[发明专利]一种缓凝型地聚物混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及地聚物材料技术领域，公开了一种缓凝型地聚物材料、高性能地聚物材料及其制备方法；一种缓凝型地聚物材料，所述地聚物材料是采用矿渣、粉煤灰为基材，砂为填料，加入碱激发剂、缓凝剂、泛碱抑制剂制备而成；矿渣和粉煤灰质量混合比为0.66～1.5:1，基材和填料质量混合比为1:3，碱激发剂模数为1.0～1.8；所得地聚物材料的7d抗压强度在30.3～112.6MPa，抗折强度在3.4～21.8MPa，初凝时间90～140min，终凝时间170～262min。本发明以基材、填料、碱激发剂、缓凝剂等原料以适合的比例混合，得到的地聚物材料制备的水泥有高抗压抗折强度，并且凝结时间适合于工业化使用。

技术领域

本发明涉及地聚物材料技术领域，尤其涉及一种缓凝型地聚物材料、高性能地聚物材料及其制备方法。

背景技术

传统的水泥生产采用的是“两磨一烧”的工艺，不仅成本高昂，且不符合环保要求，会造成严重的环境污染以及温室效应，进而带来繁重的空气污染治理成本；地聚物水泥基本与普通水泥使用范围一致，但表现出巨大的优势：①由于温度在25℃左右时地聚反应都可以反应完全，故而制造地聚物水泥不需要材料在高温下发生反应才可以应用；②在地聚物水泥生产过程中基本未产生氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳等有害气体，同时二氧化碳的排放量也不高；③地聚物水泥制造工艺并不复杂，在常温养护下就能快速凝结，便于施工；由于地聚物水泥混凝土成型后结构密实，故而由地聚物水泥制得的混凝土耐久性好；④地聚物水泥混凝土在日常酸雨环境下质量几乎没有损失，抗腐蚀效果明显；而性能较好的地聚物水泥的生产材料来源容易，价格低廉，如高岭土、普通粘土、煤矸石、矿粉、粉煤灰都可作为地聚物水泥的生产的原料，这不仅解决了大量废渣如何处理问题，又大大地改善了普通水泥紧张的生产原料问题，以上各点都表明了地聚物水泥有着巨大的潜在发展前景；但是由于这类材料开发时间不长，力学性能影响因素众多，没有成熟的规范和标准，最为关键的是目前的地聚物混凝土凝结时间过快，且碱激发材料都具有泛碱现象，严重影响材料的耐久性，制约了地聚物材料的大力推广和应用。

如中国专利CN110092597B公开的一种地聚物材料、适配缓释剂及制备的耐高温水泥浆，以粉煤灰、钾长石粉、酸钠和氢氧化钠为原料，为固井水泥浆的强度性能提供保障；本发明所述耐高温缓凝剂，以磷酸二氢钾、硼砂和氯化钙为原料，所述缓凝剂可以为固井水泥浆提供较好的耐高温性能；但是在抗压性能上确仍然差强人意。

发明内容

根据现有技术中地聚物材料在抗压性能不够理想的情况，本发明提供一种缓凝型地聚物材料，用以制备的材料具有较高的抗压性能；本发明还提供一种基于缓凝型地聚物材料的高性能地聚物材料，具有较高的抗压性能；本发明还提供一种缓凝型地聚物材料、高性能地聚物材料的制备方法，制备出来的高性能地聚物材料具有较高的抗压性能。

本发明以以下技术方案实现：

一种缓凝型地聚物材料，所述地聚物材料是采用矿渣、粉煤灰为基材，砂为填料，加入碱激发剂、缓凝剂、泛碱抑制剂制备而成；矿渣和粉煤灰质量混合比I为0.66～1.5:1，基材和填料质量混合比II为 1:3，碱激发剂模数为1.0～1.8；所得地聚物材料的77d抗压强度在 30.3～112.6MPa，抗折强度在3.4～21.8MPa，初凝时间90～140min，终凝时间170～262min。