一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿及其制備方法
【專利摘要】一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿及其制備方法，其砂漿主要原料的組分及含量為：礦渣64～72份、高嶺土18～22份、粉煤灰10～14份、水玻璃20～25份、氫氧化鈉8～12份、水25～30份、細(xì)砂190～260份，外加劑選用減水劑、穩(wěn)定劑和消泡劑。膠凝材料為經(jīng)過(guò)特定模數(shù)1.4-1.5水玻璃激發(fā)的礦渣、高嶺土和粉煤灰形成的無(wú)機(jī)礦物聚合物，由于無(wú)機(jī)礦物聚合物內(nèi)部的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明自流平砂漿具有較高的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及耐久、耐磨性能。其28d抗壓強(qiáng)度為45MPa，28d抗折強(qiáng)度為9MPa，粘結(jié)強(qiáng)度為4.5MPa。本發(fā)明還具有硬化后表面不光滑、收縮開(kāi)裂和空鼓起皮等問(wèn)題，同時(shí)還提高工業(yè)副產(chǎn)物的利用率。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂楽及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿及其 制備方法，是采用無(wú)機(jī)礦物聚合物作為膠凝材料的自流平砂漿的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 普通水泥基自流平砂漿是由水泥、細(xì)集料、填料及外加劑等組成，加水后具有高流 動(dòng)性的一種自流平材料。它具有良好的流動(dòng)性和自流平功能，且能快速凝固，短時(shí)間內(nèi)就可 以在地坪材料上施工，與基底粘合牢固，并具有抗壓強(qiáng)度高等良好特性。近年來(lái)，不但在自 找平地坪地面有了廣泛的應(yīng)用，在作為終飾面材料上也得到了較大的發(fā)展。然而，水泥基自 流平砂漿在工程應(yīng)用中還存在收縮開(kāi)裂、空鼓起皮、耐磨性差、表面平整度不佳、強(qiáng)度發(fā)展 慢等技術(shù)缺陷，急需對(duì)其性能進(jìn)行改進(jìn)與完善，為更好更廣泛應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
[0003] 無(wú)機(jī)礦物聚合物是一種新型的無(wú)機(jī)膠凝材料，英文名稱為Geopolymer，無(wú)機(jī)礦物 聚合物的原料以工業(yè)固體廢棄物為主（高嶺土、火山灰、粉煤灰、硅灰、爐渣、礦渣等），經(jīng)堿 激發(fā)成型。無(wú)機(jī)礦物聚合物的制備過(guò)程完全不排放C02,沒(méi)有兩磨一燒工藝，不會(huì)排放粉塵， 另外，礦物固化材料可以利用固體廢棄物作為大部分原料來(lái)源，如粉煤灰、高爐爐渣、礦山 尾礦等。目前我國(guó)固體廢物的排放越來(lái)越嚴(yán)重，但工業(yè)固體廢物的利用率不到50%，礦山尾 礦的利用率不足5 %，制備礦物固化材料的王要原料為固體錯(cuò)娃酸鹽，可米用各種娃錯(cuò)質(zhì)礦 物和工業(yè)固體廢物。這就為固體廢物的資源化利用提供了一條有效的技術(shù)途徑，在我國(guó)大 力提倡可持續(xù)發(fā)展的今天更顯示出巨大的應(yīng)用前景。無(wú)機(jī)礦物聚合物的化學(xué)組成為鋁硅酸 鹽，其內(nèi)部由大量[Si04]和[Ai04]單體組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其基體相呈非晶質(zhì)至半晶質(zhì) 相。無(wú)機(jī)礦物聚合物在室溫下就可以生成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是無(wú)定形體，所以有人稱 其為凝膠體。正是由于具有上述的特殊結(jié)構(gòu)組成，無(wú)機(jī)礦物聚合物兼有有機(jī)高聚物、陶瓷、 水泥的特點(diǎn)，又不同于上述材料，它具有許多獨(dú)特的材料性能。采用無(wú)機(jī)礦物聚合物作為 膠凝材料制備自流平砂漿，可以有效的避免收縮、開(kāi)裂、起皮、耐磨性差、表面平整度不佳等 技術(shù)問(wèn)題，而且具有施工效率高、自流平、強(qiáng)度發(fā)展快、表面平整好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地 下停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、工廠車間、商場(chǎng)、展廳、辦公樓、商住樓等，是地坪材料發(fā)展新方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿及其制備 方法，該砂漿材料具有免振自流平、表面平整、快硬、收縮率低、耐磨性好等優(yōu)良性能。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其組分及質(zhì)量份數(shù)如下：膠凝材料由礦 渣、高嶺土和硅灰組成，其份數(shù)為：92?108 ;激發(fā)劑由經(jīng)過(guò)氫氧化鈉調(diào)整模數(shù)的水玻璃組 成，其份數(shù)為：28?37 ;水份數(shù)為：25?30份；細(xì)砂份數(shù)為190?260份；外加劑選用減水 齊U、穩(wěn)定劑和消泡劑，其份數(shù)為〇. 1?1. 6份。
[0007] 進(jìn)一步地，所述膠凝材料各組分質(zhì)量份數(shù)為：
[0008] 礦渣 64?72份
[0009] 高嶺土 18?22份
[0010] 粉煤灰 10?14份。
[0011] 進(jìn)一步地，所述激發(fā)劑各組分質(zhì)量份數(shù)為：
[0012] 水玻璃 20?25份
[0013] 氫氧化鈉 8?12份。
[0014] 進(jìn)一步地，所述外加劑各組分質(zhì)量份數(shù)為：
[0015] 減水劑 0· 05?1. 50份
[0016] 穩(wěn)定劑 0· 04?0· 10份
[0017] 消泡劑 0· 03?0· 09份。
[0018] 進(jìn)一步地，所述水玻璃在使用前進(jìn)行模數(shù)調(diào)整，其模數(shù)調(diào)整到1. 4-1. 5模。
[0019] 進(jìn)一步地，所述高嶺土使用前進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為750°C -800°C，煅燒溫度為 4h。
[0020] 進(jìn)一步地，所述細(xì)砂采用的粒徑和質(zhì)量份數(shù)為為：
[0021] 20-30 目 45 ?60 份
[0022] 40-70 目 115 ?150 份
[0023] 70-140 目 30 ?50 份
[0024] 進(jìn)一步地，所述減水劑選用聚羧酸系高效減水劑；穩(wěn)定劑選用羥甲基丙基纖維素 醚；消泡劑選用有機(jī)硅消泡劑。
[0025] 本發(fā)明一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿的制備方法，具體步驟如下：
[0026] 第一步：使用氫氧化鈉，調(diào)整水玻璃模數(shù)到1. 4模?1. 5模；
[0027] 第二步：將高嶺土放入馬弗爐內(nèi)煅燒，煅燒溫度為750°C?800°C，煅燒時(shí)間為4小 時(shí)，冷卻方式為爐內(nèi)自然冷卻；
[0028] 第三步：按照配比稱取各種原料；
[0029] 第四步：稱取所用比例的礦渣、高嶺土和粉煤灰，混合均勻，放入水泥凈漿攪拌機(jī) 內(nèi)；將事先配置好的激發(fā)劑溶液、70°C?80°C的水和外加劑倒入料倉(cāng)中，開(kāi)始拌機(jī)：先慢攪 2min，暫停15s，再快攪2min ;
[0030] 第五步：攪拌均勻后，倒入級(jí)配好的細(xì)砂，再將剩余的水倒入攪拌鍋，重復(fù)攪拌。
[0031] 相比現(xiàn)有技術(shù)而已，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] 1.本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿能免振自流平，施工后的地面表面平 整度非常高，該砂漿的強(qiáng)度發(fā)展快，2小時(shí)強(qiáng)度即可達(dá)到后繼施工要求，而且收縮率低，體積 穩(wěn)定性好，表面耐磨性好，抗壓強(qiáng)度高。
[0033] 2.本發(fā)明中，礦渣、高嶺土和粉煤灰遇堿激發(fā)后具有顯著的膠凝效果，而且早期強(qiáng) 度高，凝結(jié)塊，2小時(shí)砂漿強(qiáng)度即可達(dá)到后繼施工要求。
[0034] 3.可以大量使用工業(yè)礦渣，使得工業(yè)固體廢棄物得到資源化利用。
[0035] 4.采用無(wú)需加熱的常溫常壓制備工藝技術(shù)，制備過(guò)程中無(wú)三廢的排放，是一種綠 色制備過(guò)程。
[0036] 本發(fā)明制備的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿固化后具有良好的抗壓強(qiáng)度及耐磨性 能。可歸因于內(nèi)部結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)礦物聚合物作為膠凝材料。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0038] 本發(fā)明無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其組分及質(zhì)量份數(shù)如下：
[0039] 原料 質(zhì)量份數(shù)
[0040] 膠凝材料：
[0041] 礦渣 64?72份
[0042] 高嶺土 18?22份
[0043] 粉煤灰 10?14份
[0044] 所述激發(fā)劑：
[0045] 水玻璃 20?25份 試筑化鈉 8?12份 水 25?30份 細(xì)砂 190?260份
[0046] 外加劑：
[0047] 減水劑 0· 05?1. 50份
[0048] 穩(wěn)定劑 0· 04?0· 10份
[0049] 消泡劑 0· 03?0· 09份
[0050] 所述水玻璃在使用前進(jìn)行模數(shù)調(diào)整，其模數(shù)調(diào)整到1. 4-1. 5模。
[0051] 所述高嶺土使用前進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為750°C _800°C，煅燒溫度為4h。
[0052] 所述細(xì)砂采用的粒徑和級(jí)配為：
[0053] 20-30 目 45 ?60 份
[0054] 40-70 目 115 ?150 份
[0055] 70-140 目 30 ?50 份
[0056] 所述減水劑選用聚羧酸系高效減水劑；穩(wěn)定劑選用羥甲基丙基纖維素醚；消泡劑 選用有機(jī)硅消泡劑。
[0057] 實(shí)施例1 :一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，按礦渣64,粉煤灰14,高嶺土 22,水玻 璃22,氫氧化鈉9,水26,細(xì)砂210,減水劑0. 4,穩(wěn)定劑0. 06,消泡劑0. 06的重量份數(shù)配制 而成。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0058] 實(shí)施例2 :-種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，按礦渣70,粉煤灰12,高嶺土 18,水玻 璃24,氫氧化鈉12,水30,細(xì)砂250,減水劑0. 5,穩(wěn)定劑0. 04,消泡劑0. 04的重量份數(shù)配制 而成。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0059] 實(shí)施例3 :-種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，按礦渣72,粉煤灰10,高嶺土 18,水玻 璃25,氫氧化鈉13,水29,細(xì)砂240,減水劑0. 8,穩(wěn)定劑0. 07,消泡劑0. 08的重量份數(shù)配制 而成。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0060] 表1實(shí)施例性能測(cè)試結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：其組分及質(zhì)量份數(shù)如下：膠凝材料 由礦渣、高嶺土和硅灰組成，其份數(shù)為：92?108 ;激發(fā)劑由經(jīng)過(guò)氫氧化鈉調(diào)整模數(shù)的水玻 璃組成，其份數(shù)為：28?37 ;水份數(shù)為：25?30份；細(xì)砂份數(shù)為190?260份；外加劑選用 減水劑、穩(wěn)定劑和消泡劑，其份數(shù)為〇. 1?1. 6份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述膠凝材料各 組分質(zhì)量份數(shù)為： 礦渣 64?72份 高嶺土 18?22份 粉煤灰 10?14份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述激發(fā)劑各組 分質(zhì)量份數(shù)為： 水玻璃 20?25份 氫氧化鈉 8?12份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述外加劑各組 分質(zhì)量份數(shù)為： 減水劑 0. 05?1. 50份 穩(wěn)定劑 0. 04?0. 10份 消泡劑 0. 03?0. 09份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述水玻璃在 使用前進(jìn)行模數(shù)調(diào)整，其模數(shù)調(diào)整到1. 4-1. 5模。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述高嶺土使用 前進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為750°C _800°C，煅燒溫度為4h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述細(xì)砂采用的 粒徑和質(zhì)量份數(shù)為為： 20-30目 45?60份 40-70 目 115 ?150 份 70-140 目 30 ?50 份 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿，其特征在于：所述減水劑選用聚 羧酸系高效減水劑；穩(wěn)定劑選用羥甲基丙基纖維素醚；消泡劑選用有機(jī)硅消泡劑。
8. -種如權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)礦物聚合物自流平砂漿的制備方法，其特征在于：具 體步驟如下： 第一步：使用氫氧化鈉，調(diào)整水玻璃模數(shù)到1. 4模?1. 5模； 第二步：將高嶺土放入馬弗爐內(nèi)煅燒，煅燒溫度為750°C?800°C，煅燒時(shí)間為4小時(shí)， 冷卻方式為爐內(nèi)自然冷卻； 第三步：按照配比稱取各種原料； 第四步：稱取所用比例的礦渣、高嶺土和粉煤灰，混合均勻，放入水泥凈漿攪拌機(jī)內(nèi)； 將事先配置好的激發(fā)劑溶液、70°C?80°C的水和外加劑倒入料倉(cāng)中，開(kāi)始拌機(jī)：先慢攪 2min，暫停15s，再快攪2min ; 第五步：攪拌均勻后，倒入級(jí)配好的細(xì)砂，再將剩余的水倒入攪拌鍋，重復(fù)攪拌。
【文檔編號(hào)】C04B28/08GK104402368SQ201410691702
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】王晴, 丁兆洋, 蔣威 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)