采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的配制及使用方法.docx

申请类型发明发明实用新型外观发明名称采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的配制及使用方法请人名称或姓名组织机构代码或身份证号码地址邮编第一发明人姓名第一发明人身份证号码其它发明人姓名联系人联系人电话联系人Email联系人地址权利要求书1、采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料，其特征在于：所述的碱激发胶凝材料由新型激发剂和具有火山灰反应活性的激发对象材料两部分组成。2、根据权利要求1所述的采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料，其特征在于：新型激发剂由石灰与碳酸钠按照物质摩尔量1:1的比例进行添加，剩余部分为具有火山灰反应活性的激发对象材料（包括粒化高炉矿渣、粉煤灰、偏高岭土、微晶硅灰、火山灰等材料以及其混合材）。3、根据权利要求2所述的采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料，其特征在于：固定石灰（生石灰）与碳酸钠按照物质摩尔量1:1的比例进行添加时，可改变两者（既激发剂）的绝对值掺量,既改变激发剂掺量。4、根据权利要求2所述的采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料，其特征在于：通常可选用的配制方案（各组分按总固体物质的总质量百分比表示）为：（1）生石灰3.51%,碳酸钠6.63%,激p发对象材料89.86%；（2）生石灰4.21%,碳酸钠7.95乐激发对象材料87.84%；（3）生石灰4.91%,碳酸钠9.27%,激发对象材料85.82%；以上三种配制方案为推荐配制方案，可进行改动，不仅限于此。5、根据权利要求2所述的采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料，在特征在于：在固定某一石灰（生石灰）、碳酸钠与激发对象材料各个组分的绝对掺量时，可将生石灰改用熟石灰进行等摩尔量的替代，替代比例可选为50%、100%,在进行不同形态石灰的等摩尔量的替代时其他组分的掺量保持不变。6、一种如权利要求15所述的采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的使用方法，其特征在于:（1）称量：选定一种配制方案，称量各个组分待用（需制备砂浆或混凝土的需称量砂石料）；（2）干拌：将各个粉料组分（或砂石料）加入搅拌设备中，并充分搅拌，搅拌时间视实际达到的均匀程度而定；（3）加水并湿拌：将适量的水（所用水量根据实际对材料的力学性能及工作性的需求所定）加入盛有已搅拌均匀的粉料的搅拌设备中，随后进行湿拌至均匀。（4）养护：湿拌后将浆体倒入模具内，并随即采用密封处理（推荐使用塑料薄膜覆盖），若干天（推荐3天）后可拆模进行其他方式养护至合适龄期使用。说明书摘要本发明公开了一种采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的配制及使用方法，其由激发剂和激发对象材料两部分组成。配制方法：固定石灰（可用不同形态石灰）和碳酸钠物质量摩尔比1:1并作为激发剂，以具有火山灰反应活性的材料作为激发对象材料，通过改变激发剂掺量来获得不同所需性能的胶凝材料。该胶凝材料具有（1）优异的力学性能；（2）单组份粉料易用性，无需单独配制溶液；（3）拌合初期碱性低，低碱毒负性，安全可靠；（4）凝结时间适中；适合实际工程使用等显著优点，具有良好的工程应用前景。说明书技术领域本发明属于无机胶凝材料技术领域，更具体涉及一种采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的配制及使用方法。背景技术目前全球经济迅速发展，建筑行业的发展尤为迅猛，混凝土使用量巨大，其中更涉及到硅酸盐水泥的大量使用。硅酸盐水泥的生产原材料主要为高品质的石灰石及黏土矿物，需要对自然矿物资源的大量开采，并且水泥生产需要“两磨一烧”工艺，期间涉及到大量的煤炭资源以及电力资源的消耗和二氧化碳等有害气体的排放，整个硅酸盐水泥生产过程涉及产生极大的环境污染和资源损耗，且该问题日渐显著。碱激发胶凝材料的使用极大地降低了对环境的负面影响，其采用各种具有火山灰反应活性的工业废料作为原材料以及辅以高碱性激发剂制成，具有低耗能、再利用工业废料、无排放、力学及耐久性能优异等显著特点。然而目前碱激发胶凝材料大部分采用的激发剂为水玻璃、氢氧化钠或两者混合使用，其面临着高成本、需单独配制溶液的不易用性、拌合初期高碱毒负性、凝结时间过快等种种问题，致使其长久以来难以得到工程推广，采用石灰与碳酸钠做为激发剂可有效缓解甚至解决以上所述问题。目前尚未有采用石灰与碳酸钠作为碱激发剂以获得碱激发胶凝材料并进行使用，故本发明的出现将为碱激发胶凝材料推广应用产生重大推重作用，拥有显著前景。发明内容本发明旨在提供一种采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的配制及使用方法，它具有显著的易用性、低碱毒负性、适宜的凝结时间、力学性能优良、低成本以及绿色环保等优点。为实现上述目的，本发明采用如下配制方法：一种采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料由新型激发剂和具有火山灰反应活性的激发对象材料两部分组成，其中激发剂为石灰和碳酸钠。初始配制中固定石灰（生石灰）与碳酸钠按照物质摩尔量1:1的比例进行添加，剩余部分全部以具有火山灰反应活性材料作为激发对象材料（包括粒化高炉矿渣、粉煤灰、偏高岭土、微晶硅灰、火山灰等材料以及其混合材）。可通过改变激发剂的掺量来获得具有不同力学性能、凝结时间的胶凝材料。通常可选用的配制方案有（各组分按总固体物质的总质量百分比表示）为：（1）生石灰3.51%,碳酸钠6.63%,激发对象材料89.86%；（2）生石灰4.21%,碳酸钠7.95%,激发对象材料87.84%；（3）生石灰4.91%,碳酸钠9.27%,激发对象材料85.82%；其中在采用（2）方案时可获得具有最优异力学性能的胶凝材料。以上三种方案为示例方案，并不仅限于该三种配制方案，可在基础上通过固定石灰与碳酸钠摩尔量1:1不变，适当的改变两者的绝对掺量来进行配方调整。通过以上配制方法得到某一特定配制方案后，还可使用熟石灰对生石灰进行等物质摩尔量替代，替代率可采用50%或100%,并保持其他组分不变，从而可以实现适当加快凝结时间的目的，力学性能也会有所变动。该采用新型碱激发剂的碱激发胶凝材料的使用方法为：（1）称量：选定一种配制方案，称量各个组分待用（需制备砂浆或混凝土的需称量砂石料）；（2）干拌：将各个粉料组分（或砂石料）加入搅拌设备中，并充分搅拌，搅拌时间视实际达到的均匀程度而定；（3）加水并湿拌：将适量的水（所用水量根据实际对材料的力学性能及工作性的需求所定）加入盛有已搅拌均匀的粉料的搅拌设备中，随后进行湿拌至均匀。（4）养护：湿拌后将浆体倒入模具内，并随即采用密封处理（推荐使用塑料薄膜覆盖），若干天（推荐3天）后可拆模进行其他方式养护至合适龄期使用。本发明配方中各组分的选择依据和作用：本新型激发剂为石灰（不同形态）与碳酸钠，在与激发对象材料（包括粒化高炉矿渣、粉煤灰、偏高岭土、微晶硅灰、火山灰等材料以及其混合材）充分搅拌均匀并加水搅拌后，发生如下反应CaO+Na2CO3÷H2O=2NaOH+CaCO3（I）或Ca（OH）2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3（I）,既激发剂的两部分逐渐发生反应生成高碱性的NaOH,提供后期足够的高碱性环境以完成对激发对象材料的激发，形成CYA）-S-H凝胶，产生结构强度。拌合初期碱性不高，降低对人身安全不利的高碱毒负性。同时逐步产生的碳酸钙晶体不仅自身拥有优异力学性能，且在形成时的微膨胀效应可细化孔隙，提高材料密实性，对该胶凝材料的力学系性能和耐久性多有裨益。本发明的显著优点在于：（1）低成本：相对采用氢氧化钠、水玻璃或混合使用，该发明中的碱激发剂成本更低。（2）单组份易用性：可事先于生产车间中完成石灰、碳酸钠、激发对象材料的粉料混合工作，并进行装袋，直接销售后加水搅拌即可使用。（3）低碱毒负性：拌合使用前期，其碱性相对较弱，不会对使用者人身产生较大伤害，安全可靠。（4）凝结时间适宜并可控：采用该激发剂所得碱激发胶凝材料凝结时间适宜，适合工程使用，且可通过调整激发剂用量和石灰形态来进行调整。（5）力学性能优异：在同等碱掺量情况下，采用该新型激发剂所得碱激发胶凝材料的抗压及抗折强度显著高于使用氢氧化钠为激发剂的碱激发胶凝材料的。（6）绿色环保：充分使用具有火山灰活性的各种工业废渣，资源再利用，保护环境。拓展应用使用采用该新型碱激发剂的碱激发胶凝材料可以拓展到制备砂浆或者混凝土用于建筑结构当中，不仅限于该发明中所述的浆体制备方案。