【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废综合利用和建筑材料，尤其涉及一种用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂及其制备方法。
技术介绍
1、硅酸盐水泥作为应用最为广泛的胶凝材料之一，面临原材料紧缺、天然矿石日益枯竭、生产需高能耗高碳排放的困局。同时，水泥行业因生产过程中高能耗、高排放以及高污染的特点，已成为低碳化发展急需解决的问题。利用固废制备水泥类胶凝材料，既可节约大量的天然矿石，又能降低水泥焙烧生产过程中的碳排放和粉尘污染，具有显著的经济与社会效益。
2、全固废胶凝材料以钢铁企业和燃煤发电等国家支柱企业所产生的粒化高炉矿渣、粉煤灰、脱硫石膏以及钢渣等工业固体废弃物为原料，通过适当的加工和处理，形成具有胶凝性能的新型材料，可用于建筑、道路建设等领域，具有环保和资源利用的双重优势。低活性矿粉基全固废胶凝材料是以低活性矿粉为主要胶凝材料的一类全固废胶凝材料，由于采用了活性低的矿粉，会导致产品28d强度无法达到42.5等级，不利于施工和远距离运输。
3、虽然，现有技术中也公开了利用矿渣或矿粉制备全固废胶凝材料的方法，如专利cn202311100831.1公开了一种高强度全固废胶凝材料及其制备方法和应用，该专利以矿渣粉、钢渣粉、石膏为原料，矿渣粉中包括二氧化硅、氧化镁、氧化钙，氧化镁由镁渣提供，氧化钙由电石渣提供；通过分别对镁渣、电石渣和钢渣粉进行改性，从而得到了高强度的全固废胶凝材料。但是，对于如何通过额外添加单独的改性剂制备出以低活性矿粉为主要胶凝材料的符合42.5等级胶凝材料要求的低活性矿粉基全固废胶凝材料还没有相关报道。p>
4、因此，亟需一种能够提高以低活性矿粉为主要胶凝材料的全固废胶凝材料的力学性能的改性剂以解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，以在低活性矿粉基全固废胶凝材料中的添加量计，所述改性剂包括以下组分：熟石灰0.5～1.2％，铝酸盐1％～5.8％和聚合氯化铝0.5％～1.4％。
4、优选的，所述熟石灰中氢氧化钙的含量为95％以上。
5、优选的，所述铝酸盐包括硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种或几种。
6、优选的，所述聚合氯化铝的聚合度为4～8，盐基度为40～90。
7、本专利技术提供了一种上述技术方案所述用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂的制备方法，包括以下步骤：按比例称取熟石灰、铝酸盐和聚合氯化铝后将三者混匀，得到所述用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂。
8、本专利技术提供了一种低活性矿粉基全固废胶凝材料，按重量份数计，包括以下组分：
9、活性矿粉247.5～288份、脱硫石膏67.5～90份、粉煤灰58.5～81份和上述技术方案所述的改性剂31.5～36份。
10、本专利技术提供了一种低活性矿粉基全固废砂浆，按重量份数计，包括以下组分：低活性矿粉247.5～288份、脱硫石膏67.5～90份、粉煤灰58.5～81份、上述技术方案所述的改性剂31.5～36份、砂1350份和水225份。
11、本专利技术提供了一种上述技术方案所述低活性矿粉基全固废砂浆的制备方法，包括以下步骤：
12、(1)将低活性矿粉、脱硫石膏和粉煤灰混合后进行搅拌，得到底料；
13、(2)将熟石灰、铝酸盐和聚合氯化铝混合均匀，得到改性剂；
14、(3)将步骤(1)得到的底料与步骤(2)得到的改性剂混合均匀后加入砂，再加入水搅拌均匀，然后经成型和养护，得到所述低活性矿粉基全固废砂浆。
15、优选的，步骤(1)中，所述低活性矿粉、脱硫石膏和粉煤灰在混合前还包括粉磨步骤；所述低活性矿粉的粉磨时间为3h，脱硫石膏的粉磨时间为1h，粉煤灰的粉磨时间为0.5h。
16、优选的，步骤(3)中，所述养护的温度为20℃，养护的湿度为90％，养护的时间为3～28d。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
18、本专利技术以熟石灰、铝酸盐和聚合氯化铝为原料制备用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其中的聚合氯化铝和铝酸盐可以补充低活性矿粉中占比较少的铝元素，提升低活性矿粉的28d活性，进而提升低活性矿粉基全固废胶凝材料的力学性能。本专利技术提供的改性剂可作为化学助剂少量添加至以低活性矿粉为主要胶凝材料的砂浆或混凝土中，可大幅提升低活性矿粉基全固废胶凝材料的力学性能，改性后的胶凝材料可应用于路面水泥稳定碎石层中，也可制备矿井充填胶凝材料应用于矿井充填中。
19、本专利技术提供的改性剂原料易得且需求种类少，选择范围大，普适性强，通过调整原料之间的比例设计出特定的改性剂，可以有效缓解目前低活性矿粉基全固废胶凝材料28d力学性能低下的问题和施工过程中和易性差、成本过高等问题，可间接提高低活性矿粉作为地质聚合物材料的利用率。
20、本专利技术提供的改性剂原料来源与水泥外加剂相似，成本可控，且制备方法与应用方法简单高效，无需增设专用设备，节约人工和能耗成本。并且，具有便捷高效、用量少、改性效果明显的特点，大大增加了固废的利用率，提高了低活性矿粉基全固废胶凝材料的力学性能，实现了节能减排的目的。
21、本专利技术提供的改性剂既可用于改性低活性矿粉基全固废胶凝材料，也能够用于提高低活性矿粉活性的力学性能，而现有技术并没有针对低活性矿粉基全固废胶凝材料体系的改性剂。本专利技术提供的改性剂既可以单独使用，也可以和其他有机/无机多功能外加剂复配使用，具有广阔的应用前景。
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1.一种用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，以在低活性矿粉基全固废胶凝材料中的添加量计，所述改性剂包括以下组分：熟石灰0.5％～1.2％，铝酸盐1％～5.8％和聚合氯化铝0.5％～1.4％。
2.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述熟石灰中氢氧化钙的含量为95％以上。
3.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述铝酸盐包括硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的聚合度为4～8，盐基度为40～90。
5.一种权利要求1～4任一项所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例称取熟石灰、铝酸盐和聚合氯化铝后将三者混匀，得到所述用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂。
6.一种低活性矿粉基全固废胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：低活性矿粉247.5～288份、脱硫石膏67.5～90份、
7.一种低活性矿粉基全固废砂浆，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：低活性矿粉247.5～288份、脱硫石膏67.5～90份、粉煤灰58.5～81份、权利要求1～4任一项所述的改性剂31.5～36份、砂1350份和水225份。
8.一种权利要求7所述的低活性矿粉基全固废砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述低活性矿粉、脱硫石膏和粉煤灰在混合前还包括粉磨步骤；所述低活性矿粉的粉磨时间为3h，脱硫石膏的粉磨时间为1h，粉煤灰的粉磨时间为0.5h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述养护的温度为20℃，养护的湿度为90％，养护的时间为3～28d。
...【技术特征摘要】
1.一种用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，以在低活性矿粉基全固废胶凝材料中的添加量计，所述改性剂包括以下组分：熟石灰0.5％～1.2％，铝酸盐1％～5.8％和聚合氯化铝0.5％～1.4％。
2.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述熟石灰中氢氧化钙的含量为95％以上。
3.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述铝酸盐包括硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的聚合度为4～8，盐基度为40～90。
5.一种权利要求1～4任一项所述的用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例称取熟石灰、铝酸盐和聚合氯化铝后将三者混匀，得到所述用于低活性矿粉基全固废胶凝材料的改性剂。
6.一种低活性矿粉基全固废...
【专利技术属性】
技术研发人员：江华平，张大旺，方陆芳，王亚军，韩逸，刘如意，左文华，
申请(专利权)人：浙江波普环境服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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