[发明专利]一种地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法

说明书

本发明属于特种砂浆领域，具体公开一种地质聚合物修补砂浆，该修补砂浆由A、B两种组份组成，所述的A组份为活性硅铝质材料，所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制得。本发明利用含高铝碱性废液中的氢氧化钠辅助调节复合激发剂中速溶硅酸钠的模数，可大大节约氢氧化钠的用量，同时废液中的偏铝酸钠可作为地质聚合物修补砂浆中的活性铝质校正料或部分活性铝质原料，废液中的水分可作砂浆用水的来源，这有利于降低目前地质聚合物修补砂浆的制备成本，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝的碱性废液高效资源化利用提供一条新途径。

技术领域

本发明属于砂浆领域，具体公开一种地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法。

背景技术

地质聚合物是指利用低钙的活性硅铝质原材经过碱激发而形成的胶凝材料，在激发剂的作用下，活性硅铝质原料中的Si-O、Al-O键发生断裂，形成[SiO₄]^4-、[AlO₄]^5-四面体，再经过缩聚形成O-Si-O-Al-O网络状结构的无机聚合物，具有凝结硬化快、早期强度高、耐高温、耐酸碱腐蚀等优点。修补砂浆是指用于混凝土结构表面缺陷修补或加固的一类砂浆，具有较高的抗压强度、粘结性、抗裂性以及防水性。地质聚合物修补砂浆属于无机矿物聚合物修补砂浆，其抗压强度、粘接强度、防水性能等性能指标均优于一般的水泥基修补砂浆，但存在凝结时间短、流动性差而不便于施工作业的问题，同时目前还存在制备成本高的问题。因此，地质聚合物修补砂浆要得到进一步推广应用，控制性能和降低成本是必要的。

在以铝合金为加工原料的生产工艺过程中，会产生一定量的高含铝碱性废液，该废液的主要成分是偏铝酸钠和氢氧化钠。该废液一般需要先进行中和处理达标后才能排放，不仅消耗酸性中和药剂，同时废液中含有的铝不回收容易造成资源的浪费，所以对该废液的高效资源化利用也是一个亟待解决的问题。

本发明提出制备一种地质聚合物修补砂浆，利用高含铝碱性废液部分替代地质聚合物修补砂浆胶凝体系中碱激发剂和活性铝质校正料/原料，这有利于降低目前地质聚合物修补砂浆的制备成本，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝碱性废液高效资源化利用提供一条新途径。

发明内容

为缓解目前地质聚合物修补砂浆制备成本高的问题，以及铝合金原料加工过程中产生的高含铝的碱性混合废液高效利用问题，本发明提供了一种地质聚合物修补砂浆及其制备和使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种地质聚合物修补砂浆，由A、B两种组份制成：

其中，所述A组份为活性硅铝质原料，由以下材料均匀混合制备得到：矿粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、微硅灰：35-40份、减水剂：1.5-2份、缓凝剂：0.8-1.2份、细骨料：580-620份、纤维：4.5-5.5份；

所述的B组份为复合激发剂，由硅酸钠、氢氧化钠、含高铝碱性废液三者加热混合制备得到；其中，硅酸钠：30-35份、氢氧化钠3.8-4.3份、高含铝的碱性废液：60-65份，以重量份数计。

所述的矿粉选自S95级矿粉，比表面积不低于400m²/kg，其化学成分中SiO₂与Al₂O₃的质量比范围为2.6-2.8。

所述的粉煤灰选自Ⅰ级粉煤灰，其化学成分中SiO₂与Al₂O₃的质量比范围为2.2-2.5。

所述的微硅灰中SiO₂含量不低于96％。

所述的减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂；所述的缓凝剂选自磷酸盐缓凝剂；所述的细骨料选自中砂，机制砂或天然砂中的任意几种。