[发明专利]与水泥混合的活性高岭土粉末物料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种与水泥混合的高岭土粉末物料。更确切地说，本发明涉及一种与水泥混合以便形成在强度、透水性等方面具有好的物理性能的砂浆或混凝土的活性高岭土粉末物料。本发明还涉及一种制备该活性高岭土粉末物料的方法。

使用水泥的砂浆或混凝土通常需要优良的强度和透水性。为了制备在强度、透水性等方面具有优良的物理性能的砂浆或混凝土已经进行了许多不同的研究。出于这种目的，在水泥领域和与水泥一起使用的其它混合组份的领域中，继续进行了许多研究。作为混合组份之一的硅灰(silica fume)与水泥一起使用时，硅灰被用于制备在强度、透水性等方面具有优良的物理性能的砂浆或混凝土。然而，硅灰特别昂贵，目前不能广泛地使用。

因此，本发明者研制出一种与水泥一起使用的活性高岭土粉末物料，这样由该水泥和活性高岭土粉末的组合物制备的砂浆或混凝土在强度、透水性方面显示出好的物理性能。高岭土是天然埋在地底下的，与硅灰相比能够以非常低的成本得到。

本发明的目的是提供一种可以与水泥一起使用的活性高岭土粉末物料。

本发明的另一目的是当活性高岭土粉末物料与水泥一起使用时，提供一种制备在强度、透水性方面具有好的物理性能的砂浆或混凝土的活性高岭土粉末物料。

本发明的又一目的是提供一种由天然存在的高岭土制备活性高岭土粉末物料的方法。

本发明再一个目的在于提供一种具有优良的强度和透水性的砂浆或混凝土，其是通过使用本发明的成本较低的活性高岭土粉末物料制备的。

本发明的上述和其它的目的将通过下面的描述实现。

该活性高岭土粉末物料是由天然存在的高岭土(以下称为“天然高岭土”)制备的。该活性高岭土粉末物料是这样制备的，即在至多1小时内将天然高岭土加热到480℃，通过加热到980℃至少1小时以上从而在高温下煅烧加热的高岭土，使用水或空气急冷煅烧的高岭土，并粉化急冷的高岭土以使颗粒尺寸为2μm或更小。

在制备砂浆或水泥时活性高岭土粉末物料的使用量是水泥重量的约5～15％。

包含活性高岭土粉末物料的水泥组合物可以提供一种在抗压强度、抗弯强度和透水性方面具有优良性能的砂浆或混凝土。

附图的简要描述

当结合附图阅读时参考下面详细描述的本发明优选的实施方案将更充分地理解本发明。

附图1是表示在制备本发明的活性高岭土粉末物料的过程中温度与加热和煅烧时间的关系的示意图；

附图2是表示未活化的高岭土粉末(天然高岭土粉末)的X射线衍射图；

附图3是表示本发明的活性高岭土粉末的X射线衍射图；

附图4是用于试验根据本发明制备的砂浆透水性的砂浆试样剖视图。

本发明使用大量埋在地下的天然高岭土。在本发明中天然高岭土被活化以便与水泥混合使用。天然高岭土已经被用于制备陶器、瓷器、陶瓷等。在本发明中，活性高岭土粉末由天然高岭土演变而来，其可以用作砂浆或混凝土的复合材料之一。活性高岭土粉末是这样制备的，即加热天然高岭土至一定的温度，在高温下煅烧加热的高岭土，用水或空气急冷煅烧的高岭土和将急冷的高岭土粉化成粉末形式。

矿物化合物的活化通常是指一种状态，在该状态中，当能量施加在矿物化合物上然后急冷该矿物急冷时大量结晶能量保留在矿物化合物的分子结构中，以及在该状态中当在该矿物化合物上施加外力时由于保留的结晶能量造成矿物化合物处于具有强化学键合能力的游离状态中。

当在高温下煅烧天然高岭土并急冷时，高岭土在分子结构中保留了大量的结晶能量并具有潜在的水硬性(latent hydraulicity)，因为高岭土分子处于游离状态。也就是说，虽然活性高岭土具有高的反应活性并且与水接触时不会造成水化，但是高岭土在一定条件下例如在碱性状态下表面出明显的水硬性。这种水硬性被称为“潜在水硬性”。本发明将提供一种通过活化具有潜在水硬性的天然高岭土和在一定条件例如在砂浆或在混凝土中引起活性高岭土

的水化和火山灰反应的机理。

本发明的活性高岭土和来自于水泥的Ca(OH)₂引起火山灰反应，而且使用该活性高岭土的砂浆或混凝土由于潜在的水硬性具有优良的强度和透水性。