專利名稱：使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法。
背景技術：
堿激發(fā)膠凝材料是一種無機非金屬膠凝材料，具有良好的力學性能，耐久性能。堿激發(fā)膠凝材料制備工藝簡單、節(jié)能減排、成本低、市場廣，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ哪z凝材料。這類材料多以鋁硅酸鹽類礦物為主要原材料?？捎糜谥苽鋲A激發(fā)膠凝材料的天然礦物和工業(yè)固體廢棄物有礦渣、鋼渣、磷渣、煤矸石、偏高嶺土、高嶺土、粉煤灰，硅灰、爐渣、尾礦等鋁硅酸鹽材料。這些潛在水硬性或火山灰性物質具有較高水化活性，可用在工程建設的多個方面。然而堿激發(fā)材料存在后期強度增長緩慢和倒縮等問題限制著其在大型工程中的應 用。

發(fā)明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，可提高其后期強度，防止后期強度倒縮，從而改善了堿激發(fā)礦渣膠凝材料力學性能，本發(fā)明具有工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，操作簡單，控制方便，便于工業(yè)化應用的特點。為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，包括如下步驟步驟一，使用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料，然后將膠凝材料養(yǎng)護一定時間；步驟二，將養(yǎng)護后的堿膠凝材料置于鹽湖溶液中存放一段時間即可提高堿激發(fā)礦渣膠凝材料的強度；所述鹽湖溶液的成分為Na+:5-20. 96g/l、K. :5-18. 47g/l、Mg2+ :10-68. 34g/l、S042— :1-6. 22g/l、Cl_ :20-250. 33g/l ；所述礦渣包括CaO:30. I 42. 5 %、Al2O3 :9. 3 12. 6 %、MgO :5. 3 17. 8 %、SiO2 :26. 4 39. 5%以及雜質，以上百分含量為相應組份占礦渣總重量的百分比。所述用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料的方法是將礦渣粉磨到比表面積為500 Hl2 / kg，加入礦渣重量5 14%的NaOH混合均勻，然后加礦渣重量30-70%的水攪拌。所述攪拌使用砂漿攪拌機實現，在攪拌過程中加礦渣重量50-400%的砂，攪拌結束后分層倒入40mmX40mmX 160mm的三連模中用振實臺振實。所述步驟一中養(yǎng)護條件為在水中養(yǎng)護或者在空氣中養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為_15°C 90。。。所述步驟二中鹽湖溶液中主要含有鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子，以及與鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子相應量的氯離子或硫酸根離子。所述步驟二中堿激發(fā)礦渣膠凝材料置于鹽湖溶液中連續(xù)存放，存放溫度范圍為-15°C 90°C，存放時間為I天 400天。所述步驟二中堿激發(fā)礦渣膠凝材料在鹽湖溶液中和大氣環(huán)境中間隔存放，先在鹽湖溶液中存放，溫度范圍為-15°C 90°C，存放時間為I天 60天，再在大氣環(huán)境中存放，溫度范圍為25V 250°C，存放時間為I天 60天，如此交替即可，一般情況下，間隔存放時交替10-50次較佳。與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是傳統(tǒng)硅酸鹽水泥由于其水化、凝結原理不同于堿激發(fā)礦渣膠凝材料，水泥硬化后結構中的氫氧化鈣等水化反應產物與環(huán)境中的碳酸根，氯離子，硫酸根離子，鎂離子等參加反應，導致水泥石結構遭到破壞，從而降低了建筑結構的強度。與現有傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相t匕，本發(fā)明能保證堿激發(fā)材料在鹽湖溶液中的強度不降低反而可以大幅度提升，特別適用于西部鹽湖等高鹽堿性環(huán)境?，F有提高堿激發(fā)膠凝材料強度的方法主要通過調整激發(fā)劑摻入量，增加礦渣細度 等方法，考慮從原料性質和配比方面提高堿激發(fā)膠凝材料強度，提高幅度有限。本發(fā)明通過將成型后的堿激發(fā)材料置于特定溶液中，來提高膠凝材料強度，強度提高幅度更高，更經濟，更具操作性。本發(fā)明所述鹽湖是咸水湖的一種，干旱地區(qū)含鹽度(以氯化物為主)很高的湖泊，咸水湖礦化度為I 35克/升，礦化度大于35克/升的則是鹽湖。鹽湖是湖泊發(fā)展到老年期的產物，它富集著多種鹽類，是重要的礦產資源。其氯化物以MgCl2、KCl和NaCl為主，硫酸鹽以MgSO4和CaSO4為主。鹽湖溶液中除了有大量的Na+、Cl_，還有Mg2+、S042_等。在堿激發(fā)礦渣的水化過程中，鹽湖對堿激發(fā)材料二次激發(fā)作用和鹽湖溶液中NaCUMgSO4等析晶晶體對試件孔隙的填充作用可以來提高硬化體的強度的。比單純以NaCl溶液提高對堿激發(fā)礦渣膠凝材料的強度效果好，且來源廣，無需做預處理即可直接使用，成本非常低廉。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。將激發(fā)劑(NaOH)與預先粉磨到比表面積為500 Itl2 / kg的礦渣按表I所示的配比混合均勻，然后加入礦渣重量50%的水用砂漿，攪拌機攪拌同時加礦渣重量300%的砂，攪拌結束后分層倒入40mmX40mmX 160mm的三連模中用振實臺振實,表面用刮刀刮平并做好標記，在溫度為20°C，濕度為95%的養(yǎng)護箱內養(yǎng)護24小時后脫模，各種配比各做九個三連模。脫模后的試塊放入溫度(20±3)°C的養(yǎng)護室中養(yǎng)護7天，將不同配比的試塊進行抗壓強度測試，強度結果見表2。其余各配比的試塊均分為兩組，分別養(yǎng)護于清水和鹽湖溶液中，在養(yǎng)護過程中將試塊進行干濕循環(huán)，即先置于鹽湖溶液與清水中浸泡12小時，再取出放入105°C的烘箱內烘8小時為一個循環(huán)，如此反復進行，分別測試7天，17天，27天，37天，47天的抗壓強度，結果見表2。表I堿激發(fā)礦渣膠凝材料配比
權利要求
1.一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，包括如下步驟 步驟一，使用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料，然后將膠凝材料養(yǎng)護一定時間； 步驟二，將養(yǎng)護后的堿膠凝材料置于鹽湖溶液中存放一段時間即可提高堿激發(fā)礦渣膠凝材料的強度； 所述鹽湖溶液的成分為Na+ :5-20. 96g/l、K. :5-18. 47g/l、Mg2+ :10-68. 34g/l、SO,1-6. 22g/l、Cl—:20-250. 33g/l ；所述礦渣包括CaO 30. I 42. 5%、Al2O3 :9. 3 12. 6%、MgO :5. 3 17. 8%、SiO2 26. 4 39. 5%以及雜質，礦渣中氧化物百分含量為相應組份占礦渣總重量的百分比。
2.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其 特征在于，所述用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料的方法是將礦渣粉磨到比表面積為500 m2 / kg，加入礦渣重量5 14%的NaOH混合均勻，然后加礦渣重量30-70%水攪拌。
3.根據權利要求2所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述攪拌使用砂漿攪拌機實現，在攪拌過程中加礦渣重量50-400%的砂，攪拌結束后分層倒入40mmX40mmX 160mm的三連模中用振實臺振實。
4.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟一中養(yǎng)護條件為在水中養(yǎng)護或者在空氣中養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度為_15°C 90。。。
5.根據權利要求I或4所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟一中養(yǎng)護時間為1-60天。
6.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟二中鹽湖溶液中主要含有鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子，以及與鈉離子、鎂離子、鈣離子和鉀離子相應量的氯離子或硫酸根離子。
7.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟二中堿激發(fā)礦渣膠凝材料置于鹽湖溶液中連續(xù)存放，存放溫度范圍為-15°C 90°C，存放時間為I天 400天。
8.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟二中堿激發(fā)礦渣膠凝材料在鹽湖溶液中和大氣環(huán)境中間隔存放，先在鹽湖溶液中存放，溫度范圍為_15°C 90°C，存放時間為I天 60天，再在大氣環(huán)境中存放，溫度范圍為25°C 250°C，存放時間為I天 60天，如此交替即可。
9.根據權利要求8所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，間隔存放時交替10-50次。
10.根據權利要求I所述使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述鹽湖溶液的成分為-.Na+ 20. 96g/l、K+ :18. 47g/l、Mg2+ :68. 34g/l、S042—.6. 22g/l、Cr 250. 33g/l ;總計:364. 32g/l。
全文摘要
一種使用鹽湖溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，首先使用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料，然后將膠凝材料養(yǎng)護一定時間；將養(yǎng)護后的堿膠凝材料置于鹽湖溶液中存放一段時間即可提高堿激發(fā)礦渣膠凝材料的強度；所述用NaOH作為堿性激發(fā)劑激發(fā)礦渣制備堿膠凝材料的方法是將礦渣粉磨到比表面積為500㎡／㎏，加入礦渣重量5～14％的NaOH混合均勻，然后加水攪拌，本發(fā)明可提高其后期強度，防止后期強度倒縮，從而改善了堿激發(fā)礦渣膠凝材料力學性能，具有工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，操作簡單，控制方便，便于工業(yè)化應用的特點。
文檔編號C04B7/42GK102863164SQ20121036451
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者宋強, 徐德龍, 周鐵剛, 岳邦瑞, 張肖艷, 楊振, 趙宇, 加燕飛, 周華 申請人:西安建筑科技大學