【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业固废资源化利用，具体涉及一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法。
技术介绍
1、随着原镁产量逐年递增，镁的需求亦日益攀升。然而，在镁工业高速发展的同时，产生了诸多环保问题。目前，多数镁厂采用皮江法炼镁，此方法能耗高、污染重，还会排放大量镁渣。这些镁渣多被当作固体废弃物丢弃，既浪费土地资源，又因细粉含量高而影响空气质量及人类健康。因此，如何合理高效利用镁渣已成镁厂乃至全社会亟待解决的难题。
2、碱激发胶凝材料是利用碱性激发剂激发工业废渣所得的具胶结性能的材料，相比硅酸盐水泥，其制备污染小、能耗低，能大量消纳工业固体废弃物，镁渣中的硅酸二钙对co2反应活性较高，可用于吸附矿化二氧化碳，对实现镁渣的高效利用及缓解环境污染意义重大。
3、利用镁渣通过发泡碱激发矿化制备的胶凝隔音材料，充分利用了工业固体废物镁渣，减少了废渣堆积，降低了环境污染，实现了废物再利用。经碱激发和发泡处理后，可形成具备一定强度和稳定性的胶凝材料。该材料独特的结构使其可能具有良好的隔音效果，能有效阻隔声音传播。与传统材料相比，其生产过程能耗可能更低。研究显示，采用水玻璃和氢氧化钠复掺激发镁渣的效果，28天抗压强度最高可达17.79mpa。专利cn116283170 a公开了一种泡沫碱激发胶凝材料及其制备方法。作者将高炉矿渣、低钙粉煤灰、碱性镁渣进行掺和，加入过量铝粉和功能性凝胶状的微纳米tio2催化剂，以制备凝胶化的纳米光催化剂。作者将高炉矿渣、低钙粉煤灰、碱性镁渣进行掺和，并加入过量铝粉和功能性凝胶状的微纳米tio2
4、鉴于此，如何利用镁渣制备一种新型高强度开孔型吸声材料是解决现有胶凝隔音材料应用受限的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术工艺复杂繁琐、处理成本高等缺点，提供一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法。本专利技术通过外加碱性溶液促进镁渣的活性，利用发泡手段克服以往条件下与co2等反应不完全、不充分的问题，使得镁渣能够充分与co2接触并发生矿化反应，从而实现二氧化碳的永久固定，制备的隔音材料内部含有大量的开孔形孔径，隔音吸音效果较好，促进环境可持续发展和资源的有效利用。本专利技术扩展镁渣可利用途径的同时为实现对二氧化碳的固定探讨新出路、新方法、新捷径，实现“以废治废”的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，包括以下步骤：
4、步骤1：将镁渣、水、碱激发剂、功能性激发剂、发泡剂及稳泡剂混合，得到匀质浆体，经浇筑、养护成型后脱模；
5、步骤2：脱模结束后进行矿化反应，得到所述胶凝隔音材料。
6、进一步地，所述步骤1中镁渣包括以下质量百分比的成分：30～40wt％的sio2，0.5～3wt％的al2o3，50～60wt％的cao，1～10wt％的fe2o3，1～5wt％的mgo。
7、进一步地，所述步骤1中碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、水玻璃、硅酸钾中的至少一种，以激发镁渣的活性；碱激发剂的添加量为镁渣的6-10wt％。
8、进一步地，所述步骤1中功能性激发剂为高锰酸钾、碘化钾、二氧化锰中的至少一种，以促进发泡剂的发泡效率，提高浆体的体积膨胀率；功能性激发剂的添加量为发泡剂的1～5wt％。
9、进一步地，所述步骤1中发泡剂为过氧化氢或铝粉，发泡剂的添加量为镁渣的5～10wt％。
10、进一步地，所述步骤1中稳泡剂为硬脂酸钙、茶皂素、十二烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺中的至少一种，稳泡剂的添加量为发泡剂的5～10wt％。
11、进一步地，所述步骤1中养护的时间为24h，温度为60℃。
12、进一步地，所述步骤2中矿化反应的条件为：co2体积浓度≥30％、co2压力为0.4～2.0mpa、温度为120～200℃、时间为1～5h。
13、本专利技术另一方面提供了一种胶凝隔音材料，其采用如上所述的方法制备得到。
14、本专利技术另一方面还提供了如上所述的胶凝隔音材料在的应用，用作建筑材料。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
16、(1)本专利技术制备的胶凝隔音材料具有一定强度与稳定性。由于添加的碱性溶液使镁渣中的ca2+溶出，[sio4]4-聚合物结构改变，形成c-s-h凝胶，为隔音材料的前期强度提供支撑。经过co2矿化反应后，生成的碳酸钙导致其抗压强度进一步提升，最高可达24.41mpa。此外，溶出的ca2+更易与co2反应，还进一步提高了矿化效率。
17、(2)通过改变碱激发剂、功能性激发剂、发泡剂及稳泡剂的比例，系统性调控孔隙结构，使得孔隙由闭孔向开孔转变，而这种独特的结构致使其具备出色的隔音效果，能够有力地阻隔声音传播，在高频阶段隔音表现出色，尤其是在6500hz频率下隔音量可达87.41db、吸音系数达到了0.89。
18、(3)本专利技术借助发泡碱激发矿化，把镁渣转化为胶凝隔音材料，对工业固体废物镁渣加以充分利用。这一举措有效减少了废渣的堆积量，减轻了环境污染，达成了废物再利用的目标。
19、(4)本专利技术胶凝隔音材料的制备工艺简单，条件温和，易于实现工业化。和传统材料对比，其生产过程中的能耗可能更低，能够达成固废的高值利用，有利于资源的循环利用和可持续发展，具有优良的环境效益和广阔的市场前景，是未来发展中潜力巨大的新型技术。
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1.一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中镁渣包括以下质量百分比的成分：30～40wt％的SiO2，0.5～3wt％的Al2O3，50～60wt％的CaO，1～10wt％的Fe2O3，1～5wt％的MgO。
3.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、水玻璃、硅酸钾中的至少一种，碱激发剂的添加量为镁渣的6～10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中功能性激发剂为高锰酸钾、碘化钾、二氧化锰中的至少一种，功能性激发剂的添加量为发泡剂的1～5wt％。
5.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中发泡剂为过氧化氢或铝粉，发泡剂的添加量为镁渣的5～10wt％。
6.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发
7.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中养护的时间为24h，温度为60℃。
8.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤2中矿化反应的条件为：CO2体积浓度≥30％、CO2压力为0.4～2.0MPa、温度为120～200℃、时间为1～5h。
9.一种胶凝隔音材料，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
10.权利要求9所述的胶凝隔音材料的应用，其特征在于，用作建筑材料。
...【技术特征摘要】
1.一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中镁渣包括以下质量百分比的成分：30～40wt％的sio2，0.5～3wt％的al2o3，50～60wt％的cao，1～10wt％的fe2o3，1～5wt％的mgo。
3.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、水玻璃、硅酸钾中的至少一种，碱激发剂的添加量为镁渣的6～10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特征在于，所述步骤1中功能性激发剂为高锰酸钾、碘化钾、二氧化锰中的至少一种，功能性激发剂的添加量为发泡剂的1～5wt％。
5.根据权利要求1所述的一种碱激发镁渣发泡矿化制备胶凝隔音材料的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：路广军，韩璐瑶，马志斌，周新星，郭彦霞，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：
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