[发明专利]缓凝剂、碱激发矿渣-粉煤灰砂浆及其胶凝材料

说明书

本发明涉及建筑材料添加剂，公开了一种缓凝剂，以所述缓凝剂的总重量为基准，所述缓凝剂含有40‑100重量％的碱金属盐和0‑60重量％的碱土金属盐；其中，所述碱金属盐选自碳酸钠、磷酸钠和硼酸钠中的一种或多种；所述碱土金属盐选自氯化钡、硝酸钙和硼酸钡中的一种或多种。本发明还公开了一种用于制备碱激发矿渣‑粉煤灰基胶凝材料的碱激发矿渣‑粉煤灰砂浆以及由碱激发矿渣‑粉煤灰砂浆得到的碱激发矿渣‑粉煤灰基胶凝材料。所述缓凝剂能够减缓凝胶材料的凝结，同时能够保证凝胶材料的强度和耐久性，而且原材料价格便宜，可以现配现用，适合现场大量使用。

技术领域

本发明涉及建筑材料添加剂，具体涉及一种缓凝剂、碱激发矿渣-粉煤灰砂浆及其胶凝材料。

背景技术

水泥作为一种常用建筑材料在全球基础建设中扮演着举足轻重的角色。水泥的生产需要消耗大量自然资源(如石灰石、粘土等)和能源，而且会排放大量的温室气体，这会增加地球的温室效应，影响地球的生存环境。目前，世界各国一直致力于寻找改良水泥生产的技术途径，以减少能源的消耗以及温室气体的排放。但是，事实证明，此举效果并不显著，原因在于水泥生产的节能技术已几乎走到理论上的尽头(极致)。寻找一种可持续性的胶凝材料替代水泥被视为目前能够解决上述问题的最有效技术途径。

碱激发胶凝材料具有如下特点：一方面可以有效利用其他工业排放的固体废弃物，另一方面可以弥补硅酸盐水泥在某些性能上的不足(如耐高温性能、耐硫酸盐侵蚀性能)，以满足某些工程领域的需要。碱激发胶凝材料凭借碳排放量低、能够合理利用工业固体废弃物以及相当甚至更优的性能等优点，有望在多种工程领域成为水泥的替代材料，目前已经成为广大研究者的关注热点。但开发碱激发胶凝材料也同样面临一些技术上的难题：矿渣的碱激发反应具有凝结迅速的特点，其初凝时间一般为10-30min，不符合水泥行业常规要求的胶凝材料初凝时间应该大于等于45min的标准，阻碍了其大规模工程应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种缓凝剂、碱激发矿渣-粉煤灰砂浆和碱激发矿渣-粉煤灰基胶凝材料，该缓凝剂能够减缓凝胶材料凝结，同时能够保证凝胶材料的强度和耐久性，而且原材料价格便宜，可以现配现用，适合现场大量使用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种缓凝剂，以所述缓凝剂的总重量为基准，所述缓凝剂含有40-100重量％的碱金属盐和0-60重量％的碱土金属盐；

其中，所述碱金属盐选自碳酸钠、磷酸钠和硼酸钠中的一种或多种；所述碱土金属盐选自氯化钡、硝酸钙和硼酸钡中的一种或多种。

优选地，以所述缓凝剂的总重量为基准，所述缓凝剂含有40-99重量％的碱金属盐和1-60重量％的碱土金属盐。

优选地，以所述缓凝剂的总重量为基准，所述缓凝剂含有40-70重量％的碱金属盐、5-25重量％的碱土金属盐以及25-35重量％的聚醇类减缩剂和/或聚醚类减缩剂。

第二方面，本发明提供一种用于制备碱激发矿渣-粉煤灰基胶凝材料的碱激发矿渣-粉煤灰砂浆，以重量百分比计，所述胶凝材料含有15％-30％的矿渣和70％-85％的粉煤灰；

另外，以所述矿渣和粉煤灰的总重量计，所述凝胶材料还含有占上述总重量的3％-8％的碱性激发剂、4％-8％的缓凝剂和26％-50％的水；

其中，所述缓凝剂为本发明所述的缓凝剂。

优选地，所述矿渣的粒径为1-45μm，所述粉煤灰的粒径为1-100μm。

优选地，所述碱性激发剂为碱和碱金属硅酸盐的混合物；

所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述为碱金属硅酸盐是硅酸钠和/或硅酸钾。

进一步优选地，所述碱与所述碱金属硅酸盐的质量比为1:0.5-3。