[发明专利]一种沸石地聚物胶凝材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种沸石地聚物胶凝材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）制备硅铝质混合料；（2）配制碱性活化剂；（3）制备沸石地聚物胶凝材料。该地聚物胶凝材料合理利用偏高岭土、沸石、赤泥、粉煤灰、氧化镁等原料，提升了各材料组分的活化反应，碱金属离子牢固结合于反应产物中，表面泛霜问题可以稍微缓解。本发明制作的沸石地聚物胶凝材料强度高，硬化速度快，28天强度可达48MPa以上。原料中的氧化镁起着填充、膨胀剂作用，可有效吸收二氧化碳。通过优化配比，该地聚物耐腐蚀性较普通硅酸盐水泥更优异，毛细孔数量少，抗渗性好且收缩小，凝结速度快，适用性强，符合生态环保可持续的发展要求。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种沸石地聚物胶凝材料及其制备方法。

背景技术

地聚物的制备为通过烧粘土（偏高岭土）、碱激发剂等材料，经过相应处理，反应得到的一种新材料。这种具有三维氧化物网络结构的无机聚合材料，与陶瓷性能很相似，有优于水泥的性能。制作过程中材料不需高温处理，可以直接使用或低温下使用，原料简单来源广泛，价格低廉，比水泥的二氧化碳排放量更少，节能减排。同时在碱性条件下，地聚的硅铝酸的脱水反应是可逆的，产物还可以在粉碎之后二次利用，比水泥更环保。制作过程简单，其类晶体结构可以包裹金属离子和毒性物质，内在离子还可吸附金属离子，胶凝效果非常快，在较短时间即可达到高强度。据文献记载，地聚物胶凝材料在酸性条件下，也可由有很大的强度保有率，耐酸性高，强度下降较慢。

CN105271848A发明以高岭土和锰尾矿渣为主要原料制备，制作工艺简单，利用锰尾矿渣替代了部分偏高岭土，降低了地聚物胶凝材料的成本，提高了锰尾矿综合利用程度，但因碱激发剂水玻璃的掺量、模数很难保证地聚物的胶凝效果，且收缩较大。

当前地聚物胶凝材料主要存在以下问题：（1）快凝，如何使其凝结时间控制在一个合适范围内又不明显降低强度；（2）表面容易泛霜，不仅影响制品的外观，而且会降低制品的抗渗性和界面与界面之间的结合强度；（3）碱骨料反应破坏的长期过程，对于各种抑制碱骨料反应的矿物掺合料或外加剂的深入研究非常必要；（4）收缩，掌握各组分之间的性质和关系通过相应手段可以降低收缩；（5）强度易受波动，矿物结构不稳定等等，另外粉煤灰的活性很难激活，如何将这些问题控制在一个合理范围内，最大限度的利用物质且有很好的使用效果对现实有重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种沸石地聚物胶凝材料，20℃水化6h，即可达到要求强度，凝结时间快且强度高，缓解了表面泛霜的问题，此外，该胶凝材料能达到收缩小、耐腐蚀性好的效果，在道路、桥梁及军事设施等可运用其进行快速抢修。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种沸石地聚物胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

1）制备硅铝质混合料：a.将大块纯细高岭土进行水洗、过滤、烘干处理后放在行星球磨机的不锈钢罐中研磨3h，筛分后放入高温炉中，在700℃下煅烧2小时得到偏高岭土粉末；b.混合一定量粉煤灰、沸石、氧化镁、赤泥，混合均匀烘干得到硅铝质混合料；

2）配制碱性活化剂：先将氢氧化钠和一定量水融合得到氢氧化钠溶液，再加入水玻璃，制取不同模数的碱活性激发剂，常温放置冷却12小时；

3）制备沸石地聚物胶凝材料：将硅铝质混合料缓缓加入到碱性活化剂中，边搅拌，边加入蒸馏水，直到液固比为2/1，在充分搅拌后放入到85℃烘箱中，保存12小时，脱模即制得沸石地聚物胶凝材料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1）具体包括：所述偏高岭土100份，所述粉煤灰占所述偏高岭土质量的10%-15%，所述沸石占所述偏高岭土质量的5%-12%，所述氧化镁占所述偏高岭土质量的1-5%，赤泥占所述偏高岭土的10%-15%；所述偏高岭土活性指数≥110。