【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于硅鋁質膠凝材料，特別是涉及一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用。
技術介紹
1、近年來，硅鋁質膠凝材料因其前驅體主要是含有硅鋁酸鹽玻璃體的工業固體廢棄物且力學性能優異而備受關注。硅鋁質膠凝材料不僅可以減少建材行業水泥熟料的消耗，且，其還能夠消納固廢，因此硅鋁質膠凝材料的生產制備可以有效的推動我國資源綠色循環利用目標的實現，助力水泥及產廢行業健康可持續發展。
2、目前，關于硅鋁質膠凝材料的制備研究百花齊放，大量的學者以粉煤灰、偏高嶺土、鋼渣、拜耳法赤泥、燒結法赤泥等為前驅體，依賴于已有的經驗和數據，通過反復試驗來確定最佳配比。前述方法盡管能夠獲得滿足目標性能的硅鋁質膠凝材料配比，但依照現有技術公開的制備方法，為了使獲得的硅鋁質膠凝材料具有更好的強度等性能，通常采用大量強堿激發，并配以養護溫度的提升，從而促進低活性的非晶相材料解聚再聚合的反應。然而，激發劑的實際用量遠超被激發固廢的需求量，這導致硅鋁質膠凝材料存在析堿和耐久性問題。此外，依據現有技術公開的制備方法，固廢種類、激發劑種類的選用及摻量，同種不同源硅鋁酸鹽前驅體化學組成及活性的差異，均會帶來硅鋁質膠凝材料的性能差異與波動，為了得到最佳配比，需進行大量實驗研究。
3、基于以上，硅鋁質膠凝材料行業迫切需要一種關于以固廢為前驅體制備硅鋁質膠凝材料的設計研究方法，快速確定固廢材料的最佳配比，減小甚至避免激發劑的實際用量遠超被激發固廢的需求量，并使得制備的膠凝材料性能最佳。
技術實現思路
1、專利
2、鑒于此，本專利技術的主要目的在于，基于原材料的溶出特性，提供一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用；所要解決的技術問題是如何提供一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法，使其能夠快速確定不同前驅體在激發劑作用下制備硅鋁質膠凝材料的最佳配方。
3、本專利技術的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本專利技術提出的一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用，其中，其包括以下步驟：
4、將前驅體與激發劑溶液按照不同比例混合進行離子溶出；離子最佳溶出率判斷規則如下：以硅離子的溶出量為x，鋁離子的溶出量為y，鈣離子的溶出量為z；a.x與y的和最大，且滿足y：x為0.10～0.50：1；b.x與y的比值最大；c.z值最大；所述離子最佳溶出率判斷優先級為a＞b＞c；
5、根據離子最佳溶出率確定硅鋁質膠凝材料配比。
6、本專利技術的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
7、優選的，前述的設計方法，其中，所述前驅體為工業固體廢棄物。
8、優選的，前述的設計方法，其中，所述工業固體廢棄物為偏高嶺土、赤泥、礦粉、鋼渣、鋰渣、石膏、煤矸石、粉煤灰、煤渣、高爐渣中的任意一種或多種。
9、優選的，前述的設計方法，其中，所述激發劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、硫酸鉀中的至少一種。
10、優選的，前述的設計方法，其中，所述y：x為0.15～0.35：1。
11、優選的，前述的設計方法，其中，當前驅體含2種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為10：0、9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1：9、0：10分別混合制備前驅體。
12、優選的，前述的設計方法，其中，當前驅體含3種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為6：2：2、2：6：2、2：2：6、1：4.5：4.5、1：2：7、1：7：2分別混合制備前驅體。
13、優選的，前述的設計方法，其中，前驅體與激發劑溶液混合過程中，以固體含量計，所述激發劑的摻量與前驅體的質量比為1.0％、3.0％、5.0％、7.0％、9.0％。
14、優選的，前述的設計方法，其中，其還包括以下步驟：
15、將前驅體與激發劑溶液混合后，形成的混合液冷卻至室溫再開始離子溶出。
16、優選的，前述的設計方法，其中，所述離子溶出的溶出試驗溫度為20～25℃；溶出時間為60～80min。
17、優選的，前述的設計方法，其中，其還包括以下步驟：所述離子溶出過程中，對所述混合液進行攪拌，攪拌速度為800～1200rpm。
18、本專利技術的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本專利技術提出的一種硅鋁質膠凝材料，其中，其形成的膠砂在水中養護3天后的抗折強度＞6.0mp，抗壓強度＞40.0mp；在水中養護28天后的抗彎曲強度＞7.0mp，抗壓強度＞41.0mp。
19、本專利技術的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。前述的硅鋁質膠凝材料在建筑裝飾，道路交通工程，建筑基礎，地坪或屋面材料領域的應用。
20、借由上述技術方案，本專利技術提出的一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用至少具有下列優點：
21、1、本專利技術提出的一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用，基于原材料的溶出特性，通過系統分析硅鋁酸鹽前體在激發劑溶液中硅、鋁的反應溶出行為，以力學性能為評價準則，以離子溶出量確定原材料的最佳配比。相比于傳統設計方法(例如正交試驗法)省略了制備出硅鋁質膠凝材料，并將其養護，檢測其性能以進一步篩選出最佳硅鋁質膠凝材料，以確定最佳配方的步驟，節約了相關投入生產成本和時間成本。因此，本專利技術提出的硅鋁質膠凝材料配比設計方法兼具高效性、精準性、減少資源浪費、提升工程可靠性等優勢。
22、2、本專利技術提出的硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用，還能夠通過分析離子溶出情況，根據原材料中含有的硅、鋁和鈣的豐富程度，靈活調整前驅體中不同原材料的比例，以優化配方，使得制備的硅鋁質膠凝材料性能更好。因此，本專利技術提出的硅鋁質膠凝材料配比設計方法還兼具靈活性、定制性、環境友好等優勢。
23、3、本專利技術提出的一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法及其應用，能夠通過檢測前驅體在激發劑的作用下溶出的離子情況，進而判斷激發劑使用是否過量，避免激發劑過量使硅鋁質膠凝材料性能劣化，使制備的硅鋁質膠凝材料性能有保障，且激發劑的適量使用還有利于節約成本。
24、上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本專利技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的配比設計方法，其特征在于，所述前驅體為工業固體廢棄物。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述工業固體廢棄物為偏高嶺土、赤泥、礦粉、鋼渣、鋰渣、石膏、煤矸石、粉煤灰、煤渣、高爐渣中的任意一種或多種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述激發劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、硫酸鉀中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述Y：X為0.15～0.35：1。
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當前驅體含2種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為10：0、9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1：9、0：10分別混合制備前驅體。
7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當前驅體含3種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為6：2：2、2：6：2、2：2：6、1：4.5：4.5、1：2：7、1：7：2分別混合制備前驅體。
...【技術特征摘要】
1.一種硅鋁質膠凝材料配比設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的配比設計方法，其特征在于，所述前驅體為工業固體廢棄物。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述工業固體廢棄物為偏高嶺土、赤泥、礦粉、鋼渣、鋰渣、石膏、煤矸石、粉煤灰、煤渣、高爐渣中的任意一種或多種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述激發劑為碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、硫酸鉀中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述y：x為0.15～0.35：1。
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當前驅體含2種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為10：0、9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1：9、0：10分別混合制備前驅體。
7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當前驅體含3種工業固體廢棄物時，將前驅體與激發劑溶液混合之前，按比例為6：2：2、2：6：2、2：2：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郅曉，葉家元，任雪紅，張文生，閆福璐，羅凱，陳家俊，陳紹良，
申請(專利權)人：中國建筑材料科學研究總院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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