[发明专利]以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料及其制备方法

权利要求书

1.一种以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料，其特征在于，使用Na2SiO3以及KOH和/或NaOH溶液作为碱激发剂，利用淤泥作为单一原材料，其中，作为原材料的淤泥采用经初步脱水处理后，含水率为35%~50%的淤泥，含水率定义为淤泥中自由水与固形物的质量比，Na2SiO3用量与淤泥中固形物的质量比为7.1%~29.7%，KOH和/或NaOH用量与淤泥中固形物的质量比为6.6%~28.9%。

2.根据权利要求1所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料，其特征在于：淤泥中主要元素Si、Al、Fe、Na的化合物总质量不小于淤泥中固形物含量的75%。

3.一种以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：淤泥烘干；

S2：破碎，过筛；

S3：制备土工聚合物反应前驱物浆体；

S4：成型、养护后制得成品；

S3中，使用Na2SiO3以及KOH和/或NaOH溶液作为碱激发剂，利用淤泥作为单一原材料，两者混匀后形成混合物，控制混合物中的OH-、Si、Na、K、Al、Fe在反应体系中的摩尔比为：

摩尔比 1：Si : (Al + Fe) = 1:4.3~5.7；

摩尔比 2：(Na + K) : (Al + Fe) = 1 : (0.5~1.5),OH- : (Al + Fe) = 1: (0.7~2.0)。

4.根据权利要求3所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：S1中，用于烘干的淤泥的含水率介于20-50%之间；烘干的环境温度控制在105-110℃之间且需进行通风处理。

5.根据权利要求3所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：S2中，将S1制备的干燥淤泥进行破碎处理，然后过不小于170目筛，得到淤泥颗粒。

6.根据权利要求3所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：S3中，将淤泥置于45-65℃烘箱，并确保淤泥颗粒温度介于45-65℃之间；加热搅拌器容器使之温度达到45-65℃，将淤泥置于搅拌器中进行搅拌，转速40-80r/min；将碱激发剂溶液缓慢倒入淤泥中，至完全倒入后再继续搅拌数分钟，之后提高转速至不低于100r/min，持续搅拌数分钟使淤泥和碱激发剂充分混合，获得均匀的土工聚合物反应前驱物浆体A。

7.根据权利要求3所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：将淤泥置于50-60℃烘箱，确保淤泥颗粒温度介于50-60℃之间；加热搅拌器容器使之温度达到60℃，将淤泥置于搅拌器中进行搅拌，转速60r/min；将碱激发剂溶液缓慢倒入淤泥中，完全倒入后继续搅拌2分钟，之后提高转速至150r/min，持续搅拌3分钟使淤泥和碱激发剂充分混合，获得均匀的土工聚合物反应前驱物浆体A。

8.根据权利要求6所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：对均匀的土工聚合物反应前驱物浆体A进行搅拌，设置搅拌速度不小于200r/min，搅拌数分钟，之后降速至不大于180r/min搅拌数分钟，并形成高低速搭配的多个搅拌周期，得到进一步反应的工聚合物反应前驱物浆体B。

9.根据权利要求8所述的以河湖淤泥为单一原材料的土工聚合物环保节能材料的制备方法，其特征在于：每个搅拌周期中，低速搅拌的时长不短于高速搅拌时长的1/3;每个搅拌周期的总时长不大于10min，总的搅拌时长不低于20min。