[发明专利]一种基于硅灰石矿物基聚合物的合成方法

说明书

本发明公开了一种基于硅灰石新型矿物基聚合物的合成方法，包括制备改性硅灰石；制备碱硅酸盐激发剂；改性硅灰石、高岭土、粉煤灰、矿粉、沙子和石子为基本原料，放入搅拌机内，再加入碱硅酸盐激发剂，搅拌均匀，得到砂浆；将砂浆装入模具中，放在振动台上振动，在室温下静置成型，脱模，养护，即得到新型矿物基聚合物。本发明使用化学包覆法对硅灰石的表面进行无机改性，得到的新型矿物基聚合物在抗压强度和耐腐蚀能力大大提升。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种基于硅灰石矿物基聚合物的合成方法。

背景技术

硅灰石作为一种工业矿物，由于具有纤维状结构、无毒无嗅、稳定的化学性能、低的吸水率等优良的性能而被广泛应用。随着科技日新月异的发展，在科学家不断地探索下，硅灰石潜在的新用途正陆续被发现，国内外硅灰石市场需求持续增长。对硅灰石进行表面改性、深加工合成复合功能材料，提高资源利用的高附加值，显得尤为重要。

目前，钢筋混凝土结构中，混凝土使用的主要原料是硅酸盐水泥。传统的硅酸盐水泥是利用石灰石、粘土等原料，经过两磨一烧的生产工艺制备而成，其中煅烧温度高达1450℃。它的生产是一个高能耗、高资源消耗、高环境负荷的产业，使我国能源、资源和环境不堪重负，给水泥工业的可持续发展带来严峻的挑战。而无机矿物聚合物是由具有潜在活性的工业固体废弃物和碱性激发剂混合而制成的一种胶凝材料，免去了传统水泥生产中的烧结过程，不排放CO₂，大量减少烟尘。另外，相对于传统硅酸盐水泥制成的混凝土而言，矿物基聚合物成本低、能耗低，并且早强性与耐蚀性都有一定的提高。但如何使矿物基聚合物的抗压强度与耐久性进一步提升仍然值得探索。

无机矿物聚合物与目前硅酸盐水泥相比具有以下优点：

(1)力学性能优良。无机矿物聚合物早期强度高，只需要养护三天其强度就可以达到最后强度的百分之七十，力学性能完全可以满足建筑结构材料的要求。

(2)耐酸碱性能优良。无机矿物聚合物具有较强的耐腐蚀性以及良好的稳定性，它优良的耐酸碱侵蚀和耐气候变化性能使其不会对周围环境造成新的污染，是一种较为环保的材料。

(3)体积收缩较小。水化之后，传统的硅酸盐水泥会产生较大的化学收缩，但是无机矿物聚合物却能保持良好的体积稳定性。

(4)耐高温性能较强。与传统硅酸盐水泥相比，它具有优异的耐高温性能，将无机矿物聚合物用作建筑材料，对火灾有着良好的抑制作用，对于火灾的防范具有重大意义。

(5)自然资源丰富，生产低能耗。

(6)低孔隙率，低渗透率，耐久性优良。无机矿物聚合物具有良好的孔结构及渗透率，可固化有毒废物，用于固封有毒金属及放射性核废料；且可以抑制普通水泥中金属离子迁移与骨料反应而引起的碱集料反应，没有膨胀，经受自然破坏的能力很强。

此外，我国固体废弃物排放严重，大多得不到合理利用，如粉煤灰、矿渣等。这些固体废弃物大都可用来制备无机矿物聚合物，无机矿物聚合物的合成为合理利用固体废弃物资源提供了一条合理有效的发展路线，同时也展示出无机矿物聚合物材料未来巨大的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种对硅灰石的表面改性进行研究并致力于基于硅灰石矿物基聚合物的合成方法。

本发明的实施例提供一种基于硅灰石矿物基聚合物的合成方法，包括以下步骤：

S1.制备改性硅灰石；

S2.制备碱硅酸盐激发剂；

S3.以步骤S1制备的改性硅灰石、高岭土、粉煤灰、矿粉、沙子和石子为基本原料，放入搅拌机内，再加入步骤S2制备的碱硅酸盐激发剂，搅拌均匀，得到砂浆；