專利名稱：用硫酸鎂溶液提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種使用硫酸鎂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(shù)：
堿激發(fā)膠凝材料是由硅氧鋁共價鍵結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所組成。堿激發(fā)膠凝材料的制備過程不需要高溫煅燒，而且生成過程中幾乎沒有NOx和SO2產(chǎn)生，CO2的排放量也非常低，節(jié)能減排、綠色環(huán)保。與傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比，堿激發(fā)膠凝材料具有抗壓強度高、抗酸堿腐蝕、密度低、耐高溫、固化核廢料及有毒有害廢料等優(yōu)點，有望成為未來特種新型節(jié)能環(huán)保型綠色水硬性膠凝材料。然而，堿激發(fā)膠凝材料的強度可能出現(xiàn)后期倒縮的現(xiàn)象，使其大規(guī) 模推廣應(yīng)用受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種使用硫酸鎂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(xué)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(yīng)用的特點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種使用硫酸鎂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(hù)一定時間；步驟二，將養(yǎng)護(hù)后的堿膠凝材料置于硫酸鎂溶液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；上述礦渣包括CaO30. I 42. 5%、A1203 9. 3 12. 6%、MgO 5. 3 17. 8%、SiO2 26. 4 39. 5%以及雜質(zhì)，以上百分含量為相應(yīng)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 m2 / kg，加入礦渣重量O. 5 15 %的NaOH混合均勻，然后加礦渣重量30-70%的水?dāng)嚢?。所述攪拌使用砂漿攪拌機實現(xiàn)，在攪拌過程中加礦渣重量50-400%的砂，攪拌結(jié)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(hù)條件為在水中養(yǎng)護(hù)或者在空氣中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為-15°C 90°C，養(yǎng)護(hù)時間可為7天。所述步驟二中硫酸鎂溶液的質(zhì)量濃度為O. 5 54%。所述步驟二硫酸鎂溶液中含有O 10%的鈉離子或鈣離子或氯離子或鉀離子。所述步驟二中堿激發(fā)礦渣膠凝材料置于硫酸鎂溶液中連續(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)礦渣膠凝材料在硫酸鎂溶液中和大氣環(huán)境中間隔存放，先在硫酸鎂溶液中存放，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，一般情況下，間隔存放時交替10-50次較佳。
與現(xiàn)有技術(shù)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(jié)原理不同于堿激發(fā)礦渣膠凝材料，水泥硬化后結(jié)構(gòu)中的氫氧化鈣等水化反應(yīng)產(chǎn)物與環(huán)境中的碳酸根，硫酸根離子，鎂離子等參加反應(yīng)，導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而降低了建筑結(jié)構(gòu)的強度。與現(xiàn)有傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比，本發(fā)明能保證堿激發(fā)材料在硫酸鎂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(xiàn)有提高堿激發(fā)膠凝材料強度的方法主要通過調(diào)整激發(fā)劑摻入量，增加礦渣細(xì)度等方法，考慮從原料性質(zhì)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(jīng)濟，更具操作性。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。將激發(fā)劑(NaOH)與預(yù)先粉磨到比表面積為500m2 / 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(jié)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(biāo)記，在溫度為20°C，濕度為95%的養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)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(hù)室中養(yǎng)護(hù)7天，將不同配比的試塊進(jìn)行抗壓強度測試，強度結(jié)果見表2。其余各配比的試塊均分為兩組，分別養(yǎng)護(hù)于清水和質(zhì)量溶度54%的硫酸鎂溶液中，在養(yǎng)護(hù)過程中將試塊進(jìn)行干濕循環(huán)，即先置于硫酸鎂溶液(質(zhì)量濃度范圍
O.5 4. 11%均可)與清水中浸泡12小時，再取出放入105°C的烘箱內(nèi)烘8小時為一個循環(huán)，如此反復(fù)進(jìn)行，分別測試7天，17天，27天，37天，47天的抗壓強度，結(jié)果見表2。 表I堿激發(fā)礦渣膠凝材料配比
權(quán)利要求
1.一種使用硫酸鎂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(hù)一定時間； 步驟二，將養(yǎng)護(hù)后的堿膠凝材料置于硫酸鎂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；上述礦渣包括CaO 30. I 42. 5%'Al 203 9. 3 12. 6%,MgO 5. 3 17. 8%,SiO2 26.4 39. 5%以及雜質(zhì)，以上百分含量為相應(yīng)組份占礦渣總重量的百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述使用硫酸鎂提高氫氧化鈉激發(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500m2 / kg，加入礦渣重量O. 5 15%的NaOH混合均勻，然后加礦渣重量30-70%水?dāng)嚢琛?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述使用硫酸鎂提高氫氧化鈉激發(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(xiàn)，在攪拌過程中加礦渣重量50-400%的砂，攪拌結(jié)束后分層倒入40mmX40mmX 160mm的三連模中用振實臺振實。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述使用硫酸鎂提高氫氧化鈉激發(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(hù)條件為在水中養(yǎng)護(hù)或者在空氣中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為_15°C 90。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述使用硫酸鎂提高氫氧化鈉激發(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(hù)時間為7天。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述使用硫酸鎂提高氫氧化鈉激發(fā)礦渣膠凝材料強度的方法，其特征在于，所述步驟二中硫酸鎂溶液的質(zhì)量濃度為O. 5 54%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述使用硫酸鎂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，所述步驟二硫酸鎂溶液中含有O 10%的鈉離子或鈣離子或氯離子或鉀離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述使硫酸鎂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)礦渣膠凝材料置于硫酸鎂溶液中連續(xù)存放，存放溫度范圍為-15°C 90°C，存放時間為I天 400天。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述使用硫酸鎂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)礦渣膠凝材料在硫酸鎂溶液中和大氣環(huán)境中間隔存放，先在硫酸鎂溶液中存放，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。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述使用硫酸鎂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。
全文摘要
一種使用硫酸鎂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)礦渣制備堿激發(fā)膠凝材料，再將膠凝材料養(yǎng)護(hù)一定時間；然后將養(yǎng)護(hù)后的堿膠凝材料置于硫酸鎂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500m2／kg，加入礦渣重量0.5～15％的NaOH混合均勻，然后加水?dāng)嚢?，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(xué)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(yīng)用的特點。
文檔編號C04B7/14GK102875039SQ20121036473
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者徐德龍, 張肖艷, 宋強, 李輝, 薛群虎, 嵇鷹, 楊振, 趙宇, 加燕飛, 周華 申請人:西安建筑科技大學(xué)