專利名稱：一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑材料，具體來說，涉及一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿。
背景技術：
國外學者對堿激發礦渣砂漿的干燥收縮問題進行研究，在堿激發礦渣砂漿基體中加入減縮劑、二水石膏、引氣劑等措施降低堿激發礦渣砂漿的干燥收縮值，結果發現在堿激發礦渣砂漿中加入引氣劑能夠明顯減少砂漿的干燥收縮，砂漿的強度下降較低，在堿激發礦渣砂漿中加入引氣劑是減少干燥收縮的最佳方式，但存在成本過高問題。在堿激發礦渣砂漿中加入二水石膏能減少砂漿的干燥收縮，但減少的幅度有限，其機理是早期水化生成鈣礬石類物質，后期隨著鈣礬石的分解干燥收縮增加，加入石膏同時能降低堿激發礦渣砂漿的凝結時間，堿激發礦渣砂漿本就存在凝結時間較短的問題，加入石膏會使這一問題更加突出。在堿激發礦渣砂漿中加入減縮劑能夠減少砂漿的干燥收縮，但存在成本高和減縮劑與堿激發礦渣砂漿漿體之間相容性問題。

發明內容
技術問題本發明所要解決的技術問題是提供一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，該堿激發礦渣砂漿的強度保持現有水平，并可明顯降低干燥收縮和塑性開裂。技術方案為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，按照重量份數，該堿激發礦渣砂漿由以下組分組成礦粉100 份，水渣100-300 份，堿激發劑 4-15份，水30-60 份，橡膠1-15 份，所述的橡膠為橡膠顆粒或橡膠粉。有益效果與現有技術相比，本發明具有以下有益效果1.該堿激發礦渣砂漿的強度保持現有水平，并可明顯降低干燥收縮和塑性開裂。 將橡膠顆粒或者橡膠粉加入到普通水泥砂漿中能夠起到引氣的作用，將橡膠顆粒或者橡膠粉加入普通水泥砂漿中存在相容性問題，橡膠顆粒或橡膠粉是有機材料，砂漿漿體是無機材料，兩者粘結差導致強度下降。通過橡膠顆粒或橡膠粉的表面改性能夠改善橡膠顆粒或者橡膠粉與漿體之間的粘結性能，通常采用的表面改性劑為NaOH等強堿性物質，將橡膠顆粒或橡膠粉表面粗糙，增加與漿體之間的粘結力。堿激發礦渣砂漿中含有大量的堿，具有對橡膠顆粒或橡膠粉表面改性的作用，在堿激發礦渣砂漿中加入橡膠顆粒或橡膠粉能夠引氣，改善砂漿的孔結構和孔分布比例，達到減少干燥收縮和塑性開裂的效果，同時，摻入橡膠顆粒的堿激發礦渣砂漿與普通堿激發礦渣砂漿強度相似，當橡膠顆粒摻量達到一定高度時，堿激發礦渣砂漿的強度會出現下降。而在這一過程中，本發明的堿激發礦渣砂漿的強度保持現有水平或略有下降。2.提高廢物利用率。本發明提供的堿激發礦渣砂漿中，水渣選擇粒化高爐礦渣，來源于工業廢料；礦粉也是由粒化高爐礦渣制成，也是來源于工業廢料；橡膠可以由廢舊橡膠輪胎制成。也就是說，水渣、礦粉和橡膠都是來源于工業廢料。同時，水渣、礦粉和橡膠的重量份數占該堿激發礦渣砂漿總的重量份數大于70 %，也就是說，本發明提供的堿激發礦渣砂漿的主要成分都是源于工業廢料。與現有的普通堿激發礦渣砂漿相比，本發明提供的堿激發礦渣砂漿提高了廢物利用率，有利于節約資源和環境保護。3.簡化了制備工藝。在普通水泥砂漿中，為了增加橡膠顆粒或橡膠粉與水泥漿體之間的粘結力，通常是先制備表面改性的橡膠顆粒或橡膠粉，再將橡膠顆粒或橡膠粉加入到水泥砂漿中。本發明堿激發礦渣砂漿，直接將橡膠顆粒或橡膠粉加入到堿激發礦渣砂漿中，簡化了工藝，提高生產效率。具體實施實例本發明的一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，按照重量份數，該堿激發礦渣砂漿由以下組分組成礦粉100 份，水渣100-300 份，堿激發劑 4-15份，水30-60 份，橡膠1-15 份，所述的橡膠為橡膠顆粒或橡膠粉。所述的礦粉為細度大于350m2/Kg的磨細粒化高爐礦渣。制備時，將粒化高爐礦渣磨細，使粒化高爐礦渣的細度大于350m2/Kg，即可得到礦粉。水渣為未磨細粒化高爐礦渣， 粒徑小于4. 75mm。制備時，將粒化高爐礦渣通過4. 75mm篩，篩余部分即為本發明所需的細骨料。堿激發劑由水玻璃和氫氧化鈉混合組成。制備時，將水玻璃和氫氧化鈉加水混合并攪拌均勻，即可制得堿激發劑溶液。橡膠由廢舊橡膠輪胎制成，橡膠可以是橡膠顆粒的形式， 也可以是橡膠粉的形式。若以橡膠顆粒形式存在，則橡膠顆粒的粒徑小于5mm。制備本發明的堿激發礦渣砂漿，先按照重量份數，稱取礦粉、水渣、橡膠、堿激發劑和水；然后堿激發劑溶于水中，形成堿激發劑溶液，接著將橡膠加入堿激發劑溶液中攪拌進行表面處理；隨后將礦粉和水渣先干混，再加入帶有橡膠的堿激發劑溶液中攪拌均勻，即形成本發明的堿激發礦渣砂漿。本發明的堿激發礦渣砂漿的組分中，礦粉具有潛在活性，通過堿激發劑激發礦粉就能得到堿激發礦渣膠凝材料；水渣是未磨細的粒化高爐礦渣，在砂漿中起到細骨料作用， 同時，水渣的多孔性和表面粗糙增加了與堿激發礦渣漿體之間的粘結力。通過橡膠顆粒或橡膠粉的表面改性能夠改善橡膠顆粒或者橡膠粉與漿體之間的粘結性能，通常采用的表面改性劑為NaOH等強堿性物質使橡膠顆粒或橡膠粉表面粗糙，增加與漿體之間的粘結力。堿激發礦渣砂漿中含有大量的堿，具有對橡膠顆粒或橡膠粉表面改性的作用，在堿激發礦渣砂漿中加入橡膠顆粒或橡膠粉能夠引氣，改善砂漿的孔結構和孔分布比例，達到減少干燥收縮和塑性開裂的效果。下面通過試驗，來闡述本發明的堿激發礦渣砂漿具有的優良性能。采用抗折強度和抗壓強度表示堿激發礦渣砂漿的強度。抗折強度表示進行抗折強度試驗時，砂漿單位面積承受彎矩時的極限折斷應力，單位Mpa。抗壓強度表示砂漿單向受壓力作用破壞時，單向面積上所承受的荷載，單位Mpa。抗折強度值和抗壓強度值越大，說明堿激發礦渣砂漿的強度越大。采用干燥收縮值表示堿激發礦渣砂漿的干燥收縮性能，單位是mm。干燥收縮值越小，說明堿激發礦渣砂漿的抗干燥收縮性能越佳。采用開裂指數堿激發礦渣砂漿的塑性開裂，單位是mm。開裂指數值越小，說明堿激發礦渣砂漿的塑性開裂越低。試驗原料水渣采用圣戈班公司生產的未經磨細處理的粒化高爐礦渣，粒徑小于4. 75mm。礦粉采用將圣戈班公司生產的粒化高爐礦渣磨細，使粒化高爐礦渣的細度大于350m2/Kg。橡膠由普通的廢舊橡膠輪胎制成的橡膠顆粒，且橡膠顆粒的粒徑為1.40mm-2. 36mm之間。堿激發劑由質量比為5. 3 1的分析純級固態水玻璃和分析純級固態氫氧化鈉混合而成，或由質量比為2 1的工業級液態水玻璃和工業級固態氫氧化鈉混合而成，液態水玻璃含水率 50%，密度為 1. 34g/cm3。試樣樣品按照本發明提供的制備方法，以表1中的組分，制備本發明的堿激發礦渣砂漿，即試驗樣品1、試樣樣品3和試驗樣品5。試驗樣品2、試樣樣品4和試驗樣品6中均沒有加入橡膠顆粒或者橡膠粉。試驗樣品2、試樣樣品4和試驗樣品6的制備方法是按照重量份數，稱取各組分；然后制備堿激發劑溶液，接著將礦粉和水渣添加到容器中并混合均勻，最后加入堿激發劑溶液，并再次攪拌均勻即可。表1試驗配合比
權利要求
1.一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，其特征在于，按照重量份數，該堿激發礦渣砂漿由以下組分組成礦粉100份，水渣100-300份，堿激發劑 4-15份， 水30-60份，橡膠1-15份，所述的橡膠為橡膠顆粒或橡膠粉。
2.按照權利要求1所述的可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，其特征在于，所述的礦粉為細度大于350m2/Kg的磨細粒化高爐礦渣。
3.按照權利要求1所述的可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，其特征在于，所述的水渣為未磨細粒化高爐礦渣，且粒徑小于4. 75mm。
4.按照權利要求1所述的可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，其特征在于，所述的堿激發劑由水玻璃和氫氧化鈉混合組成。
5.按照權利要求1所述的可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，其特征在于，所述的橡膠由廢舊橡膠輪胎制成，且橡膠顆粒的粒徑小于5mm。
全文摘要
本發明公開了一種可降低干燥收縮和塑性開裂的堿激發礦渣砂漿，按照重量份數，該堿激發礦渣砂漿由以下組分組成礦粉100份，水渣100-300份，堿激發劑4-15份，水30-60份，橡膠1-15份，所述的橡膠為橡膠顆粒或橡膠粉。該組分的堿激發礦渣砂漿的力學強度保持現有水平，并可明顯降低干燥收縮和塑性開裂。
文檔編號C04B18/14GK102557505SQ20121005171
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者張亞梅, 朱正貴 申請人:東南大學