本發(fā)明涉及一種無機材料,具體是一種無機水泥材料。
背景技術(shù):
近年來,隨著我國基礎(chǔ)建設的迅猛發(fā)展,水泥的用量繼續(xù)攀升,但是水泥工業(yè)是一個能耗、高資源消耗并且環(huán)境污染嚴重的行業(yè),水泥是一種粉狀水硬性無機膠凝材料,水泥加水攪拌后成漿體,能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起,用它膠結(jié)碎石制成的混凝土,硬化后不但強度較高,而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長期以來,它作為一種重要的膠凝材料,廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。在當前“可持續(xù)發(fā)展”和“節(jié)能減排”政策的背景下,水泥行業(yè)的發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)和沖擊,尋求新的原料代替現(xiàn)有原料制造水泥是一種切實可行的途徑,市場前景廣闊。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種無機水泥材料,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種無機水泥材料,由以下原料按照重量份組成:氧化鋇3-8份、云母粉2-10份、硫酸鈣5-12份、硅酸鹽22-35份、粉煤灰30-46份、沸石粉10-17份、無機纖維棉2-5份、硅藻土4-8份和氧化鋁微粉3-5份。
作為本發(fā)明進一步的方案:無機纖維棉為礦渣、硅石和焦炭經(jīng)過高溫熔融并且經(jīng)過離心得到,礦渣、硅石和焦炭的重量之比為3-5:2-6:1。
作為本發(fā)明進一步的方案:硅酸鹽采用硅酸鈉、硅酸鈣、硅酸鉀和硅酸鋁的一種或多種的混合物,粉煤灰采用市場上出售的二級粉煤灰。
所述無機水泥材料的制備方法,具體步驟如下:
步驟一,將硅藻土放置在2mol/L的鹽酸中浸泡15-30分鐘,將浸泡后的產(chǎn)物采用去離子水洗至中性,再將硅藻土采用微波處理,得到改性硅藻土;
步驟二,將改性硅藻土、粉煤灰、云母粉、沸石粉、硫酸鈣、硅酸鹽和氧化鋇放在混料機并且加入混合物總重量3-5倍的水,混料機將水和混合物以100-150rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌,攪拌過程中加入無機纖維棉和氧化鋁微粉,加料結(jié)束后混料機以300-450rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30-50分鐘,得到混合溶液;
步驟三,將混合溶液放在干燥爐中并且保持干燥爐的溫度為45-80攝氏度,完全干燥完畢即可得到成品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明原料來源廣泛并且原料價格低廉,制備工藝簡單,生產(chǎn)成本低,適用于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn);本發(fā)明的各組分之間起協(xié)同作用,既解決了粉煤灰排放大量堆放的問題,變廢為寶,合理利用資源,又提供了一種抗壓強度和抗折強度性能優(yōu)于現(xiàn)有水泥的產(chǎn)品,使用效果好。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種無機水泥材料,由以下原料按照重量份組成:氧化鋇3份、云母粉2份、硫酸鈣5份、硅酸鹽22份、粉煤灰30份、沸石粉10份、無機纖維棉2份、硅藻土4份和氧化鋁微粉3份。無機纖維棉為礦渣、硅石和焦炭經(jīng)過高溫熔融并且經(jīng)過離心得到,礦渣、硅石和焦炭的重量之比為3:4:1。
所述無機水泥材料的制備方法,具體步驟如下:
步驟一,將硅藻土放置在2mol/L的鹽酸中浸泡15分鐘,將浸泡后的產(chǎn)物采用去離子水洗至中性,再將硅藻土采用微波處理,得到改性硅藻土;
步驟二,將改性硅藻土、粉煤灰、云母粉、沸石粉、硫酸鈣、硅酸鹽和氧化鋇放在混料機并且加入混合物總重量3倍的水,混料機將水和混合物以100rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌,攪拌過程中加入無機纖維棉和氧化鋁微粉,加料結(jié)束后混料機以300rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30分鐘,得到混合溶液;
步驟三,將混合溶液放在干燥爐中并且保持干燥爐的溫度為45攝氏度,完全干燥完畢即可得到成品。
實施例2
一種無機水泥材料,由以下原料按照重量份組成:氧化鋇5份、云母粉4份、硫酸鈣7份、硅酸鹽26份、粉煤灰34份、沸石粉12份、無機纖維棉4份、硅藻土6份和氧化鋁微粉4份。硅酸鹽采用硅酸鈉和硅酸鋁的混合物,粉煤灰采用市場上出售的二級粉煤灰。
所述無機水泥材料的制備方法,具體步驟如下:
步驟一,將硅藻土放置在2mol/L的鹽酸中浸泡20分鐘,將浸泡后的產(chǎn)物采用去離子水洗至中性,再將硅藻土采用微波處理,得到改性硅藻土;
步驟二,將改性硅藻土、粉煤灰、云母粉、沸石粉、硫酸鈣、硅酸鹽和氧化鋇放在混料機并且加入混合物總重量5倍的水,混料機將水和混合物以120rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌,攪拌過程中加入無機纖維棉和氧化鋁微粉,加料結(jié)束后混料機以360rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌35分鐘,得到混合溶液;
步驟三,將混合溶液放在干燥爐中并且保持干燥爐的溫度為56攝氏度,完全干燥完畢即可得到成品。
實施例3
一種無機水泥材料,由以下原料按照重量份組成:氧化鋇7份、云母粉7份、硫酸鈣10份、硅酸鹽29份、粉煤灰41份、沸石粉14份、無機纖維棉3份、硅藻土6份和氧化鋁微粉5份。無機纖維棉為礦渣、硅石和焦炭經(jīng)過高溫熔融并且經(jīng)過離心得到,礦渣、硅石和焦炭的重量之比為5:3:1。硅酸鹽采用硅酸鈣,粉煤灰采用市場上出售的二級粉煤灰。
所述無機水泥材料的制備方法,具體步驟如下:
步驟一,將硅藻土放置在2mol/L的鹽酸中浸泡26分鐘,將浸泡后的產(chǎn)物采用去離子水洗至中性,再將硅藻土采用微波處理,得到改性硅藻土;
步驟二,將改性硅藻土、粉煤灰、云母粉、沸石粉、硫酸鈣、硅酸鹽和氧化鋇放在混料機并且加入混合物總重量3倍的水,混料機將水和混合物以140rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌,攪拌過程中加入無機纖維棉和氧化鋁微粉,加料結(jié)束后混料機以440rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌46分鐘,得到混合溶液;
步驟三,將混合溶液放在干燥爐中并且保持干燥爐的溫度為73攝氏度,完全干燥完畢即可得到成品。
實施例4
一種無機水泥材料,由以下原料按照重量份組成:氧化鋇8份、云母粉10份、硫酸鈣12份、硅酸鹽35份、粉煤灰46份、沸石粉17份、無機纖維棉5份、硅藻土8份和氧化鋁微粉5份。無機纖維棉為礦渣、硅石和焦炭經(jīng)過高溫熔融并且經(jīng)過離心得到,礦渣、硅石和焦炭的重量之比為3:5:1。硅酸鹽采用硅酸鈉、硅酸鈣、硅酸鉀和硅酸鋁的混合物,粉煤灰采用市場上出售的二級粉煤灰。
所述無機水泥材料的制備方法,具體步驟如下:
步驟一,將硅藻土放置在2mol/L的鹽酸中浸泡30分鐘,將浸泡后的產(chǎn)物采用去離子水洗至中性,再將硅藻土采用微波處理,得到改性硅藻土;
步驟二,將改性硅藻土、粉煤灰、云母粉、沸石粉、硫酸鈣、硅酸鹽和氧化鋇放在混料機并且加入混合物總重量3倍的水,混料機將水和混合物以150rpm的轉(zhuǎn)速進行攪拌,攪拌過程中加入無機纖維棉和氧化鋁微粉,加料結(jié)束后混料機以380rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌50分鐘,得到混合溶液;
步驟三,將混合溶液放在干燥爐中并且保持干燥爐的溫度為80攝氏度,完全干燥完畢即可得到成品。
對比例
除不含有無機纖維棉,對比例1的組分和制備方法均與實施例1相同。
選取實施例1-4的產(chǎn)品、對比例1的產(chǎn)品和現(xiàn)有產(chǎn)品測試各自三天的抗壓和抗折強度,具體數(shù)據(jù)見表1。
表1
從表1可以看出,實施例1-4產(chǎn)品3天的抗壓和抗折強度遠遠優(yōu)于對比例1的產(chǎn)品和現(xiàn)有的水泥產(chǎn)品,完全可以替代現(xiàn)有的水泥產(chǎn)品。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。