[发明专利]碱激发胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明是关于一种碱激发胶凝材料及其制备方法，原料包括粉体原料、激发剂和纳米组分，所述的激发剂为水玻璃溶液和/或氢氧化钠溶液，激发剂中水与粉体原料的质量比为预设水灰比；其制备方法包括：1)将纳米组分与激发剂混合，并加水补足至预设水灰比，得到激发剂混合溶液，陈放；2)将激发剂混合溶液中激发剂含量进行优化，得到优化的激发剂混合溶液；3)将粉体原料和优化的激发剂混合溶液搅拌混合，养护，得到碱激发胶凝材料。本发明的碱溶出量可降低至3％以下，完全可消除其“泛霜”现象。

技术领域

本发明涉及一种建筑工程用胶凝材料领域，特别是涉及一种碱激发胶凝材料及其制备方法。

背景技术

碱激发胶凝材料是一种以硅铝质废弃物为主要原料、在碱的作用下而具有水硬性的新型胶凝材料。该材料因制备过程能耗低、排放低，且能提供与水泥基胶凝材料相似的性能，故被认为是一种低碳胶凝材料，成为近年来研究热点。

虽然碱激发胶凝材料具有强度发展快、抗化学侵蚀性能优异等众多性能优势，但其必须采用硅酸钠等碱金属盐作为激发剂，而诸如Na⁺、K⁺等碱金属离子半径小且不是硅铝网络结构的形成体，故碱金属离子在该材料中极易迁移。一旦上述碱金属离子随水份迁移至材料表面，极易与空气中的CO₂作用而形成碳酸盐或碳酸氢盐，最终表现为材料表面形成“白霜”或“白斑”，俗称为“泛霜”或“泛白”。不仅材料迁移至材料表面的碱金属离子易造成“泛霜”，而且试样内部的碱金属离子也可能与CO₂作用生成盐，当这些盐随水份输运至表面后也会形成“泛霜”。因此，“泛霜”成为碱激发胶凝材料的典型现象。

“泛霜”不仅影响美观，还会对施工造成不利影响。比如，当对“泛霜”材料表面进行抹灰处理时，因这层松散“霜”的存在而造成抹灰砂浆与材料基体粘结力下降，进而引起抹灰不成功或者起皮、掉渣等。通常，碱激发胶凝材料的碱溶出量为10％，甚至高达20％，这种程度的溶出量足以严重到试样表面覆盖着一层“白霜”。显然，常见组分的碱激发胶凝材料都存在着严重的“泛霜”现象。此外，碱激发胶凝材料的“泛霜”是可溶的碳酸盐，经雨水淋溶后碱金属离子可进入当地水体和土壤，进而有可能引起局部水体污染或土壤盐碱化。尤其是当碱激发胶凝材料用作外墙材料或用于野外工程时，这种环境污染的潜在风险不可忽略。鉴于“泛霜”对材料外观、施工性能及环境的不利影响，碱激发胶凝的碱溶出抑制成为其性能优化的重要内容。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的碱激发胶凝材料及其制备方法，所要解决的技术问题是抑制碱激发胶凝材料的碱溶出，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种碱激发胶凝材料的制备方法，原料包括粉体原料、激发剂和纳米组分，所述的激发剂为水玻璃溶液和/或氢氧化钠溶液，激发剂中水与粉体原料的质量比为预设水灰比；其包括：

1)将纳米组分与激发剂混合，并加水补足至预设水灰比，得到激发剂混合溶液，陈放；

2)将激发剂混合溶液中激发剂含量进行优化，得到优化的激发剂混合溶液；

3)将粉体原料和优化的激发剂混合溶液搅拌混合，养护，得到碱激发胶凝材料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的碱激发胶凝材料的制备方法，其中所述的纳米组分为亲水型纳米SiO₂或硅灰；其中所述的亲水型纳米SiO₂占碱激发胶凝材料的质量百分比为0.5-3％，所述的硅灰占碱激发胶凝材料的质量百分比为3-9％。

优选的，前述的碱激发胶凝材料的制备方法，其中所述的纳米组分与激发剂混合包括机械搅拌和超声分散，所述的陈放时间大于24小时。