[发明专利]一种有机纤维增强的无机地质聚合物复合胶凝材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维增强无机复合材料类的制备，具体涉及一种有机纤维增 强的无机地质聚合物复合胶凝材料及其制备方法。

背景技术

磷渣是电炉制取黄磷过程中产生的一种工业废渣，通常每生产一吨黄磷 大约产生8～10吨磷渣，我国每年排放磷渣约500～600万吨，基本上没有得 到有效的利用，作为废渣堆积如山，不仅占用大量土地，而且其中含有少量 的磷酸根离子和氟离子也会随雨水渗入地下，严重污染环境。将其作为制备 近零排放的无机地质聚合物胶凝材料的原材料，是工业固体废弃物资源化利 用的主要途径之一，以缓解能源、环境、资源所面临的巨大压力。

磷渣具有潜在的火山灰活性，在碱的作用下，磷渣中的硅氧键和铝氧键 发生断裂，再通过缩聚反应，重新形成硅氧四面体与铝氧四面体组成的三维 网络结构的地质聚合物胶凝材料，由于磷渣的含钙量高，同时也部分生成水 化硅酸钙凝胶。地质聚合物是一种在特定环境下能够替代水泥的新型水硬性 胶凝材料，其制备过程无污染，节能环保。20世纪八十年代以来，法国的 J.Davidovits等人报导了大量有关制备地质聚合物的专利：

(1)J.Davidovits，M.Davidovics，N.Davidovits，Pub. No.WO/1991/013840。

(2)F.Frizon，C.J.Dubien，Pub.No.WO/2009/050196。

(3)J.Davidovits，R.Davidovits，Pub.No.FR2839970(A1)。

(4)U.Motoki，Pub.No.JP2008239446(A)。

(5)J.Davidovits，M.Davidovics，N.Davidovits，Pub.No.FR2666328 (A1)。

(6)J.Davidovits，M.Davidovics，N.Davidovits，Pub.No.FR2671344 (A1)。

(7)J.Davidovits，Pub.No.FR2712584(A1)。

(8)约瑟夫·达维多维兹，R·达维多维兹，基于聚[硅铝酸盐-二硅氧 基]的地质聚合物水泥及其制备方法，公开(公告)号：CN1649804。

(9)G·B·约翰逊，地质聚合物混凝土及其制备和浇铸方法，公开(公 告)号：CN1882516。

(10)王鸿灵，李海红，阎逢元，一种铝硅酸盐矿物聚合物材料的制备 方法，公开(公告)号：CN1634795。

并且，按Si/Al不同，可将碱激发地质聚合物设计为M-PS型(当Si/Al＝1)， M-PSS型(当Si/Al＝2)和M-PSDS(当Si/Al＝3)：

(11)J.Davidovits，M.Davidovits，N.Davidovits，United States Patent 5,342,595。

(12)J.Davidovits，R.Davidovits，United States Patent 7,229, 491。

(13)J.Davidovits，M.Davidovics，N.Davidovits， Pub.No.WO/1991/013830。

与此同时，相继问世的专利诸如，碱激发钢渣地质聚合物专利：

(14)D.Comrie，United States Patent 6,869,473。

(15)D.C.Comrie，United States Patent 7,141,112。

粉煤灰地质聚合物专利：

(16)F.Skvara，F.Kastanek，Pub.No.WO/2003/078349。

(17)N.C.Louise，F.R.Alan，Pub.No.NZ527772(A)。

(18)S.Frantisek，K.Frantisek，Pub.No.SK332004(A3)。

(19)I.Osamu，Pub.No.JP8301639(A)。

(20)王栋民，李俏，侯云芬，刘子科，范德科，张守祺，粉煤灰基矿 物聚合物的制备及应用方法，公开(公告)号：CN101353232。