[发明专利]强化飞灰基地聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种强化飞灰基地聚合物及其制备方法。本发明的聚合物由飞灰，矿渣，磷渣，固体碱激发剂，石英砂，硅酸盐水泥，水和外加剂等组成，且该地聚合物具有良好的施工性能，同时具有强度发展好，收缩性能好，不开裂，保水性能好等特点。本发明可以充分利用飞灰和磷渣，不仅提高固体废弃物的利用价值，节约固体废弃物占地面积，节约环境，而且可以降低地聚合物的生产成本，具有良好的社会效应和经济效应。

技术领域

本发明涉及地聚合物基材料技术领域，尤其涉及一种强化飞灰基地聚合物及其制备方法。

背景技术

地聚合物是一种通过硅铝酸盐材料和硅酸盐溶液或高溶度碱金属氢氧化物反应，生成的一种由硅氧四面体和铝氧四面体合成的无定型三维网状结构的碱铝硅酸盐胶凝材料，属于无机聚合物。合成地聚合物的原材料来源于粉煤灰，矿渣等工业废弃物，与传统的无机硅酸盐胶凝材料相比，具有节约能源，同时也具有降低CO₂排放的优势。地聚合物具有很多优异的特性，包括低收缩率，慢速或快速凝固，耐火性，低导热性和耐酸碱腐蚀等。此外，地聚合物可以完全避免普通硅酸盐水泥因为金属迁移与骨料反应从而引起的碱集料反应，具有良好的耐久性能。但经国内外研究发现，地聚合物后期的强度呈现下降的趋势，而且抗渗性也得到了不同程度地降低。

飞灰是在利用循环流化床燃煤技术燃烧煤炭产生的一种从电除尘器收集的烟道工业废渣，而且其主要成分与粉煤灰相似，都由Al₂O₃，SiO₂和CaO等化合物构成。飞灰与固体氢氧化钠，磷渣，固体助溶剂在高温煅烧下具有较高的活性。而且磷渣中含有的特殊结构P205和高吸水性树脂能够抑制水泥等胶凝材料的早期水化，使得水化产物和缩聚产物更加紧密结合，因而胶凝材料体系硬化后体系结构更加致密，从而使得整体内部孔隙率下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的提供一种强化飞灰基地聚合物及其制备方法。本发明的聚合物材料具有强度高，保水性好，抗渗性好，耐久性能好等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种强化矿渣基地聚合物，由以下重量份的原料制成：飞灰38-43份，矿渣26-29份，磷渣6-8份，普通硅酸盐水泥2-4份，硅酸钠溶液8-12份，固体氢氧化钠1-5份，水6-10份，外加剂1-2份，高吸水性树脂1-3份，固体助溶剂0.01-0.04份。

所述矿渣为首先使用筛分法将球磨机球磨3-5小时，使得平均粒径为50-75um；

所述飞灰中：SiO₂为42-48wt％，Al₂O₃为26-30wt％，飞灰的粒径小于80um；

所述磷渣平均粒径为(15-25)um，其氮吸附测定的比表面积为(280-340)m²/kg，质量系数K为1.1-1.2；

所述硅酸钠溶液的模数为2.8-3.1，其固体含量为25-29wt％；

所述氢氧化钠为颗粒状，纯度大于98％；

所述普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或52.5级普通硅酸盐水泥；

所述外加剂为聚丙烯盐酸、聚丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酰胺等高吸水性树脂的一种或者多种混合物；

所述固体助溶剂为琼脂水溶胶，其固体含量为80-90％；

所述高吸水性树脂，其粒径为0.1mm-0.2mm。

第二方面，本发明提供一种制备上述用于海工混凝土外防护层的地聚合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：