[发明专利]一种增强增韧地聚物及其制备方法

说明书

本发明属于地聚物技术领域。本发明提供了一种增强增韧地聚物，由包含如下质量份的原料制备得到：氧化锌回转窑尾渣30～40份；铝硅质原料15～25份；激发剂4～8份；钛酸钾晶须2～4份；三聚磷酸钠1～3份；纤维2～4份；硅烷偶联剂1～3份；水15～20份。本发明还提供了一种增强增韧地聚物的制备方法。本发明的地聚物具有优异的早期抗压强度和早期抗折强度，并且后期强度显著提升；具有良好的韧性和体积稳定性，抗干缩性强，抗冻性和抗开裂能力强；耐久性好，使用寿命长，对有毒重金属离子的固化效果好，具有良好的耐侵蚀性。

技术领域

本发明涉及地聚物技术领域，尤其涉及一种增强增韧地聚物及其制备方法。

背景技术

地聚物是一种碱激发胶凝材料，是以硅铝质材料为主要原材料，通过碱对原材料潜在活性的激发，制备的一种高性能胶凝材料，是很有前途的碱激活胶凝材料。由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，使得地聚物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更好的高温性能和机械性能。另外，地质聚合物材料的制备过程能耗和废物排放量都非常低，制备工艺简单、能耗低、无需烧制，比普通硅酸盐水泥具有更好的抗压强度、耐酸碱性、抗碳化等性能。但是，地聚物存在脆性大、折压比低等问题。利用固体物质如赤泥、高岭土、钠长石等与氢氧化钠或碳酸钠在高温下煅烧后制备出固体前驱体，与水混合后得到的地聚物强度偏低，并且凝结时间不确定。

因此，研究开发一种提高抗压强度、抗折强度、韧性和使用寿命的地聚物，具有重要的研究价值和意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种增强增韧地聚物及其制备方法，用以解决现有技术中地聚物强度低、韧性差、使用寿命短、抗冻性和抗开裂能力差的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种增强增韧地聚物，由包含如下质量份的原料制备得到：

作为优选，所述氧化锌回转窑尾渣的粒径为40～60μm。

作为优选，所述铝硅质原料包含偏高岭土、煤灰石、矿渣和粉煤灰中的一种或几种。

作为优选，所述激发剂包含熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠；所述熟石灰、硫酸钠和氢氧化钠的质量比为2～4:1～3:2～4。

作为优选，所述钛酸钾晶须的长度为50～70μm；所述纤维的长度为0.5～3mm；所述纤维包含聚乙烯醇纤维和/或聚丙烯纤维。

本发明还提供了一种所述的增强增韧地聚物的制备方法，包含如下步骤：

1)将氧化锌回转窑尾渣、铝硅质原料、激发剂、钛酸钾晶须和水进行反应，得到激发产物；

2)将激发产物、三聚磷酸钠、纤维和硅烷偶联剂进行反应，得到浆体；

3)将浆体顺次进行压制成型、养护，得到地聚物。

作为优选，步骤1)所述反应的时间为8～15min，步骤2)所述反应的时间为5～10min。

作为优选，步骤3)所述压制成型的压力为10～30MPa，时间为1～3h；所述养护的温度为25～60℃，时间为3～30d。

作为优选，所述养护顺次在25～40℃和45～60℃下进行，在25～40℃养护的时间为15～25h，在45～60℃养护的时间为3～28d。

本发明的有益效果包括以下几点：

1)本发明的地聚物具有优异的早期抗压强度和早期抗折强度，并且后期强度显著提升；本发明的地聚物具有良好的韧性和体积稳定性，抗干缩性强，抗冻性和抗开裂能力强。