[发明专利]一种地聚物混凝土及其制备方法

说明书

本申请属于建筑材料技术领域。本申请提供了一种地聚物混凝土及其制备方法。本申请的地聚物混凝土包括矿渣、粉煤灰、粗骨料、细骨料、碱激发剂、缓凝剂和水，其中细骨料包括橡胶颗粒。橡胶颗粒以细骨料的形式添加，可有效改善地聚物混凝土的抗冲击性能和抗压强度，同时还保持良好的抗冻性能。橡胶颗粒可来源于废旧轮胎，实现了废弃橡胶的资源化利用。本申请的地聚物混凝土具有良好的力学性能，骨料与地聚物凝胶材料的紧密度高，且成膜性能好，可广泛应用于多种领域。

技术领域

本申请属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种地聚物混凝土及其制备方法。

背景技术

我国每年的水泥生产量占世界生产量的50％，水泥生产二氧化碳排放量占世界总排放量的5％，在混凝土材料中我们急需寻找水泥的替代品。同时，我国正处于经济快速发展的阶段，工业化水平不断提升，产生了大量的工业废渣，如矿渣、粉煤灰等，这些工业废渣的露天堆放带来严重的环境污染。

目前，利用矿渣、粉煤灰作为地聚物凝胶材料代替水泥，实现了工业废渣的资源化利用。但是，这类地聚物混凝土材料的脆性大，使用范围严重受限，而且还面临着骨料与地聚物凝胶材料结合不紧密、凝结速度过快等技术难题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种地聚物混凝土及其制备方法，有效改善地聚物混凝土的力学性能。

本申请的具体技术方案如下：

一种地聚物混凝土，包括如下组分：

矿渣、粉煤灰、粗骨料、细骨料、碱激发剂、缓凝剂和水；

所述细骨料包括橡胶颗粒。

本申请中，橡胶颗粒以细骨料的形式添加，可有效改善地聚物混凝土的抗冲击性能和抗压强度，同时还保持良好的抗冻性能。橡胶颗粒可来源于废旧轮胎，实现了废弃橡胶的资源化利用。本申请的地聚物混凝土具有良好的力学性能，骨料与地聚物凝胶材料的紧密度高，且成膜性能好，可广泛应用于多种领域。

优选的，所述细骨料的粒径为0.15mm～2.36mm，细度模数为2.3～2.5；

所述粗骨料的粒径为5mm～20mm。

优选的，所述橡胶颗粒经过碱溶液处理，所述碱溶液的质量浓度为0.5～1％。

本申请中，橡胶颗粒经过碱处理后，可增加表面的亲水性和粗糙度，有利于改善地聚物混凝土的力学性能，另外，废旧橡胶颗粒表面可能存在硬脂酸锌，会导致橡胶颗粒与地聚物凝胶材料基体的附着力差，碱溶液能溶解并去除其表面的硬脂酸锌，有利于提升骨料与地聚物凝胶材料的紧密度。

优选的，所述碱溶液为NaOH溶液，所述处理具体为：浸泡1h后自然风干。

优选的，所述细骨料的质量含量为15～20％，所述橡胶颗粒占所述细骨料的5～20vol％。

本申请中，橡胶颗粒的级配是采用不同粒径混合在一起模拟细骨料的级配，改善骨料与地聚物凝胶材料结合紧密度。在不增加细骨料含量的前提下，采用橡胶颗粒作为少部分细骨料成分，能够最大限度地发挥骨料和橡胶颗粒的优势，兼具高强度和韧性好的优点。

优选的，所述粗骨料为花岗岩，所述细骨料为河砂和橡胶颗粒。

优选的，所述碱激发剂为NaOH溶液和NaSiO₂溶液，碱模数为8mol/L；

所述缓凝剂为氯化钡。

优选的，以重量份计，包括如下组分：

矿渣200～250份、粉煤灰200～250份、粗骨料1100～1200份、细骨料410～550份、水200～250份、碱激发剂90～100份和缓凝剂2～3份。