一种采用再生微粉制备地聚合物胶凝材料的方法
技术领域
本发明涉及建筑建材技术领域，具体来说，涉及一种采用再生微粉制备地聚合物胶凝材料的方法。
背景技术
再生骨料制备过程中产生的粉体简称再生微粉，因此，再生微粉具体是指废弃混凝土等建筑垃圾在回收破碎再生过程中产生的石屑或者水泥石等细小颗粒，这些细小颗粒具有一定的潜在活性，却常常被当作垃圾填埋，如今逐渐被用于制备砂浆、混凝土等建筑材料。
地聚物其概念是自法国科学家Joseph Davidovits在1985年从美国专利中提出，其性能与水泥相似,但性能优于水泥，这使其存在替代水泥的可能。随着人们对地聚物的深入研究,地聚合物在建筑行业得到广泛应用,如在钢筋混凝土使用中用地聚物代替部分水泥。目前建筑市场上的地聚合物原料以偏高岭土与高炉矿渣粉、粉煤灰拌和为主。其生产原材料单一，且偏高岭土制备过程中对自然环境与存在一定影响，不符合现代绿色环保建材的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用再生微粉制备地聚合物胶凝材料的方法。本发明所述胶凝材料具有较高的强度、体积稳定性和水稳定性，且原材料为建筑废弃物，一定程度上解决了建筑垃圾再生循环利用的问题。
实现本发明的技术解决方法为：
一种采用再生微粉制备地聚合物胶凝材料的方法，所述胶凝材料通过将地聚合物粉体和碱激发剂混合后搅拌一段时间，所得浆体成型后标准养护后得到，其中，地聚合物粉体由30～70wt％矿渣粉、30～70wt％再生微粉组成。
较佳的，碱激发剂为氢氧化钠和硅酸钠混合水溶液，其中，氢氧化钠和硅酸钠分别为地聚合物粉体质量含量的3％～9wt％，水固比(即水与地聚合物粉体)为0.32～0.45。
较佳的，再生微粉粒径为75μm以下。
较佳的，矿渣粉粒径为60μm以下。
较佳的，所述胶凝材料通过将地聚合物粉体和碱激发剂混合后先慢搅2min，然后快搅2min，其中，慢搅的自转转速为(140±5)r/min，公转转速为(125±5)r/min；
快搅的自转转速为(285±10)r/min，公转转速为(125±10)r/min。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明为目前再生利用方法较少的再生微粉提供了应用的新途径，且制备出的地聚合物凝胶材料具有较高抗压、抗折强度，制备的地聚物的7d无侧限强度≥4MPa，90d养护劈裂强度≥0.35MPa，水稳定系数应大于75％，本材料为新型环保材料，且原材料采用了建筑废弃物，成本相对同种产品具有较大优势。
附图说明
图1为本发明所述的地聚合物凝胶材料的制备流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普遍技术人员在没有做出创造性劳动前提下安所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范畴。
再生骨料制备过程中产生的粉体通过除尘机或其他设备收集，再采用QM3SP2L型研磨机对其进行研磨16min，制备出75μm以下的再生微粉。
本发明所述的地聚合物胶凝材料，由如下步骤制备：
(1)将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合，继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min；
(2)将步骤(1)所得碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取75μm以下的再生微粉(其组成如表1所示)和60μm以下矿渣粉(粒化高炉矿渣粉，其组成如表1所示)，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中；
(3)先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于振动台上振动60s，将表面抹平，成型后用保鲜膜盖住表面，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。其流程见图1。
表1建筑垃圾微粉及矿渣微粉化学成分(％)
实施例1：以地聚合物粉体质量百分比计，再生微粉70％，矿渣粉30％，即再生微粉/矿渣粉为70/30，MNaOH/M固(地聚合物粉体)为3wt％，MNa2SiO3/M固(地聚合物粉体)为6wt％，水固比即M水/M固(地聚合物粉体)为0.44。将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合,继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min，将所得混合碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取再生微粉和矿渣粉，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中，先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。每个配比制备3个试样，养护龄期达到后，测其抗折强度和抗压强度，取平均值，结果如表2所示。
实施例2：以地聚合物粉体质量百分比计，再生微粉50％，矿渣粉50％，即再生微粉/矿渣粉为50/50，MNaOH/M固(地聚合物粉体)为6wt％，MNa2SiO3/M固(地聚合物粉体)为9wt％，水固比0.40。将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合,继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min，将所得混合碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取再生微粉和矿渣粉，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中，先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。每个配比制备3个试样，养护龄期达到后，测其抗折强度和抗压强度，取平均值，结果如表2所示。
实施例3：以地聚合物粉体质量百分比计，再生微粉30％，矿渣粉70％，即再生微粉/矿渣粉为30/70，MNaOH/M固(地聚合物粉体)为3wt％，MNa2SiO3/M固(地聚合物粉体)为9wt％，水固比0.36。将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合,继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min，将所得混合碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取再生微粉和矿渣粉，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中，先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。每个配比制备3个试样，养护龄期达到后，测其抗折强度和抗压强度，取平均值，结果如表2所示。
实施例4：以地聚合物粉体质量百分比计，再生微粉30％，矿渣粉70％，即再生微粉/矿渣粉为30/70，MNaOH/M固(地聚合物粉体)为6wt％，MNa2SiO3/M固(地聚合物粉体)为6wt％，水固比0.32。将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合,继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min，将所得混合碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取再生微粉和矿渣粉，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中，先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。每个配比制备3个试样，养护龄期达到后，测其抗折强度和抗压强度，取平均值，结果如表2所示。
实施例5：以地聚合物粉体质量百分比计，再生微粉30％，矿渣粉70％，即再生微粉/矿渣粉为30/70，MNaOH/M固(地聚合物粉体)为9wt％，MNa2SiO3/M固(地聚合物粉体)为3wt％，水固比0.44。将NaOH和Na2SiO3颗粒按配制比例称好，称取试验用蒸馏水，倒入两个烧杯，分别加入NaOH和Na2SiO3颗粒，用玻璃棒不断搅拌至完全溶解，将两种溶液混合,继续搅拌1min，于室温下静置冷却15min，将所得混合碱溶液倒入拌锅中，根据比例称取再生微粉和矿渣粉，将两种粉体混合均匀，加入净浆搅拌机的拌锅中，先慢搅2min，然后快搅2min，所得浆体倒入40×40×160mm模具中，置于标准养护箱中养护24h后脱模，继续养护6d。每个配比制备3个试样，养护龄期达到后，测其抗折强度和抗压强度，取平均值，结果如表2所示。
表2地聚合物胶凝材料基本配比
如表2，这种用于半刚性基层的地聚合物胶凝材料，强度充分符合要求，可用于实际施工之中。且该地聚物胶凝材料体积稳定性良好，可以解决现收缩开裂的问题。其中实施例2、4的性能更为优越。
本发明中添加了再生微粉，将建筑废料充分利用，也是一种绿色环保材料。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱落本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范畴之内，则本申请也意图包含这些变型和改动在内。
