[发明专利]一种地质聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种地质聚合物复合材料，其由A组分和B组分制备得到；所述A组分中包括废旧滤袋短切纤维和粉煤灰，所述B组分中包括碱金属氢氧化物溶液和碱金属硅酸盐溶液；所述废旧滤袋短切纤维由废旧滤袋经过处理得到。本申请还提供了地质聚合物复合材料的制备方法。本申请以废旧滤袋与粉煤灰作为原料，使得粉煤灰和废旧滤袋两种工业固体废弃物得到了回收再利用，同时由于两者的配合，使得到的地质聚合物复合材料具有较好的强度。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种地质聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

地质聚合物(Geopolymer)指由地球化学作用或人工模仿地质合成作用而制备的铝硅酸盐矿物聚合物，其是由硅氧四面体和铝氧四面体聚合的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体。地质聚合物具有高强、较强耐腐蚀性和较好的耐久性、快硬早强、耐高温等特点，目前已实现应用的工程有布里斯班机场跑道和昆士兰大学中的全球变化研究所。

燃煤电站在发电的过程中将产生一些固体废弃物，包括煤燃烧产生的工业废弃物粉煤灰以及电袋除尘器或布袋除尘器2～4年左右替换下来的废弃破损滤袋。对于废弃滤袋的处理，电厂通用做法由第三方公司拉走处理，常规处理方法是采用深埋、焚烧等方法处理，这些处理方法势必造成土壤、水或空气的污染，并给燃煤电厂增加处理费用。

粉煤灰是一种严重的环境污染物，颗粒微小，在大风天气易造成扬尘，严重污染大气环境。粉煤灰露天堆存占用土地资源，加上灰场防渗处理不好，粉煤灰中有害的重金属离子、放射性物质及可溶解的SO₄^2-、Cl^-等离子将渗入地下，对地表水、地下水及土壤造成污染，粉煤灰对资源与环境的负面作用亟待解决。同时，粉煤灰富含硅铝成分(60～85wt％)，是制备地质聚合物很好的原材料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种地质聚合物复合材料，本申请提供的地质聚合物复合材料可实现废旧滤袋与粉煤灰的再利用，且得到的地质聚合物复合材料具有良好的强度。

有鉴于此，本申请提供了一种地质聚合物复合材料，由A组分和B组分制备得到；所述A组分中包括废旧滤袋短切纤维和粉煤灰，所述B组分中包括碱金属氢氧化物溶液和碱金属硅酸盐溶液；所述废旧滤袋短切纤维由废旧滤袋经过预处理得到。

优选的，所述A组分中还包括骨料，所述B组分中还包括减水剂。

优选的，所述A组分和所述B组分的质量比为(1～13)：1。

优选的，以所述地质聚合物复合材料为基，所述废旧滤袋短切纤维的含量为0.05％～2％，所述粉煤灰的含量为15.0％～75％，所述骨料的含量为0～75％，所述碱金属氢氧化物溶液的含量为2％～15％，所述碱金属硅酸钠溶液的含量为5％～36％，所述减水剂的含量为0.5～2％；所述碱金属氢氧化物溶液与所述碱金属硅酸钠溶液的溶剂均为水，浓度为8M～19M。

优选的，所述减水剂选自萘磺酸盐类减水剂。

本申请还提供了一种地质聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧滤袋进行预处理，得到废旧滤袋短切纤维；

将所述废旧滤袋短切纤维与粉煤灰混合，得到A组分；

将碱金属氢氧化物溶液和碱金属硅酸盐溶液混合，得到B组分；

将所述A组分和所述B组分依次进行混合、成型、养护，得到地质聚合物复合材料。

优选的，所述预处理具体为：

将废旧滤袋进行裁剪，得到50mm宽的滤布条；

将所述滤布条清除浮灰，使得清除浮灰后的滤布条的表面含尘量为3wt％；