[发明专利]一种高温养护的低碳高强度地聚物混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高温养护的低碳高强度地聚物混凝土材料及其制备方法，所述的地聚物混凝土材料以粉煤灰、矿渣微粉与硅灰为粘结剂基材，添加粗骨料、细骨料、碱性激发剂和减水剂制备而成，其制备方法包括碱性激发剂的制备；地聚物混凝土拌合料的制备；浇筑地聚物混凝土；混凝土拆模后先高温养护，再标准养护。与现有技术相比，本发明以低碳为基础，在保证地聚物混凝土正常使用的同时，减少水泥用量，节约能源，减少碳排放。高温养护可使地聚物混凝土在较短的养护龄期内获得较高的抗压强度，缩短了其养护时间，节约时间成本，适用于实际工程，且满足建筑安全及耐久性能的要求。

技术领域

本发明涉及建筑材料低碳节能混凝土材料研发技术领域，具体涉及一种高温养护的低碳高强度地聚物混凝土材料及其制备方法。

背景技术

传统水泥在生产过程中需要“两磨一烧”制作工艺，使得在制备水泥的时候会产生大量能源消耗和碳排放。地聚物在制作过程中的能耗特别低，生产能耗是水泥的1/6～1/4；CO₂排放量仅是水泥的1/10～1/5。

与传统硅酸盐水泥相比，地质聚合物混凝土是一种可以替代传统硅酸盐混凝土的新型建材。这种地质聚合物混凝土具有对环境友好、生产耗能低及污染低等特点，是符合国家节能减排规划的材料。由于地质聚合物其特有的反应机理，在制备过程中几乎不产生二氧化碳及有害气体，不但能减少不利排放缓解温室效应、缓和能源危机，还可以提高人们居住的环境质量，这对于我国人口基数大及能源高消耗等情况具有重要作用。而且在过去重点加强基础建设的过程中产生了大量的工业废料，地聚物混凝土可以利用这些材料来制备，实现了废物再利用。地聚物混凝土由于不会大量产生传统水泥中的氢氧化钙晶体所以拥有孔隙率低等特点，在抗腐蚀性上要优于传统混凝土，具有较低的导热系数，在隔热抗火上具有良好性能。我国在地聚物混凝土的应用上还比较少，主要用于利用其特殊的牢笼结构低渗率等特点代替陶瓷用于核废料的封存，在建筑尤其民用建筑上的应用非常少，这主要是由于技术掌握不成熟及行业规范不成熟等原因。详细研究掌握这种材料的性质，对于提高施工水准、提升建筑质量、经济效益最大化乃至整个土木行业的创新发展都有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温养护的低碳高强度地聚物混凝土材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高温养护的低碳高强度地聚物混凝土材料，其特征在于，所述的地聚物混凝土材料以粉煤灰、矿渣微粉与硅灰为粘结剂基材，添加粗骨料、细骨料、碱性激发剂和减水剂制备而成。

优选地，按质量份计，所述的碱性激发剂：粘结剂基材：细骨料：粗骨料＝1:(2.3～2.7):(2.1～2.5):(4.3～4.7)：。

进一步优选地，按质量份计，所述的碱性激发剂：粘结剂基材：细骨料：粗骨料＝1:2.5:2.3:4.5。

优选地，所述的碱性激发剂由硅酸钠溶液、氢氧化钠和水混合制成。

进一步优选地，所述的硅酸钠溶液的模数为3.3，波美度40Be；所述的氢氧化钠为纯度达96％的纯白片状固体。

进一步优选地，按质量份计，所述的硅酸钠溶液：氢氧化钠：水＝1:(0.1～0.2):(0.1～0.2)。

更进一步优选地，按质量份计，所述的硅酸钠溶液：氢氧化钠：水＝1:0.16:0.16。

优选地，所述的碱性激发剂的模数为1.35。

优选地，所述的减水剂为萘系减水剂。

优选地，按质量份计，所述的减水剂的掺入量为细骨料质量的1.5～2.5％。

进一步优选地，按质量份计，所述的减水剂的掺入量为细骨料质量的2％。

优选地，按质量份计，所述的粉煤灰：矿渣微粉：硅灰＝1:(3～4):(1～2.2)。