【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固廢資源化利用，尤其涉及一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料及其制備方法。
技術介紹
1、快速發展的現代工業對鋁電解電容器的性能及數量要求越來越高，其中陽極箔是制約中高壓大容量鋁電解電容器的關鍵所在。在制備陽極箔的過程中，鋁電解槽中加入al2o3和氟化劑，經加熱后形成電解質液體。在電解質中，通過陽極氧化的方式在鋁箔表面生成al2o3，但在制備過程中al2o3會與電解質中的氟化物結合，生成的草酸氫鋁溶解在電解質中，逐漸沉淀在陽極表面形成陽極泥。目前對陽極泥的處置方式為通過生石灰初步中和得到含鋁固體廢棄物(簡稱鋁泥)。主要成分由caco3、a?l(oh)3以及少量的固體雜質組成，是一種具有堿性、不溶性的工業殘渣。對鋁泥的有效利用及處理是固廢處理中的一大難題，大量堆放和強堿性會造成環境污染及資源浪費，目前還沒有有效的資源化處理方式。
2、地質聚合物(geopo?lymer)是以富含活性al2o3、sio2為原料，在堿激發的狀態下通過較低的溫度發生化學反應而得到的全新的一種聚合材料。相比于傳統的水泥在性能上具有早期強度大、穩定性好、耐化學腐蝕、抗滲性好、耐高溫等。同時它具有來源豐富，價格低廉，工藝簡單，節約資源等優點。地質聚合物作為一種嶄新的無機聚合材料，它的原料來源可有含硅鋁的礦物(偏高泥土)、工業固廢(赤泥、尾礦、鋼渣、粉煤灰等)，在較低溫度下通過與堿激發發生作用，首先發生斷鍵然后再重新聚合形成以離子、共價為主的化學鍵，由硅氧四面體與鋁氧四面體共同作用一個氧原子交替聚合來構成結構形如三維網狀結構的膠凝材料。由于特有
3、上述內容僅用于輔助理解本專利技術的技術方案，并不代表承認上述內容是最接近的現有技術。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料及其制備方法。
2、為達到所述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的，一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料及其制備方法，按重量份計量，包括：低溫熱活化后的鋁泥10-40份、堿性激發劑3-5份、礦粉20-45份、硅灰或粉煤灰30-60份、河砂、水；所述堿性激發劑包括水玻璃和氫氧化鈉。
3、優選的，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的水灰比為0.3-0.45，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的砂灰比為3:1-4:1；所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料中礦粉和粉煤灰的比例為3:7-5：5。
4、優選的，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.0-1.6。
5、優選的，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.2；所述水玻璃的模數為3.0，且水玻璃的含水量為26.2％；所述氫氧化鈉的純度為98.0％。
6、優選的，所述礦粉包括a?l2o3和sio2非晶體結構，且礦粉的粒徑為10μm；所述粉煤灰包括a?l2o3、s?io2、cao的非晶體結構；所述硅粉包括si?o2非晶體結構。
7、優選的，制備方法包括以下步驟：
8、(a)將濕鋁泥固廢放在電熱恒溫鼓風干燥箱中保溫180℃、3h后，待鋁泥固廢冷卻至室溫后取出，再放于球磨機中破碎研磨，600目篩網過篩，得到低溫熱活化的鋁泥，并低溫熱活化的鋁泥密封在包裝袋內以備后續使用；
9、(b)用氫氧化鈉、水玻璃混合配置堿性激發劑；
10、(c)先按比例準備原料，將礦粉和粉煤灰、步驟(a)中低溫熱活化的鋁泥放入砂漿攪拌設備內，然后加入步驟(b)中配制好的堿激發劑溶液和水，并將稱好的河砂倒入砂漿攪拌設備的漏斗中后啟動攪拌設備進行攪拌，得到漿體。
11、(d)將步驟(c)得到的漿體輸入模具中，并將裝有漿體的模具放到震動設備中進行至少60秒的震動，將模具中的漿體震實。
12、(e)將步驟(d)中裝有震實漿體的模具放于常溫下養護24h后脫膜，并將脫模后的塊狀漿料放置在室內養護28d后得到堿激發全固廢膠凝砂漿。
13、優選的，步驟(a)中低溫熱活化的鋁泥中的a?l(oh)3分解為γ-a?l?2o3；所述γ-al2o3構成用于制備a?l-o-si地質聚合物的a?l源。
14、優選的，步驟(c)中低溫熱活化的鋁泥的質量分數為0-40％時，步驟(e)中得到的堿激發全固廢膠凝砂漿材料的抗折強度為2.1mp-7.9mp；堿激發全固廢膠凝砂漿材料的抗壓強度4.63mpa-67.63mpa。
15、優選的，步驟(c)中低溫熱活化的鋁泥的質量分數為10％時，步驟(e)中得到的堿激發全固廢膠凝砂漿材料的最大抗折強度為7.9mp；堿激發全固廢膠凝砂漿材料的最大抗壓強度67.63mpa。
16、優選的，步驟(b)中配置堿性激發劑的過程包括：
17、b1、依據堿性激發劑的模數要求，按比例準備水玻璃(硅酸鈉)和氫氧化鈉；
18、b2、將水玻璃和氫氧化鈉按照確定的比例逐漸加入到一個容器中，并攪拌均勻；
19、b3、根據實際需求，添加水來調整堿激發劑的濃度；
20、b4、持續攪拌混合物，以確保堿激發劑的均勻性；
21、b5、將配置好的堿激發劑儲存于密封容器中備用。
22、本專利技術的有益效果體現在：
23、本專利技術提供的堿激發全固廢膠凝砂漿是一種綠色、無污染、耐用的新型無機材料，實現了鋁泥固廢再利用，提升了資源回收利用率。且對于鋁泥固廢的低溫熱活化溫度僅為180℃，無需高溫煅燒，節約成本。同時，該材料制備方法簡單、只需要進行合理的養護就能讓其強度迅速提升，使其在力學、穩定性、耐腐蝕、抗高溫等性能上都可以滿足建筑材料所需的要求，具有較大的市場前景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，按重量份計量，包括：低溫熱活化后的鋁泥10-40份、堿性激發劑3-5份、礦粉20-45份、硅灰或粉煤灰30-60份、河砂、水；所述堿性激發劑包括水玻璃和氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的水灰比為0.3-0.45，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的砂灰比為3:1-4:1；所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料中礦粉和粉煤灰的比例為3:7-5：5。
3.根據權利要求2所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.0-1.6。
4.根據權利要求3所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.2；所述水玻璃的模數為3.0，且水玻璃的含水量為26.2％；所述氫氧化鈉的純度為98.0％。
5.根據權利要求4所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述礦粉包括Al2O3和SiO2非晶體結構，且礦粉的粒徑為10μm；所述粉煤灰包括Al2O3、SiO2、CaO的非晶體結構
6.根據權利要求1-5任一項所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料的制備方法，其特征在于，步驟(a)中低溫熱活化的鋁泥中的Al(OH)3分解為γ-Al2O3；所述γ-Al2O3構成用于制備Al-O-Si地質聚合物的Al源。
8.根據權利要求7所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料的制備方法，其特征在于，步驟(c)中低溫熱活化的鋁泥的質量分數為0-40％時，步驟(e)中得到的堿激發全固廢膠凝砂漿材料的抗折強度為2.1MP-7.9MP；堿激發全固廢膠凝砂漿材料的抗壓強度4.63MPa-67.63MPa。
9.根據權利要求8所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料的制備方法，其特征在于，步驟(c)中低溫熱活化的鋁泥的質量分數為10％時，步驟(e)中得到的堿激發全固廢膠凝砂漿材料的最大抗折強度為7.9MP；堿激發全固廢膠凝砂漿材料的最大抗壓強度67.63MPa。
10.根據權利要求9所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料的制備方法，其特征在于，步驟(b)中配置堿性激發劑的過程包括：
...【技術特征摘要】
1.一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，按重量份計量，包括：低溫熱活化后的鋁泥10-40份、堿性激發劑3-5份、礦粉20-45份、硅灰或粉煤灰30-60份、河砂、水；所述堿性激發劑包括水玻璃和氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的水灰比為0.3-0.45，所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料的砂灰比為3:1-4:1；所述堿激發全固廢膠凝砂漿材料中礦粉和粉煤灰的比例為3:7-5：5。
3.根據權利要求2所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.0-1.6。
4.根據權利要求3所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述堿性激發劑的堿激發模數為1.2；所述水玻璃的模數為3.0，且水玻璃的含水量為26.2％；所述氫氧化鈉的純度為98.0％。
5.根據權利要求4所述的一種堿激發全固廢膠凝砂漿材料，其特征在于，所述礦粉包括al2o3和sio2非晶體結構，且礦粉的粒徑為10μm；所述粉煤灰包括al2o3、sio2、cao的非晶體結構；所述硅粉包括sio2非晶體結構...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李航，李慈祥，王偉鵬，阮敏，李明，陳躍，
申請(專利權)人：湖北理工學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。