[发明专利]一种碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶及其制备方法，属于固废资源利用领域。该无机胶包括矿渣微粉、粉煤灰超细粉、钢渣微粉、赤泥超细粉、复合碱激发剂、氧化石墨烯、水。所述钢渣微粉为热闷渣微粉、风淬渣微粉、铁水脱硫渣微粉、铸余渣微粉、转炉热泼渣微粉、转炉滚筒渣微粉、电炉热泼渣微粉、电炉滚筒渣微粉中的一种或多种。本发明不仅降低了现有无机胶的生产成本，而且提高了无机胶的耐高温性能与剪切力，实现耐高温与高剪切力在无机胶的一体化，大幅增强了无机胶的市场竞争力与应用范围；拓展了矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥的大规模、高附加值应用新思路。本发明符合相关节能环保、循环经济的政策要求。

技术领域

本发明属于固废资源利用领域，具体涉及一种碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶及其制备方法。

背景技术

矿渣是高炉炼铁过程中的副产品，其主要成分为硅酸盐和硅铝酸盐的熔融物。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，其主要组分为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，其主要组分为CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、MgO、P₂O₅、MnO、SO₃和少量游离氧化钙。赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，其主要组分为CaO、SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、MgO等。目前大量矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥的堆存，不仅占用宝贵土地，而且还会对周围环境和地下水造成污染。因此，如何大规模、高附加值的利用矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥，实现环境减负，企业增效，是一个迫切需要解决的问题。

粘贴碳纤维布加固混凝土结构主要使用碳纤维布和粘贴用胶。碳纤维布在绝氧条件下，低于1500℃时其物理力学性能不衰减，具有极好的耐高温性能。但当前使用的配套粘贴用胶均为低软化点的环氧类有机胶，其热稳定性、长期化学稳定性较差，特别是其耐温上限尚不到80℃。建筑火灾温度可达上千摄氏度，若不对粘贴碳纤维布加固结构的抗火性能予以足够重视，一旦发生火灾则极易引起碳纤维布与混凝土剥离，难以发挥补强加固的作用。面对上述问题，矿渣含有硅酸盐和硅铝酸盐、粉煤灰含有大量SiO₂与CaO、钢渣含有大量SiO₂与CaO可以形成无机胶凝材料；赤泥含有大量Al₂O₃与MgO具有阻燃性能。因此，将矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥进行混合，再与复合碱激发剂、氧化石墨烯、水进行复合，形成碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶，利用碱激发技术与氧化石墨烯进一步提高无机胶的力学性能，尤其是剪切力，实现固废资源的循环利用，促进企业增效。

发明内容

为了解决现有技术不能大规模、高附加值的利用矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥，环氧类有机胶热稳定性较差、长期化学稳定性较差、耐温上限尚不到80℃，以及现有无机胶剪切力不足的问题。本发明利用矿渣微粉、粉煤灰超细粉、钢渣微粉、赤泥超细粉、复合碱激发剂、氧化石墨烯、水制备碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶，同时对搅拌速度、搅拌时间、真空度等进行控制，以期实现矿渣、粉煤灰、钢渣和赤泥的大规模、高附加值循环利用。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶，该无机胶按重量百分比原料如下：