一种地质聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种地质聚合物的制备方法，其原材料包括尾砂、水泥、复合微粉、水玻璃、硅灰、水、复合碱性激发剂、减水剂、低粘度纤维素醚和有机改性材料，将原材料粉碎后搅拌均匀、压制成型、养护。利用建筑垃圾处理后和污泥结合在碱激发状态下制备地质聚合物，是为促进污泥资源化处置而开展的研究，将固体废弃物与制备建筑材料深度结合，在提升地聚物的力学性能的同时，实现建筑固体废弃物的充分资源化利用，对新型建筑材料的研发具有推动作用。对新型建筑材料的研发具有推动作用。

A preparation method of Geopolymer

【技术实现步骤摘要】
一种地质聚合物的制备方法


[0001]本专利技术属于无机材料领域，具体涉及一种地质聚合物的制备方法。

技术介绍

[0002]地聚物网络由[SiO4]和[A1O4]‑
四面体组成，它们通过共享所有的氧来交替连接。此外，骨架腔内必须存在阳离子(Na
+
、K
+
、Li
+
、Ca 2+
、Ba
2+
、NH
4+
、H3O
+
)，以平衡A1
3+
在四次配位形成[A1O4]‑
四面体时的负电荷。因此，地聚物有以下表达方式：Mn[
‑
(SiO2)z
‑
(A1O2)]n
·
wH2O其中M表示碱金属阳离子；W表示化学结合水的数目；Z表示硅铝摩尔比；n表示缩聚度；Z为1、2或3。通常依据Z数值的不同将地聚物分为单聚体(PS)、二聚体(PSS)和多聚体(PSDS)三型种类。研究发现，水热状态下单聚体(Mn
‑
(
‑
Si
‑
O
‑
Al
‑
O
‑
)n)和二聚体(Mn
‑
(
‑
Si
‑
O
‑
Al
‑
O
‑
Si
‑
O
‑
)n)为晶体相，而在自然环境温度下单聚体和二聚体会形成非晶或玻璃状结构。
[0003]地质聚合物是近年来发展的新型无机非金属胶凝材料，是由铝硅酸盐胶凝成分固结的化学键合的一种新型胶凝材料。它是通过铝硅酸盐组分的溶解、分散、聚合和脱水硬化而成。其矿物组成与沸石相近，物理形态上呈三维网络结构，因此其具有有机聚合物、陶瓷、水泥的优良性能。许多固体废弃物均可作为它的原料，这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。
[0004]目前影响地质聚合物性能的因素很多，各因素对性能的影响规律虽已有一些研究成果，但尚缺乏系统性，特别是采用建筑垃圾淤泥结合的原材料进行综合资源利用方面时，由于化学组成、微观结构和活性成分波动很大，很难得到性能稳定的地质聚合物料，因此，如何提高碱地质聚合物的性能稳定性是实现其工程应用需要进一步解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种地质聚合物的制备方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术手段：
[0007]一种地质聚合物的制备方法，原材料包括尾砂、水泥、复合微粉、水玻璃、硅灰、水、复合碱性激发剂、减水剂、低粘度纤维素醚和有机改性材料，将原材料粉碎后搅拌均匀、压制成型、养护。
[0008]优选地，所述尾砂为金矿选矿后排出的粉砂状废渣。
[0009]优选地，所述原材料还包括颜料，所述颜料为无机颜料。
[0010]优选地，所述水玻璃为钠基水玻璃，模数为1.0
‑
1.2；所述低粘度纤维素醚为400S纤维素醚；所述水泥为42.5PO普通硅酸盐水泥。
[0011]优选地，所述复合微粉为建筑垃圾微粉或干化淤泥中的一种，或者为两者以任意比例混合的混合物；其中，所述建筑垃圾微粉为混凝土块、砂浆块、砖块和瓦片中的一种或多种破碎后粒径小于0.075mm的颗粒，经复合外加剂及激发剂经高压雷蒙磨加工，用超微磨细工艺物理和化学激发的共同作用下处理以后得到的微粉；所述干化淤泥为矿山和城市建
筑基础建设时产生的淤泥经脱水干化，含水率<10％，在进行破碎加工时研磨得到；其中，复合外加剂为水玻璃、明矾或两者的混合物；激发剂选自水泥、钠盐、强碱和石膏中的一种或几种。
[0012]优选地，所述原材料的重量份数组成如下：尾砂250
‑
300份、水泥150
‑
250份、复合微粉200
‑
300份、水玻璃30
‑
80份、硅灰5
‑
20份、水130
‑
180份、复合碱性激发剂40
‑
50份、减水剂1
‑
3份、低粘度纤维素醚0.3
‑
1份、有机改性材料0.5
‑
2份。
[0013]优选地，所述复合碱性激发剂由KOH和K2SIO3按质量比为4:1混合得到。
[0014]优选地，所述有机改性材料为水性环氧树脂或9mm增强纤维中的一种，或为两者按5:1比列的混合物。
[0015]优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0016]一种地质聚合物的制备方法，具体包括如下步骤：
[0017]S1，将尾矿砂、水泥、复合微粉按配比称取后投入球磨机，将物料逐渐粉碎混匀得到细度在3000
‑
4000目的微粉混合物，即组份A；其中，球磨机的转速40～60r/min；
[0018]S2，将硅灰、减水剂、复合碱性激发剂按配比称取后投入球磨机，将物料逐渐粉碎混匀得到细度在3000
‑
4000目的微粉混合物，即组份B；
[0019]S3，将水玻璃、低粘度纤维素醚、有机改性材料按配比加入水中，并搅拌均匀，后倾倒入旋流器中进一步混匀即得到组份C；
[0020]S4，将组份A、组份B和组份C倾倒入强制式搅拌机中搅拌均匀，以180r/min转速旋转常温共混聚合反应大于2小时制得地质聚合物浆料，并将其注入模具中，密封放入养护箱中保持恒温养护24小时后进行脱模，即可得到地质聚合物。
[0021]优选地，所述S4还包括将颜料倾倒入强制式搅拌机中搅拌均匀的步骤。
[0022]本专利技术的有益效果
[0023]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]利用建筑垃圾处理后和污泥结合在碱激发状态下制备地质聚合物，是为促进污泥资源化处置而开展的研究，将固体废弃物与制备建筑材料深度结合，在提升地聚物的力学性能的同时，实现建筑固体废弃物的充分资源化利用，对新型建筑材料的研发具有推动作用。利用未烧结污泥或建筑固废制备地质聚合物，不仅可以提升建筑固废利用率，解决天然砂石资源匮乏，建筑固废产量逐年增多等难题，还能减少水泥使用量，降低水泥生产过程中的碳排放，发展绿色循环经济，符合国家产业导向与政策扶持范围。本专利技术实现减少环境污染、减少能源浪费，并使污泥得以实现建材化利用的目的，同时也实现“以废治废”的循环可持续发展，得到环境与经济的双重效益的目的。
附图说明
[0025]图1示出了实施例3所制备的地质聚合物的浇筑得到的装饰构造线条；
[0026]图2示出了实施例3所制备的地质聚合物的浇筑得到的仿纹地板。
具体实施方式
[0027]除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物的制备方法，其特征在于，原材料包括尾砂、水泥、复合微粉、水玻璃、硅灰、水、复合碱性激发剂、减水剂、低粘度纤维素醚和有机改性材料，将原材料粉碎后搅拌均匀、压制成型、养护。2.根据权利要求1所述的一种地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述原材料还包括颜料，所述颜料为无机颜料。3.根据权利要求1所述的一种地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述水玻璃为钠基水玻璃，模数为1.0
‑
1.2；所述低粘度纤维素醚为400S纤维素醚；所述水泥为42.5PO普通硅酸盐水泥。4.根据权利要求1所述的一种地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述复合微粉为建筑垃圾微粉和干化淤泥中的一种，或者为两者以任意比例混合的混合物；所述干化淤泥的含水率小于10％。5.根据权利要求3所述的一种地质聚合物的制备方法，其特征在于，所述原材料的重量份数组成如下：尾砂250
‑
300份、水泥150
‑
250份、复合微粉200
‑
300份、水玻璃30
‑
80份、硅灰5
‑
20份、水130
‑
180份、复合碱性激发剂40
‑
50份、减水剂1
‑
3份、低粘度纤维素醚0.3
‑
1份、有机改性材料0.5
‑
2份。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂海波，杜玮，史林果，蓝声，黄盛文，
申请(专利权)人：浙江天造环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：