一種堿渣基類水泥凝膠材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種堿渣基類水泥凝膠材料，涉及制堿工業(yè)廢料組合物的建筑材料，是由40%～60%（質(zhì)量）的堿渣、40%～60%（質(zhì)量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總量10%～20%（質(zhì)量）的活性劑組成的組合物；先將規(guī)定質(zhì)量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質(zhì)量10%～20%（質(zhì)量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基類水泥凝膠材料，是采用大摻量的廢料堿渣制成的堿渣土工聚合物。用該堿渣土工聚合物替代水泥用于礦山止水帷幕等相關(guān)工程，既克服了現(xiàn)有凝膠材料中因使用水泥造成的成本高和間接地嚴(yán)重污染環(huán)境的缺陷，又有效地利用了大量的堿渣廢料，將其變廢為寶。
【專利說明】一種堿渣基類水泥凝膠材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的技術(shù)方案涉及制堿工業(yè)廢料組合物的建筑材料，具體地說是一種堿渣基 類水泥凝膠材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的建筑用凝膠材料的研發(fā)中，雖然在不斷尋求和開發(fā)采用以廢料為基礎(chǔ)的 類水泥材料，然而這些組合物類水泥材料中大多都仍以水泥為主，不僅成本高，而且眾所周 知，水泥的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的CO 2廢氣排出，嚴(yán)重污染環(huán)境?！陡邏盒龂姌夺∧恢顾?溶洞處理中的應(yīng)用》（劉欽曙.福建建筑（自然科學(xué)版）.2008. 3(117) :71-72) -文報道 了高壓旋噴樁帷幕止水采用425#普通硅酸鹽水泥漿，其中水灰比為I. 1: 1，并添加氯化鈉 0. 5 %，三乙醇胺0. 05 %，水玻璃1. 5 %?！秹A渣/粉煤灰復(fù)合膠凝材料力學(xué)性能的研究》（李 寶佳，婁德利.磚瓦.2009. 10:35-37)介紹了以堿渣和粉煤灰為原料制備復(fù)合膠凝材料， 堿禮:與粉煤灰的比例為40:60,水泥摻量9 %，生石灰摻量5 %。上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺 陷是，一來，由于水泥的存在，不僅導(dǎo)致這些材料的成本高，而且間接地嚴(yán)重污染環(huán)境；二 來，水泥在其中起到增強(qiáng)膠凝材料強(qiáng)度的主要作用。
[0003] 另一方面，近年來我國純堿工業(yè)蓬勃發(fā)展，在堿廠規(guī)模逐年擴(kuò)大為社會帶來巨大 效益的同時，堿渣的污染問題變得愈加嚴(yán)重。以河北省為例，位于沿海地區(qū)的大化堿廠和唐 山堿廠每年生產(chǎn)170萬噸堿渣。其中三友化工堿渣堆放場已堆積20多年，厚約20m，面積近 362. 3萬平方米，體積約7200萬立方米，道路兩側(cè)大大小小的堿渣堆放雜亂，在堿渣堆放的 地方寸草不生，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康和生活環(huán)境。而堆 積在河口海岸帶處的堿渣，不僅占用大量土地資源，還嚴(yán)重地污染地下水和破壞自然景觀 環(huán)境。雖然對于堿渣污染治理的研究時日已久，將堿渣用作路基填料，回填土，生產(chǎn)肥料，雖 取得了一些成績，但效果不理想，這一世界性難題亟待解決，十分必要加緊研發(fā)堿渣新的用 途，以便有效利用堿渣廢料，將其變廢為寶。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種堿渣基類水泥凝膠材料，是采用大摻量 的廢料堿渣制成的堿渣土工聚合物，完全不用水泥，既克服了現(xiàn)有的建筑用凝膠材料因使 用水泥造成的成本高和間接地嚴(yán)重污染環(huán)境的缺陷，又有效地利用了大量的堿渣廢料，將 其變廢為寶。
[0005] 本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種堿渣基類水泥凝膠材料，是由 40 %?6〇 % (質(zhì)量）的堿渣、40 %?6〇 % (質(zhì)量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總量10 %? 20% (質(zhì)量）的活性劑組成的組合物；先將規(guī)定質(zhì)量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混 合均勻，再向其中加入占該混合物總質(zhì)量10%?20% (質(zhì)量）的活性劑，然后攪拌均勻，即 得到一種堿渣基類水泥凝膠材料。
[0006] 上述一種堿渣基類水泥凝膠材料，所述活性劑為摩爾濃度為3. OM的水玻璃溶液。
[0007] 上述一種堿渣基類水泥凝膠材料，所述活性劑摩爾濃度為3. OM的水玻璃溶液的 用量優(yōu)選為以下三種中的任意一種：a.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量10% (質(zhì)量）的摩爾濃度為 3. OM的水玻璃溶液，b.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量15% (質(zhì)量）的摩爾濃度為3. OM的水玻璃 溶液，c.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量20% (質(zhì)量）的摩爾濃度為3. OM的水玻璃溶液。
[0008] 上述一種堿渣基類水泥凝膠材料，所涉及的原材料均通過公知途徑獲得。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以新的探索思路，克服了凝膠材料必須用水泥的技 術(shù)偏見，采用大摻量的工業(yè)廢料堿渣和粉煤灰，并添加適當(dāng)比例的水玻璃作為活性劑，經(jīng)攪 拌混合的工藝處理，在常溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)得到本發(fā)明的一種堿渣基類水泥凝膠材 料，是一種堿渣土工無機(jī)聚合物，該堿渣土工無機(jī)聚合物具有強(qiáng)度高、硬化快和耐酸堿腐蝕 的特點，可以替代傳統(tǒng)硅酸鹽水泥應(yīng)用于礦山止水帷幕等相關(guān)工程中。
[0010] 本發(fā)明的顯著進(jìn)步如下：
[0011] (1)采用本發(fā)明一種堿渣基類水泥凝膠材料的堿渣土工聚合物替代水泥，不僅克 服了現(xiàn)有類水泥材料中因使用水泥造成的成本高和間接地嚴(yán)重污染環(huán)境的缺陷，又有效地 利用了大量的堿渣和粉煤灰廢料，將其變廢為寶，解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲 得成功的技術(shù)難題，推助了堿渣堆積的世界性難題的解決，具有重要的社會效益。
[0012] (2)本發(fā)明一種堿渣基類水泥凝膠材料制備的原材料豐富、制作工藝簡單、價格低 廉和節(jié)約能源，該類堿渣土工聚合物在作為類水泥凝膠材料方面的應(yīng)用為土木建筑帶來巨 大的經(jīng)濟(jì)效益。

【具體實施方式】
[0013] 實施例1
[0014] 取建筑工程實際所需要用量堿渣與粉煤灰，按百分比為40% (質(zhì)量）的堿渣與 60% (質(zhì)量）的粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總量10% (質(zhì)量）的摩爾濃度 為3. OM的水玻璃作為活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基類水泥凝膠材料。
[0015] 本實施例制得的一種堿渣基類水泥凝膠材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測定結(jié)果如下：
[0016] 本實施例制得的一種堿渣基類水泥凝膠材料抗壓強(qiáng)度高，而且28天齡期的試樣 相對于7天的抗壓強(qiáng)度增加較大。表1列出了本實施例制得的一種堿渣基類水泥凝膠材料 的無側(cè)限抗壓值。測得的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為17. 60MPa?25. 13MPa，能夠滿足用于礦山止水 帷幕等相關(guān)工程的強(qiáng)度要求。
[0017] 表1.本實施例制得的一種堿渣基類水泥凝膠材料的無側(cè)限抗壓值
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種堿渣基類水泥凝膠材料，其特征在于：是由40%?60%(質(zhì)量）的堿渣、40%? 60%(質(zhì)量）的粉煤灰和占堿渣+粉煤灰總量10%?20%(質(zhì)量）的活性劑組成的組合物；先 將規(guī)定質(zhì)量百分比的所需用量的堿渣與粉煤灰混合均勻，再向其中加入占該混合物總質(zhì)量 10%?20%(質(zhì)量）的活性劑，然后攪拌均勻，即得到一種堿渣基類水泥凝膠材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種堿渣基類水泥凝膠材料，其特征在于：所述活性劑為摩爾 濃度為3.OM的水玻璃溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種堿渣基類水泥凝膠材料，其特征在于：所述活性劑摩爾濃 度為3.OM的水玻璃溶液的用量為以下三種中的任意一種：a.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量10% (質(zhì)量）的摩爾濃度為3.OM的水玻璃溶液，b.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量15%(質(zhì)量）的摩爾濃 度為3.OM的水玻璃溶液，c.占堿渣+粉煤灰總質(zhì)量20%(質(zhì)量)的摩爾濃度為3.OM的水玻 璃溶液。
【文檔編號】C04B7/24GK104310818SQ201410542602
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】劉春原, 陶明江, 左麗明, 趙獻(xiàn)輝, 朱楠, 王文靜, 趙夢璇, 張曉曉, 趙越, 閆虎成 申請人:河北工業(yè)大學(xué)