[发明专利]一种地聚物用添加剂

说明书

本发明设计无机胶凝材料技术领域，具体涉及到一种地聚物用添加剂。其制备原料包括2.5～70重量份的碱性氢氧化物、22～270重量份的水玻璃、150～200重量份的工业废渣。本发明还提供了一种粉煤灰地聚物，其制备原料包括如上所述的地聚物用添加剂；所述粉煤灰地聚物的制备原料还包括200～250重量份粉煤灰、40～50重量份熟石灰、1000～1500重量份骨料、水。本发明提供的地聚物用添加剂成本低，能够是地聚物的强度得到显著提升。本发明提供的地聚物具有很高的抗压强度和抗折强度。

技术领域

本发明设计无机胶凝材料技术领域，具体涉及到一种地聚物用添加剂。

背景技术

地质聚合物(Geopolymer，简称地聚物)是一类新型的无机胶凝材料，主要通过含铝硅酸盐的矿物在碱性环境中反应生成无机聚合物。地聚合物拥有无规则的三维网状结构，其主体由硅氧四面体、铝氧四面体构成，空隙中填充了碱金属离子。其链接结构以离子键和共价键为主，范德华力、氢键为辅，同时具有高分子材料、水泥及陶瓷材料的结构特点。因此地聚物可呈现出良好的力学性能、耐久性、耐化学腐蚀、耐高温和环境友好等优点，在耐火隔热材料、建筑材料、重金属固化和核废料固封等方面得到广泛的应用。

与传统的胶凝材料相比，可以用于制备地聚合物的原料包容度高。富含硅铝成分的矿物、固废、尾矿，如粉煤灰和矿渣煅烧高岭土等均用作制备地聚合物的原材料。此外，其制备工艺简单，制备过程的能耗低。在常压条件下，通过使用一些激发剂还可促使其强度快速发展，整个环节的碳排放量仅为传统硅酸盐水泥的10％～20％，因此，地聚物是一类优秀的绿色建筑材料。而现有地聚物在抗折强度、抗压强度等方面有待提高，尤其是在同时提高抗压强度和抗折强度，以及降低地聚物在使用过程中的膨胀率等方面有待进一步提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种地聚物用添加剂，其制备原料包括2.5～70重量份的碱性氢氧化物、22～270重量份的水玻璃、150～200重量份的工业废渣。

作为一种优选的技术方案，所述水玻璃的模数为0.5～2.0。

作为一种优选的技术方案，所述水玻璃的模数为1.2。

作为一种优选的技术方案，所述工业废渣包括钢渣、赤泥、铝灰、煤矸石、矿渣中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述矿渣的成分包括1-萘酚、2-萘酚、1-萘酚-2-萘酚缩合物、苯并蒽-7,12-二酮、1,1’-联萘、萘系磺酸盐和助剂。

本发明的第二个方面提供了一种粉煤灰地聚物，其制备原料包括如上所述的地聚物用添加剂；所述粉煤灰地聚物的制备原料还包括200～250重量份粉煤灰、40～50重量份熟石灰、1000～1500重量份骨料、水。

作为一种优选的技术方案，粉煤灰地聚物的水灰比为0.3～0.8。

作为一种优选的技术方案，所述水玻璃的掺杂量为5～25wt％。

作为一种优选的技术方案，所述水玻璃的掺杂量为20～25wt％。

作为一种优选的技术方案，其制备原料，以重量份计，包括粉煤灰225份、矿渣180份、熟石灰45份、水玻璃165～210份、氢氧化钠27～36份、水90～120份、骨料1350份。

本发明中的地聚物用添加剂和地聚物制备原料来源丰富，成本低廉，可推广性强，受环境影响小，而且制备得到的地聚物具有很强的抗压强度和抗折强度，能够对矿渣、粉煤灰等工业废弃物赋予更高的附加值，在环保节能的同时能够在耐火隔热材料、建筑材料、重金属固化和核废料固封等方面得到充分应用。与此同时，本申请中提供的地聚物在粉煤灰、矿渣、水玻璃等特定成分之间的协同作用之下能够保持很低的膨胀率，使用过程中更加安全，综合性能更加稳定。

具体实施方式