[发明专利]一种多工业固废纤维改性地质聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多工业固废纤维改性地质聚合物及其制备方法，属于土木工程领域，包括以下重量份的原料：钢渣40‑80份、S95矿渣粉20‑40份、锂渣20‑40份、水泥30‑50份、机制砂100‑200份、化学活化剂4‑8份、聚乙烯醇1‑2份、柠檬酸钠0.4‑0.8份、水40‑70份；本发明能够大量消耗工业废弃物生产地质聚合物，不仅可以减少环境污染，变废为宝；而且有效地解决工业固废堆积等问题；利用工业固体废弃物为原料制备地质聚合物作胶凝材料，可以减少产生的碳排放，同时还可以有效地实现大宗工业固体废物的资源化。促进大宗固废在地质聚合物中的实际应用，同时节约成本。

技术领域

本发明属于土木工程领域，特别是涉及一种多工业固废纤维改性地质聚合物及其制备方法。

背景技术

地质聚合物由法国人提出，研究这一材料的初衷是为了解决有机聚合物材料耐热性差等问题，地质聚合物也被称为无机聚合物、矿物聚合物等。地质聚合物可以采用天然矿物或者工业固体废弃物为材料，在化学激发剂作用条件下制备，是一种具有三维网络结构的胶凝材料。地质聚合物具有优异的力学性能、耐高温特性及耐腐蚀性能，在建筑材料领域中可以替代硅酸盐水泥，在重金属废弃物及核废料的固封处理，多孔质吸附材料，高性能复合材料等领域中也有着良好表现。

最初用于制备地质聚合物的原料是偏高岭土，经过更为深入的研究后发现矿粉和炉渣等工业固体废弃物具有和高岭土相似的化学成分，利用矿粉制备地质聚合物的研究工作便逐渐展开。粒化高炉矿渣粉（简称为矿粉）是火电和钢铁行业的副产物，是两种主要的大宗工业固体废弃物，二者的主要化学成分为二氧化硅，氧化铝，氧化钙，氧化铁等。

如果利用地质聚合物快凝早强的特点进行高效率的预制件生产，顺应预制建筑、快速建筑的发展趋势，不仅可以大量消耗工业固体废弃物，进行基础设施建设，还可以节约能源、资源并减少碳排放量，获得经济和环境双重效益。地质聚合物可以兼顾环境保护和基础设施发展，是解决现有棘手问题的有效途径之一。

我国2005年颁布《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，对固废进行明确规定，固废在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值但被抛弃或者放弃的固态物质。《中华人民共和国环境保护税法》在2018年1月1日正式实施。2018年5月15日，《工业固体废物资源综合利用评价管理暂行办法》正式实施。同样在2018年5月15日《国家工业固体废物资源综合利用产品目录》也落地实施。

本发明采用工业固废作为绿色建设材料，生产多工业固废纤维改性地质聚合物。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种多工业固废纤维改性地质聚合物及其制备方法，该地质聚合物主要采用工业废料，高效率利用资源，变废为宝，保持水土、土地生态平衡，同时也有效降低污染。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多工业固废纤维改性地质聚合物，包括以下重量份的原料：钢渣40-80份、S95矿渣粉20-40份、锂渣20-40份、水泥30-50份、机制砂100-200份、化学活化剂4-8份、聚乙烯醇1-2份、柠檬酸钠0.4-0.8份、水40-70份。

进一步的，所述的钢渣按照重量百分比计包括下列组分：氧化钙45%~50%、氧化铁15%~20%、二氧化硅10%~15%、氧化镁5%~8%、氧化亚铁5%~8%、氧化铝2%~5%。

进一步的，所述S95矿渣粉按照重量百分比计包括下列组分：氧化钙40%~45%、二氧化硅35%~40%、氧化铝8%~12%、氧化铁1%~2%、氧化镁5%~8%，其中S95矿渣粉活性指数为95。

进一步的，所述锂渣按照重量百分比计包括下列组分：二氧化硅45%~50%、氧化铝15%~20%、氧化钙10%~15%、三氧化硫8%-10%、氧化镁1%~2%、氧化铁1-2%，氧化锂1%-3%，烧失重8%-12%。