本發(fā)明涉及建筑材料的，尤其是涉及一種多元固廢基膠凝材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、多元固廢基膠凝材料是以多種工業(yè)固體廢棄物為主要原料，經(jīng)過一系列精細加工和化學反應，制備而成的新型膠凝材料。其獨特之處在于，能夠?qū)⑦@些原本被視作廢物的材料，轉(zhuǎn)化為具有高附加值和廣泛應用前景的新型建材。在制備方法上，多元固廢基膠凝材料采用了先進的復鹽效應和硅的四配位同構(gòu)化效應理論，通過科學的配比和精確的加工工藝，使得各種固廢之間發(fā)生協(xié)同活化作用，從而制備出性能優(yōu)異的水硬性膠凝材料。

2、相關(guān)技術(shù)中，公開了一種多元固廢膠凝材料，包括如下重量份配比的原料：粉煤灰23-25份，電石渣10-12份，脫硫石膏5-9份，鋼渣10-20份，礦渣12-14份、水泥25-30份，所用原料的平均粒徑均為8-10微米。通過采用固體廢棄物，同時采用物理機械粉磨減小原料粒徑來激發(fā)各自膠凝活性，提高固廢利用率。

3、但是，所有原料的平均粒徑均為8-10微米，這可能導致膠凝材料的孔隙結(jié)構(gòu)不夠豐富，影響其力學性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了提高固廢基膠凝材料的力學性能，本技術(shù)提供一種多元固廢基膠凝材料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供的一種多元固廢基膠凝材料，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種多元固廢基膠凝材料，包括如下重量份的原料：粉煤灰20-25份，海淤泥10-14份，脫硫石膏6-10份，玻璃纖維2-5份，礦渣12-14份、水泥25-30份，稻殼灰10-15份；所述礦渣的粒徑為12-15μm，所述海淤泥和脫硫石膏的粒徑為8-10μm，所述粉煤灰、稻殼灰的粒徑為3-6μm。

4、通過采用上述技術(shù)方案，粉煤灰能與水泥中的氫氧化鈣反應，生成強度更高的凝膠物質(zhì)。稻殼灰是稻殼燃燒后的殘留物，具有高比表面積和豐富的硅質(zhì)成分，硅質(zhì)成分能與水泥中的氫氧化鈣反應，生成更多的凝膠物質(zhì)，高比表面積的稻殼灰能夠提供更多的反應界面，與粉煤灰和水泥更好地結(jié)合。海淤泥富含有機質(zhì)、鹽分和黏土礦物，有助于改善膠凝材料的和易性、耐腐蝕性和可塑性，從而提高膠凝材料的后期強度。玻璃纖維能在材料內(nèi)部形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效分散和傳遞應力，防止裂縫的產(chǎn)生和擴展，從而提高膠凝材料的耐久性。脫硫石膏能調(diào)節(jié)膠凝材料的凝結(jié)時間，確保施工過程的順利進行。礦渣能與水泥中的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應，生成更多的水化產(chǎn)物，填充材料內(nèi)部的孔隙，提高膠凝材料的密實度。而且，采用上述各材料的顆粒級配，可以豐富膠凝材料的孔隙結(jié)構(gòu)，因此，本技術(shù)通過采用上述原料配比和顆粒級配，有助于提高膠凝材料的力學性能和耐久性。

5、在一個具體的可實施方案中，所述稻殼灰按照如下步驟制備：

6、將稻殼在400-500℃下保溫處理20-25min，升溫至600-700℃，保溫處理50-70min，升溫至750-850℃，保溫處理20-30min，自然冷卻，收集灰燼；

7、將灰燼進行球磨，得到粒徑為3-6μm的稻殼灰。

8、通過采用上述技術(shù)方案，在400-500℃下，稻殼逐漸干燥并開始碳化。600-700℃是稻殼燃燒的主要階段，其中，大部分有機質(zhì)將在此溫度下完全燃燒。再升溫至750-850℃，有助于稻殼完全灰化并減少殘留碳分。最后進行球磨，可以得到所需要的粒徑范圍內(nèi)的稻殼灰。

9、在一個具體的可實施方案中，將碳酸鹽或碳酸氫鹽中的任意一種，與稻殼混合均勻后，再在400-500℃下保溫燃燒。

10、通過采用上述技術(shù)方案，當?shù)練づc碳酸鹽或碳酸氫鹽混合燃燒時，隨著溫度的升高，碳酸鹽或碳酸氫鹽會發(fā)生熱分解，釋放出二氧化碳氣體。由于這些氣體在稻殼灰內(nèi)部產(chǎn)生并迅速擴張，會對周圍的稻殼灰產(chǎn)生壓力，從而形成小孔或氣泡。稻殼本身在燃燒過程中也會釋放出一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳等。當?shù)練づc碳酸鹽或碳酸氫鹽一起燃燒時，這些氣體的釋放會被加速和增強，進一步促進多孔結(jié)構(gòu)的形成，使得稻殼灰更加疏松多孔，有助于增加稻殼灰的比表面積，高比表面積的稻殼灰具有極高的活性和吸附能力，能夠有效地與膠凝材料中的其他成分結(jié)合，從而提升材料的整體強度和耐久性。

11、在一個具體的可實施方案中，所述多元固廢基膠凝材料還包括硅藻土。

12、通過采用上述技術(shù)方案，硅藻土具有獨特的多孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，通過與凝膠物質(zhì)發(fā)生物理或化學結(jié)合，硅藻土能夠提高材料的抗壓、抗折等力學性能，使材料更加堅固耐用。而且，硅藻土具有良好的吸附性能和化學穩(wěn)定性，能夠有效地吸收和固定膠凝材料中的游離水分和有害物質(zhì)，從而減少材料的內(nèi)部缺陷和腐蝕風險。

13、在一個具體的可實施方案中，所述多元固廢基膠凝材料還包括纖維素醚。

14、通過采用上述技術(shù)方案，纖維素醚能夠與稻殼灰和硅藻土形成更加致密的微觀結(jié)構(gòu)，增強材料的力學性能和耐久性。而且，纖維素醚能夠增強材料的保水性和工作性，使得施工更加順暢，減少開裂和收縮等問題。

15、在一個具體的可實施方案中，所述多元固廢基膠凝材料還包括氣泡劑。

16、通過采用上述技術(shù)方案，氣泡劑能夠在材料內(nèi)部形成均勻分布的氣泡，這些氣泡能夠有效改善材料的孔隙結(jié)構(gòu)，降低密度，優(yōu)化材料的力學性能。

17、在一個具體的可實施方案中，所述氣泡劑包括重量比為1:(0.1-0.2):(5-8)氫氧化鋁、大豆蛋白粉和十二烷基苯磺酸鈉。

18、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)通過實驗發(fā)現(xiàn)，采用上述原料配比的起泡劑，得到的多元固廢基膠凝材料具有更優(yōu)異的力學性能。這可能是因為，氫氧化鋁能夠提高膠凝材料的耐高溫性能，同時其分解時產(chǎn)生的氧化鋁還能增強材料的硬度。大豆蛋白粉中的氨基酸能夠與膠凝材料中的其他成分發(fā)生化學反應，形成更穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。十二烷基苯磺酸鈉能夠有效降低材料的表面張力，使氣泡在材料中更容易形成和穩(wěn)定，從而控制材料的孔隙結(jié)構(gòu)和密度。因此，有助于提高多元固廢基膠凝材料的力學性能。

19、在一個具體的可實施方案中，所述多元固廢基膠凝材料還包括硅烷偶聯(lián)劑。

20、通過采用上述技術(shù)方案，偶聯(lián)劑能夠增強玻璃纖維與基體材料之間的界面結(jié)合力，從而提高多元固廢基膠凝材料的力學性能。

21、第一方面，本技術(shù)提供的一種多元固廢基膠凝材料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

22、一種多元固廢基膠凝材料的制備方法，包括如下步驟：

23、將粉煤灰、海淤泥、脫硫石膏、礦渣、水泥和稻殼灰分別進行球磨，得到粒徑為12-15μm的礦渣，粒徑為8-10μm的海淤泥和脫硫石膏，粒徑為3-6μm的粉煤灰、稻殼灰；

24、將粉煤灰、海淤泥、脫硫石膏、礦渣、水泥、稻殼灰和玻璃纖維混合均勻，得到多元固廢基膠凝材料。

25、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

26、1、本技術(shù)采用海淤泥、玻璃纖維、稻殼灰和特定的顆粒級配，可以豐富膠凝材料的孔隙結(jié)構(gòu)，提高膠凝材料的力學性能和耐久性。

27、2、本技術(shù)還采用硅藻土和纖維素醚，能夠形成更加致密的微觀結(jié)構(gòu)，進一步增強材料的力學性能和耐久性。

28、3、本技術(shù)還采用氣泡劑或硅烷偶聯(lián)劑，控制材料的孔隙結(jié)構(gòu)和密度增強玻璃纖維與基體材料之間的界面結(jié)合力，有助于提高多元固廢基膠凝材料的力學性能。