[发明专利]粉煤灰聚合型胶凝材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种主要利用粉煤灰、黄磷渣、赤泥渣、冶金渣等工业废渣制成的聚合型胶凝材料及其制备方法。

背景技术

目前国内的大型电厂及煤炭企业，每天都会产生大量的工业废渣，这些废渣长期堆存不仅占用大量土地，而且会造成水系和大气的严重污染及危害，对于这些废弃料的处理需要投入较大费用，处理不当会二次污染环境，如何将这些废渣通过处理，变废为宝，是一个亟待解决的问题。

粉煤灰作为国内排量较大的工业废渣之一，具有排放量大、污染环境等特点。随着电力工业的发展，燃煤企业粉煤灰的排放量逐年增加，以贵州地区为例，火电装机容量已超过2000万千瓦/年，加上大中型企业锅炉燃煤供气，目前粉煤灰和煤渣的年排放量已接近2000万吨。大量堆放的粉煤灰，会产生扬尘，污染大气，若排入水系会造成河流淤塞，污染环境。赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的一种固体废弃物。赤泥的物质组成复杂、颗粒尺寸小、排放量大、碱度高，导致其综合利用难度大。目前世界范围内尚未实现赤泥的大规模综合利用。

胶凝材料，又称胶结料，是指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。目前市场使用的石材粘结胶、网面胶等基本是有机型的粘结材料，此类粘结材料含大量的有机溶剂，在施工过程中，对施工人员造成很大伤害，对环境造成污染，而且耐候性差易老化，影响使用寿命。用于建筑物的外墙石材粘结时，随着使用年限的增加，有脱落的危险。市场热切盼望新型粘结胶的诞生。

以粉煤灰为原料，制备的聚合型胶凝材料，既符合具有绿色环保的理念，又具有经济实用等优点。是节能降耗利废，发展循环经济，促进生态环境良性循环的新举措。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以粉煤灰、冶金渣等工业废渣为基本原料，以免烧和免蒸养等节能措施，在常温常压下经物理和化学双改性技术，利用纳米激发原理，最大限度地激发工业废渣中非晶质成分物的转化活性，实现水合、溶胶化、凝胶化和胶凝固化作用的新一代绿色低碳型胶凝材料。

本发明的技术方案：一种粉煤灰聚合型胶凝材料，包括下述重量份数配比的原料：工业废渣70～90、协效剂1～10、激发剂10～25、水；所述水总量按照固液比1.5～2.8g：1ml的比例添加，所述固体包括固体工业废渣、协效剂及激发剂。

作为优选，所述的粉煤灰聚合型胶凝材料包括下述重量份数配比的原料：工业废渣75～85、协效剂3～8、激发剂12～20、水；所述水总量按照固液比1.8～2.8g：1ml的比例添加，所述固体包括固体工业废渣、协效剂及激发剂。

作为进一步优选，所述的粉煤灰聚合型胶凝材料包括下述重量份数配比的原料：工业废渣75、协效剂6、激发剂20、水；所述水总量按照固液比2.2g：1ml的比例添加，所述固体包括固体工业废渣、协效剂及激发剂。

进一步的，所述工业废渣为粉煤灰、黄磷渣、赤泥渣、冶金渣中的一种或任意组合。

进一步的，所述协效剂为氟硅酸钠。

进一步的，所述激发剂为低碱硅酸钠。

一种粉煤灰聚合型胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

a、称取工业废渣置于容器内，按比例加入协效剂，充分搅拌，均匀混合，待用；

b、称取激发剂，按比例加入水，充分搅拌，配制成激发剂水溶液；

c、按比例将激发剂水溶液缓慢加入步骤a中混合待用的渣料中，边加入边搅拌，适量加入水调节材料粘稠度，制得胶凝材料。

进一步的，所述步骤a中工业废渣与协效剂的重量比为10:0.5～1。

进一步的，所述步骤b中激发剂水溶液中激发剂加入量按照固液比为0.35～0.45g：1ml添加。

所述的粉煤灰聚合型胶凝材料在建筑施工领域的应用。

本发明的有益效果：

（1）、原料配方单一、来源广泛、成本低廉，可以大量消耗工业废渣，渣料在产品中用量可达75～85%。

（2）、原料中未加入水泥等成分，所得产品的胶凝性来自本技术的激发反应产生。

（3）、配方未加入氢氧化钠等碱性激发剂，成本低，其胶凝性来自本技术的激发反应产生。

（4）、所得胶凝材料的凝固时间较快，凝结强度较高。30天后的拉伸胶粘原强度、浸水后的拉伸胶粘原强度、冻融循环后的拉伸胶粘原强度完全达到国家标准《陶瓷墙地砖胶粘剂JC-T547-2005》的要求。

（5）、用途广泛，所得制品可用于石材与石材、石材与陶瓷、陶瓷与陶瓷间的相互粘接，还可以用于水泥基表面粘接石材或陶瓷。