(21)申請?zhí)?202210672775 .8 (22)申請日 2022 .06 .13 (71)申請人 洛陽綠筑建筑材料有限公司 地址 471311 河南省洛陽市伊川縣彭婆鎮(zhèn) 智溝村四組 (72)發(fā)明人 智程洋 智程程 智程琳 智廣詢 薛彥哥 智程龍 (74)專利代理機(jī)構(gòu) 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理 有限公司 51230 專利代理師 賀迎迎 (51)Int .Cl . C04B 28/00(2006 .01) C04B 12/00(2006 .01) C04B 18/14 (2006 .01) (54)發(fā)明名稱 一種硅鋁基再生膠凝材料及其制備方法 (57)摘要 本發(fā)明公開了一種硅鋁基再生膠凝材料及 其制備方法；涉及硅鋁基再生膠凝材料技術(shù)領(lǐng) 域；解決現(xiàn)有技術(shù)中的硅鋁基再生膠凝材料早期 強(qiáng)度不夠的問題；所述硅鋁基再生膠凝材料由以 下組分制成：硅鋁基膠40％?50％，超高細(xì)礦渣粉 5?15％，無害化二次鋁灰渣粉20?30％，添加劑 15?25％；所述硅鋁基再生膠凝材料早期強(qiáng)度較 高，且含碳量低，符合綠色膠凝材料的要求。 權(quán)利要求書2頁 說明書7頁 CN 114920506 A 2022.08.19 CN 114920506 A1 .一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，由以下組分制成： 2 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，由以下組分制成： 3 .根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，由以下組分制成： 4 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，所述硅鋁基膠凝材料 由以下重量份數(shù)組分組成： 5 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，所述復(fù)合堿激發(fā)劑由 60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 6 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，所述硅鋁基膠的比表 面積為700m2 /kg。 7 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，所述超高細(xì)礦渣粉的 比表面積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％。 8 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅鋁基再生膠凝材料，其特征在于，所述無害化二次鋁灰 渣粉的比表面積為400m2 /kg。 9 .根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項所述的一種硅鋁基再生膠凝材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1)制備硅鋁基膠 權(quán) 利 要 求 書 1/2 頁 2 CN 114920506 A 2將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑，制備 得到硅鋁基膠； (2)制備超高細(xì)礦渣粉 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉； (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉； (4)制備再生膠凝材料 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣粉和所述添 加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料。 10 .根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種硅鋁基再生膠凝材料的制備方法，其特征在于，所述再 生膠凝材料的比表面積為400?1200m2 /kg。 權(quán) 利 要 求 書 2/2 頁 3 CN 114920506 A 3一種硅鋁基再生膠凝材料及其制備方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明屬于再生膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅鋁基再生膠凝材料及其制備 方法。 背景技術(shù) [0002] 膠凝材料是在物理、化學(xué)作用下，由塑性漿體變成堅硬固體，并能膠結(jié)其他物料成 為一定強(qiáng)度的復(fù)合固體的物質(zhì)。膠凝材料包括硅酸鹽水泥、石灰、石膏及硅鋁基再生膠凝材 料。 [0003] 盡管硅酸鹽水泥在很大程度上塑造了現(xiàn)代建筑環(huán)境，但它也是大氣中二氧化碳的 重要來源。據(jù)國際能源署的估計，僅水泥行業(yè)的碳排放量就占全球碳排放總量的7％左右。 這使水泥行業(yè)成為世界上第二大單一碳排放大戶，僅次于鋼鐵行業(yè)。 [0004] 自2009年哥本哈根聯(lián)合國氣候變化會議召開以來，“低碳經(jīng)濟(jì)”一詞更是被提上日 程，“低碳”的環(huán)保意義是人盡皆知，然而作為工程建設(shè)中不可或缺的建筑材料——預(yù)拌混 凝土，“低碳膠凝材料”的出現(xiàn)將對其未來的發(fā)展之路可謂是“一片春天”。低碳膠凝材料技 術(shù)，是通過改造膠凝材料的生產(chǎn)工藝，從而降低膠凝材料在生產(chǎn)和使用中的碳排放量。低碳 膠凝材料技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)碳排放量減少50％以上，并且產(chǎn)出的膠凝材料，質(zhì)量高、壽命長。 [0005] 如何開發(fā)低碳的膠凝材料已經(jīng)成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。硅鋁基再生膠凝材料 是采用天然礦物或固體廢棄物及人工硅鋁化合物為原料，制備的硅氧四面體與鋁氧四面體 三維網(wǎng)絡(luò)聚合膠凝體，具有優(yōu)良的耐久性，其生產(chǎn)工藝廢物利用，對固體廢棄物進(jìn)行了再生 利用，因此釋放的碳含量較少，滿足低碳膠凝材料的要求。 [0006] 但現(xiàn)有技術(shù)中的硅鋁基再生膠凝材料的早期強(qiáng)度比較低，還存在進(jìn)一步改進(jìn)的空 間。 發(fā)明內(nèi)容 [0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種硅鋁基再生膠凝材料及其制 備方法。 [0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： [0009] 首先，本發(fā)明提供了一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制 成： [0010] [0011] 工作原理：硅鋁基膠凝材料(地聚合物)是由含有大量A l2O3和SiO2的鋁硅質(zhì)材料 在高堿激發(fā)劑的作用下制得的硅氧四面體與鋁氧四面體三維網(wǎng)絡(luò)聚合凝膠體。礦渣粉是粒 說 明 書 1/7 頁 4 CN 114920506 A 4化高爐礦渣粉的簡稱，是從煉鐵高爐中排出的，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主要成分的熔融物， 經(jīng)淬冷成粒，形成以玻璃體為礦粉主要成分的顆粒，具有潛在的膠凝性。無害化二次鋁灰渣 粉是二次鋁灰渣粉經(jīng)過無害化處理后得到的高鋁無機(jī)材料。以上技術(shù)方案中，將硅鋁基膠、 超高細(xì)礦渣粉、無害化二次鋁灰渣粉相結(jié)合，配合常用的水泥添加劑，制得硅鋁基再生膠凝 材料，該硅鋁基再生膠凝材料早期強(qiáng)度高，耐久性好，且符合低碳膠凝材料的要求。 [0012] 需要說明的是，二次鋁灰無害化處理的過程屬于現(xiàn)有技術(shù)，可以參見專利申請文 件CN201910938317 .2，其中公開了一種高效清潔的二次鋁灰無害化處理方法，其中，將二次 鋁灰加入脫氟劑以及重金屬脫除劑后進(jìn)行粉磨均化，隨后進(jìn)行高溫焙燒，焙燒后得到的熟 料為高鋁無機(jī)材料。但該專利申請文件并沒有關(guān)注到無害化二次鋁灰渣粉在硅鋁基再生膠 凝材料中的應(yīng)用。 [0013] 進(jìn)一步，所述硅鋁基再生膠凝材料由以下組分制成： [0014] [0015] [0016] 進(jìn)一步，所述硅鋁基再生膠凝材料由以下組分制成： [0017] [0018] 進(jìn)一步，其中，所述硅鋁基膠由以下組分制成： [0019] [0020] 進(jìn)一步，其中，所述復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0021] 進(jìn)一步，所述硅鋁基膠的比表面積為700m2 /kg。 [0022] 進(jìn)一步，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％。 [0023] 進(jìn)一步，所述無害化二次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg， [0024] 另外，本發(fā)明還提供了一種硅鋁基再生膠凝材料的制備方法。所述制備方法包括 以下步驟： [0025] (1)制備硅鋁基膠 [0026] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠； 說 明 書 2/7 頁 5 CN 114920506 A 5[0027] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 [0028] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉； [0029] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0030] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉； [0031] (4)制備再生膠凝材料 [0032] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣粉和所 述添加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料。 [0033] 進(jìn)一步，步驟(3)中，所述再生膠凝材料的比表面積為400?1200m2 /kg。 [0034] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是： [0035] (1)所述硅鋁基再生膠凝材料含有所述硅鋁基膠，使得所述硅鋁基再生膠凝材料 早期強(qiáng)度較高，且相比于普通硅酸鹽水泥具有優(yōu)異的耐久性； [0036] (2)所述硅鋁基再生膠凝材料含有所述硅鋁基膠，由于所述硅鋁基膠由所述礦粉、 混凝土粉和所述紅磚粉等固體廢棄物回收處理得到，使得所述硅鋁基再生膠凝材料含碳量 低，符合綠色膠凝材料的要求； [0037] (3)所述硅鋁基再生膠凝材料含有所述超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉也有助 于提高所述硅鋁基再生膠凝材料早期強(qiáng)度； [0038] (4)所述硅鋁基再生膠凝材料含有所述無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二次鋁 灰渣粉有助于提高所述硅鋁基再生膠凝材料的早期強(qiáng)度，也有助于廢物利用，減少環(huán)境污 染。 具體實(shí)施方式 [0039] 以下示出實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。本發(fā)明不限于以下的實(shí)施例。 [0040] 實(shí)施例1 [0041] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： [0042] [0043] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉35％，混凝土粉25％，紅磚粉25％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0044] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0045] 具體制備方法包括以下步驟： [0046] (1)制備硅鋁基膠 [0047] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0048] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 說 明 書 3/7 頁 6 CN 114920506 A 6[0049] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面 積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％； [0050] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0051] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0052] (4)制備再生膠凝材料 [0053] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣粉和所 述添加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400?1200m2/ kg。 [0054] 實(shí)施例2 [0055] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： [0056] [0057] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉35％，混凝土粉25％，紅磚粉25％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0058] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0059] 具體制備方法包括以下步驟： [0060] (1)制備硅鋁基膠 [0061] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0062] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 [0063] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面 積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％； [0064] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0065] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0066] (4)制備再生膠凝材料 [0067] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉和所述添加劑混合均勻，得到所 述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400?1200m2 /kg。 [0068] 實(shí)施例3 [0069] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： 說 明 書 4/7 頁 7 CN 114920506 A 7[0070] [0071] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉35％，混凝土粉25％，紅磚粉25％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0072] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0073] 具體制備方法包括以下步驟： [0074] (1)制備硅鋁基膠 [0075] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠凝材料，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0076] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 [0077] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面 積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％； [0078] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0079] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0080] (4)制備再生膠凝材料 [0081] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣粉和所 述添加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400?1200m2/ kg。 [0082] 對比例1 [0083] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： [0084] 硅鋁基膠 55％， [0085] 無害化二次鋁灰渣粉 25％， [0086] 添加劑 20％。 [0087] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉35％，混凝土粉25％，紅磚粉25％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0088] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0089] 具體制備方法包括以下步驟： [0090] (1)制備硅鋁基膠 [0091] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0092] (2)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0093] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 說 明 書 5/7 頁 8 CN 114920506 A 8次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0094] (3)制備再生膠凝材料 [0095] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述無害化二次鋁灰渣粉和所述添加劑混合均勻， 得到所述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400?700m2 /kg。 [0096] 對比例2 [0097] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： [0098] [0099] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉35％，混凝土粉25％，紅磚粉25％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 [0100] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0101] 具體制備方法包括以下步驟： [0102] (1)制備硅鋁基膠 [0103] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0104] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 [0105] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面 積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％； [0106] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0107] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0108] (4)制備再生膠凝材料 [0109] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠凝材料、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣 粉和所述添加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400? 1200m2 /kg。 [0110] 對比例3 [0111] 一種硅鋁基再生膠凝材料。所述再生膠凝材料由以下組分制成： [0112] [0113] [0114] 其中，硅鋁基膠由以下組分制成：礦粉25％，混凝土粉25％，紅磚粉35％，復(fù)合堿激 發(fā)劑15％，復(fù)合堿激發(fā)劑由60％氫氧化鈉和40％硫酸鈉組成。 說 明 書 6/7 頁 9 CN 114920506 A 9[0115] 其中，添加劑由減水劑、泵送劑、緩凝劑、阻銹劑、防凍劑組成，五種成分的比例一 樣。 [0116] 具體制備方法包括以下步驟： [0117] (1)制備硅鋁基膠 [0118] 將規(guī)定比例的礦粉、混凝土粉、紅磚粉單獨(dú)粉磨后，混合均勻，添加復(fù)合堿激發(fā)劑， 制備得到硅鋁基膠，所述硅鋁基膠凝材料的比表面積為700m2 /kg； [0119] (2)制備超高細(xì)礦渣粉 [0120] 將高品質(zhì)礦粉進(jìn)行超高細(xì)粉磨，得到超高細(xì)礦渣粉，所述超高細(xì)礦渣粉的比表面 積為1200m2 /kg，活性指標(biāo)為130％； [0121] (3)制備無害化二次鋁灰渣粉 [0122] 將無害化二次鋁灰渣進(jìn)行超高細(xì)粉末，得到無害化二次鋁灰渣粉，所述無害化二 次鋁灰渣粉的比表面積為400m2 /kg； [0123] (4)制備再生膠凝材料 [0124] 將規(guī)定比例的所述硅鋁基膠、所述超高細(xì)礦渣粉、所述無害化二次鋁灰渣粉和所 述添加劑混合均勻，得到所述再生膠凝材料，所述再生膠凝材料的比表面積為400?1200m2/ kg。 [0125] 性能檢測 [0126] 將實(shí)施例1?3和對比例1?2的硅鋁基再生膠凝材料進(jìn)行初始及硬化后混凝土各項 性能檢測，測試結(jié)果如下表1所示。 [0127] 表1 .實(shí)施例1?3和對比例1?2的硅鋁基再生膠凝材料性能檢測結(jié)果 [0128] [0129] [0130] 從表1可以看出，實(shí)施例1?3的硅鋁基再生膠凝材料的早期強(qiáng)度較高，能起到很好 的膠凝效果。 [0131] 而對比例1中沒有超高細(xì)礦渣粉，早期強(qiáng)度明顯降低。對比例2中超高細(xì)礦渣粉含 量超過本發(fā)明限定的范圍，導(dǎo)致硅鋁基膠凝材料的含量低于本發(fā)明限定的范圍，使得到的 硅鋁基再生膠凝材料的早期強(qiáng)度也明顯降低。對比例3中硅鋁基膠的原材料中礦粉含量低 于本發(fā)明，而紅磚粉含量高于本發(fā)明，所得的硅鋁基膠應(yīng)用到硅鋁基膠再生材料中后，使得
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