[发明专利]一种地质聚合物混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土领域，具体公开一种地质聚合物混凝土，由以下原料制备得到：矿粉：280‑320份、粉煤灰：55‑65份、硅灰：35‑40份、复合激发剂：220‑240份、减水剂：1.5‑2份、缓凝剂：0.8‑1.2份、细骨料：665‑692份、粗骨料：1200‑1250份、纤维：4.5‑5.5份，以重量份数计。本发明提出制备的地质聚合物混凝土，利用高含铝的碱性废液与速溶硅酸钠和氢氧化钠制备复合激发剂，可大大减少地质聚合物混凝土激发剂中氢氧化钠的用量，同时废液中的偏铝酸钠可作为地质聚合物体系的活性铝质校正料或部分活性铝质原料，废液中的水分可作混凝土用水的来源，大大降低目前地质聚合物混凝土的制备成本，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝碱性废液的高效资源化应用提供一条新途径。

技术领域

本发明属于混凝土领域，具体公开一种地质聚合物混凝土及其制备方法。

背景技术

地质聚合物是利用低钙的活性硅铝质原材经过碱激发而形成的胶凝材料，在激发剂的作用下，活性硅铝质原料中的Si-O、Al-O键发生断裂，形成[SiO₄]^4-、[AlO₄]^5-四面体，再经过缩聚形成O-Si-O-Al-O网络状结构的无机聚合物，具有凝结硬化快、早期强度高、耐高温、耐酸碱腐蚀等优点，在交通抢修材料、高强材料、固化核废料、防火材料等领域具有巨大的应用前景。同时有研究表明，以普通混凝土和地质聚合物混凝土的碳足迹为出发点,具体考察两类混凝土在原材料生产、运输、加工以及最终混凝土的制备与运输等环节中的碳排放量，结果表明1m³地质聚合物混凝土的碳排放总量仅为普通混凝土的9％。这使得地质聚合物混凝土的应用研究受到了各方的关注，开发出了适合制备地质聚合物混凝土的多种胶凝体系，例如“偏高岭土-碱”胶凝体系、“偏高岭土-粉煤灰-碱”胶凝体系、“矿渣-粉煤灰-碱”胶凝体系等。然而，尽管地质聚合物混凝土具有上述优点，其制备技术也较为完善成体系，但地质聚合物混凝土的落地推广却并不理想，究其原因，其高昂的制备成本成为限制其应用的主要因素之一。有关研究表明，地质聚合物混凝土的成本是普通混凝土的8-10倍。因此，降成本是目前地质聚合物混凝土推广应用所面临的主要问题之一。

在以铝合金为加工原料的生产工艺过程中，会产生一定量的高含铝碱性废液，该废液的主要成分是偏铝酸钠和氢氧化钠。该废液一般需要先进行中和处理达标后才能排放，不仅消耗酸性中和药剂，同时废液中含有的铝不回收容易造成资源的浪费，所以对该废液的高效资源化利用也是一个亟待解决的问题。

本发明提出制备一种地质聚合物混凝土，利用高含铝碱性废液部分替代聚合物混凝土胶凝体系中碱激发剂和活性铝质校正料/原料，这有利于降低目前地质聚合物混凝土的制备成本，同时为铝合金原料加工过程中产生的高含铝的碱性废液高效资源化利用提供一条新途径。

发明内容

为缓解目前地质聚合物混凝土的制备成本高的问题，以及铝合金原料加工过程中产生的高含铝的碱性混合废液高效利用问题，本发明提供了一种地质聚合物混凝土及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种地质聚合物混凝土，由以下原料制备得到：矿粉：280-320份、粉煤灰：55-65份、硅灰：35-40份、复合激发剂：220-240份、减水剂：1.5-2份、缓凝剂：0.8-1.2份、细骨料：665-692份、粗骨料：1200-1250份、纤维：4.5-5.5份，以重量份数计。

作为优选，一种地质聚合物混凝土，由以下原料制备得到：矿粉：290-310份、粉煤灰：55-60份、硅灰：38-40份、复合激发剂：225-235份、减水剂：1.8-2份、缓凝剂：0.9-1.1份、细骨料：670-692份、粗骨料：1220-1250份、纤维：4.5-5份，以重量份数计。