【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水泥基復合材料，具體是一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料及其制備方法和應用。
技術(shù)介紹
1、我國煤炭主要用于煤發(fā)電和煤化工，二者消耗了煤炭產(chǎn)量的80％，在產(chǎn)煤區(qū)有大量的煤化工和煤發(fā)電企業(yè)，每年產(chǎn)生了大量的固廢，固廢中粉煤灰的量最大，大量的粉煤灰等固廢需要堆置存放，占用了很大面積的土地。
2、利用粉煤灰與水泥制備粉煤灰含量高于50％的水泥基復合材料，可以有效減少粉煤灰的堆放，但是，研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰含量大于50％的水泥基復合材料的前期非常強度低，固化速度較慢，后期需要蒸養(yǎng)處理，才能提高固化速度和高抗壓強度，從而縮短制備各種水泥基復合材料制件(例如：水泥地磚、水泥管材、水泥空心砌磚、水泥裝飾建材等)的時間，進而提高粉煤灰的經(jīng)濟價值。然而，蒸養(yǎng)處理既增加了生產(chǎn)過程的能源損耗和碳排放，又延長了時間，最終使水泥基復合材料的生產(chǎn)成本增加，生產(chǎn)效率降低。
3、因此，如何縮短高含量粉煤灰基水泥復合材料的固化時間、提高其早期強度、減少生產(chǎn)過程的能源損耗及二氧化碳的排放，是目前制備高含量粉煤灰水泥基復合材料急需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的是提供一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料及其制備方法和應用，無需蒸養(yǎng)，即可獲得早期強度高且固化時間短的高含量粉煤灰水泥基復合材料，減少了能耗和碳排放，提高了生產(chǎn)效率。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤
4、步驟1、按照質(zhì)量份數(shù)計，將350～390份水泥、780～840份超細粉煤灰、840～930份細粉煤灰混合均勻，得到組分a；
5、步驟2、按照質(zhì)量份數(shù)計，將9～14份堿性氧化鋁、8～13份氧化鈣、4～9份硫酸鈣、6～9份氟硅酸鈉、7～10份超細水化硅酸鈣和4～7份甲酸鈣混合，研磨，得到組分b；
6、步驟3、按照質(zhì)量份數(shù)計，將9～14份硫鋁酸鹽水泥、8～13份聚合硫酸鋁、11～13份超細二氧化硅粉和7～10份超細酸性氧化鋁混合，研磨，得到組分c；
7、步驟4、按照質(zhì)量份數(shù)計，先將10～14份固含量為50％的聚合物激發(fā)劑溶液加入120～140份水中，得到稀釋后的聚合物激發(fā)劑溶液，再將稀釋后的聚合物激發(fā)劑溶液加入1970～2160份組分a、38～62份組分b和35～50份組分c的混合物中，攪拌均勻，得到了早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料。
8、進一步地，所述步驟1的水泥是標號為p·o?42.5的普通硅酸鹽水泥。
9、進一步地，所述步驟1的超細粉煤灰的粒徑為0.4～0.6μm，細粉煤灰的粒徑為50～90μm，且超細粉煤灰和細粉煤灰的其燒失量均不大于3.2％，需水量均不大于91％，含水量均不大于0.2％，活性指數(shù)均為85～90％，比表面積為2600～3100m2/kg。
10、進一步地，所述步驟2的硫酸鈣為二水合硫酸鈣。
11、進一步地，所述步驟2的超細水化硅酸鈣的粒徑為0.5～0.9μm。
12、進一步地，所述步驟3的聚合硫酸鋁的鹽基度50％，其水溶液ph值為5～9。
13、進一步地，所述步驟3的超細二氧化硅粉的粒徑為0.2～0.6μm，燒失量小于3.0％，且其中sio2含量大于90％。
14、進一步地，所述步驟3的超細酸性氧化鋁的粒徑為0.3～0.8μm。
15、進一步地，所述步驟2和步驟3的研磨是采用超細粉碎研磨機，研磨1～2min。
16、進一步地，所述步驟4的聚合物激發(fā)劑溶液是ph值為9.0的聚乙烯亞胺溶液，且聚乙烯亞胺的平均相對分子質(zhì)量為3000。
17、一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料，粉煤灰含量為72.63％～74.41％，且3h抗壓強度大于12mpa。
18、一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料在制備水泥基復合材料制件中的應用。
19、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：
20、本專利技術(shù)制備的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料包括基本組分和活性組分，其中：基本組分由水泥和粉煤灰構(gòu)成，活性組分包括由堿性氧化鋁、氧化鈣、硫酸鈣、氟硅酸鈉、超細水化硅酸鈣和甲酸鈣構(gòu)成的堿性活性組分以及由硫鋁酸鹽水泥、聚合硫酸鋁、超細二氧化硅粉和超細酸性氧化鋁構(gòu)成的酸性活性組分；基本組分、堿性活性組分和酸性活性組分與聚合物激發(fā)劑混合在一起時，不僅兩種活性組分相互之間會發(fā)生復雜的化學反應，而且兩種活性組分與聚合物激發(fā)劑、水泥和粉煤灰之間也會發(fā)生復雜的化學反應，最終促使水泥、粉煤灰與活性成分之間發(fā)生復雜的化學反應，且形成化學反應的速度快于常規(guī)水泥的水化反應，能夠更為快速地形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定無機大分子結(jié)構(gòu)，具有更高的強度，因此，在免蒸養(yǎng)的情況下，即可獲得較高早期強度。
21、本專利技術(shù)通過向煤化工及煤發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰中添加多種活性成分，得到粉煤灰含量高達72.63％～74.41％的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料，不僅提高了粉煤灰的利用率，減少了因粉煤灰堆放引起的土地占用以及環(huán)境污染問題，而且提高了高含量粉煤灰水泥基復合材料的早期強度和固化速度，免去了蒸養(yǎng)階段，縮短了水泥基復合材料制件的生產(chǎn)周期，減少了能耗和二氧化碳排放；此外，利用本專利技術(shù)制備的高含量粉煤灰水泥基復合材料擠壓成型的水泥基復合材料制件的3h抗壓強度可達到12mpa以上，高于行業(yè)內(nèi)普遍公認的3h抗壓強度5mpa的打包堆置存放要求，提高了高含量粉煤灰水泥基復合材料的經(jīng)濟價值。
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1.一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1的水泥是標號為P·O?42.5的普通硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1的超細粉煤灰的粒徑為0.4～0.6μm，細粉煤灰的粒徑為50～90μm，且超細粉煤灰和細粉煤灰的其燒失量均不大于3.2％，需水量均不大于91％，含水量均不大于0.2％，活性指數(shù)均為85～90％，比表面積為2600～3100m2/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2的超細水化硅酸鈣的粒徑為0.5～0.9μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3的聚合硫酸鋁的鹽基度50％，其水溶液pH值為5～9。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3的超細酸性氧化鋁的粒徑為0.3～0.8μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟4的聚合物激發(fā)劑溶液是pH值為9.0的聚乙烯亞胺溶液，且聚乙烯亞胺的平均相對分子質(zhì)量為3000。
9.一種基于權(quán)利要求1～8任一項所述方法制備的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料，其特征在于，粉煤灰含量為72.63％～74.41％，且3h抗壓強度大于12MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料在制備水泥基復合材料制件中的應用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1的水泥是標號為p·o?42.5的普通硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1的超細粉煤灰的粒徑為0.4～0.6μm，細粉煤灰的粒徑為50～90μm，且超細粉煤灰和細粉煤灰的其燒失量均不大于3.2％，需水量均不大于91％，含水量均不大于0.2％，活性指數(shù)均為85～90％，比表面積為2600～3100m2/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2的超細水化硅酸鈣的粒徑為0.5～0.9μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強免蒸養(yǎng)高含量粉煤灰水泥基復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3的聚合硫酸鋁的鹽基度50％，其...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂生華，陳穎，何婷香，高黨國，王學文，任洋軍，徐靜，劉湘懿，
申請(專利權(quán))人：陜西科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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