃，模數(shù)為3.2模。
[0007]上述速凝型凝膠材料的制備方法，包括以下步驟:
1)先將原料CFBC飛灰進行堿熔激活，具體操作為，將CFBC飛灰與等質(zhì)量的氫氧化鈉固體混合均勻后，在馬弗爐中180-220攝氏度加熱1.5-2.5h，冷卻后球磨至細度過100目篩子即可；
2)將步驟I)堿熔激活后的CFBC飛灰100份，偏高嶺土30-100份，50-70份激發(fā)劑在常溫下經(jīng)攪拌混合均勻后形成混合物即為速凝凝膠材料，前述均為質(zhì)量份數(shù)。
[0008]本發(fā)明先將低火山灰活性的CFBC粉煤灰堿熔激活，然后輔助一部分高活性的偏高嶺土，得到火山灰活性更高的粉末狀混合料。用工業(yè)級硅酸鈉水玻璃堿激發(fā)混合料得到地聚合物材料。本發(fā)明制備的速凝材料具有高性能，因原材料通過堿激發(fā)制備出地聚合物材料，形成特殊的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。將堿熔激活后的CFBC飛灰和偏高嶺土混合后制備成粉末狀的速凝材料，用水混合調(diào)勻后可以短時間內(nèi)形成高強度材料，具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、耐久性強等特點，可以應用于極端環(huán)境中，如礦山井下填充、巷道堵漏等場合。
[0009]本發(fā)明利用了難以綜合利用的CFBC飛灰，為大量堆置的CFBC飛灰綜合利用開發(fā)了新路徑。制備的速凝劑性能良好，初凝時間2分25秒，終凝時間7分40秒，早期強度高達96.2MPa,其28天齡期抗壓強度保存率達95.6%。【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明的原料:循環(huán)流化床(CFBC)鍋爐飛灰、氫氧化鈉、偏高嶺土、模數(shù)為3.2工業(yè)硅酸鈉水玻璃溶液。
[0011]實施例1
將等質(zhì)量的CFBC飛灰和固態(tài)氫氧化鈉混合均勻后于馬弗爐中200攝氏度加熱2h，待冷卻后球磨至細度過100目篩子即得到堿熔CFBC飛灰，備用；
混合
100份堿熔CFBC飛灰、30份偏高嶺土與50份水玻璃充分攪拌混合均勻。
[0012]性能:早期強度76.3MPa，自然條件養(yǎng)護28天后強度73.8MPa。于800攝氏度高溫煅燒2h后，材料形貌沒有變化，強度75.4MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中浸泡60天后，質(zhì)量損失為6.73%。
[0013]實施例2
O將等質(zhì)量的CFBC飛灰和固態(tài)氫氧化鈉混合均勻后于馬弗爐中180攝氏度加熱
2.5h,待冷卻后球磨至 細度過100目篩子即得到堿熔CFBC飛灰，備用；
2)混合
100份堿熔CFBC飛灰、50份偏高嶺土與70份水玻璃充分攪拌混合均勻。
[0014]3)性能
早期強度80.4MPa，自然條件養(yǎng)護28天后強度79.5MPa。于800攝氏度高溫煅燒2h后，材料形貌沒有變化，強度76.7MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中浸泡60天后，質(zhì)量損失為5.92%。
[0015]實施例3
O將等質(zhì)量的CFBC飛灰和固態(tài)氫氧化鈉混合均勻后于馬弗爐中220攝氏度加熱1.5h,待冷卻后球磨至細度過100目篩子即得到堿熔CFBC飛灰，備用；
2)混合
100份堿熔CFBC飛灰、90份偏高嶺土與60份水玻璃充分攪拌混合均勻。
[0016]3)性能
早期強度78.4MPa，自然條件養(yǎng)護28天后強度77.3MPa。于800攝氏度高溫煅燒2h后，材料形貌沒有變化，強度75.7MPa。于pH=3.6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中浸泡60天后，質(zhì)量損失為6.11%。
【權(quán)利要求】
1.一種速凝型凝膠材料，其特征在于原料包括以下組份及質(zhì)量份數(shù):堿熔CFBC飛灰100份，偏高嶺土 30-100份，50-70份激發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速凝凝膠材料，其特征在于:激發(fā)劑為工業(yè)硅酸鈉水玻璃，模數(shù)為3.2模。
3.權(quán)利要求1所述速凝型凝膠材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)先將原料CFBC飛灰進行堿熔激活，具體操作為，將CFBC飛灰與等質(zhì)量的氫氧化鈉固體混合均勻后，在馬弗爐中180-220攝氏度加熱1.5-2.5h，冷卻后球磨至細度過100目篩子即可； 2)將步驟I)堿熔激活后的CFBC飛灰100份，偏高嶺土30-100份，50-70份激發(fā)劑在常溫下經(jīng)攪拌混合均勻后形成混合物即為速凝凝膠材料，前述均為質(zhì)量份數(shù)。
【文檔編號】C04B7/26GK103833246SQ201410017213
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】李琴, 徐燕, 安浩, 崔皓, 鄧曄文, 翟建平 申請人:南京大學