CN113149547B - 一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用，所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：粘土砖粉10～25份；白云石微粉3～7份；粉煤灰15～17份；42.5普通硅酸盐水泥18～41份；细砂50～75份；所述B组分的组成为：复合激发剂，1～4份。本发明可将粘土砖粉利用率提高13％以上，且不显著降低混凝土强度，而且生产过程中利用了大量的废弃粘土砖以及粉煤灰，减少了混凝土中水泥用量，进而实现低碳环保，具有良好的工程应用前景。

Description

一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及固体废弃物的资源化利用和环保节能领域，具体涉及一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用。
背景技术
根据报道，我国在过去的50年里总共生产了200亿m3左右的粘土砖，而这些粘土砖将随着拆迁而被废弃，根据估计约占总建筑垃圾量的30％-50％。废弃粘土砖来源十分丰富，其来源主要有：(1)上世纪的砖混结构因使用年限期满或城镇化发展而拆除所产生的废弃粘土砖，这也是其主要来源之一；(2)烧砖时因变形废弃或者过烧的红砖；(3)由于天灾(地震、火灾、洪水等)和人祸(战争等)所造成建筑物坍塌而产生的废弃红砖。如08年汶川地震产生的建筑垃圾超过5亿吨，以红砖建筑垃圾占总建筑垃圾量的30％-50％来计算，则产生的废弃红砖垃圾达到1.5-2.5亿吨。
目前我国建筑垃圾分选困难，分类程度不高，绝大部分是混合收集，大部分废砖被当作废渣土进行简单填埋处理。对于建筑垃圾处理普遍存在投资少、法规不健全、建设工作者的环境意识不高等问题。我国废砖处理及资源化利用技术水平较发达国家仍处于落后，缺乏新技术、新工艺，而且设备落后，成为废砖大规模资源化利用的一大重要难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是为提供一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用，采用该再生粘土砖粉制备的碱激发预制块体材料，可将粘土砖粉利用率提高20％，且不显著降低混凝土的强度，而且生产过程中利用了大量的废弃粘土砖以及粉煤灰，减少了混凝土中的水泥用量，该材料具有制备操作便捷、力学性能优良、绿色环保等优点。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：粘土砖粉10～25份；白云石微粉3～7份；粉煤灰15～17份；42.5普通硅酸盐水泥18～41份；细砂50份～75份；所述B组分的组成为：复合激发剂，1～4份。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中所述粘土砖粉比表面积为1600-1700m2/kg。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中所述粘土砖粉按重量百分比计的组成为：SiO2 60％～70％；Al2O3 15％～30％；Fe2O34％～6％；CaO 3％～5％；K2O和Na2O 1％～3％。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中所述白云石微粉的比表面积为1400～1500m2/kg。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中所述粉煤灰为二级粉煤灰，且经45μm方孔筛的筛余量为20％～25％。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中所述细砂的细度模数为1.6～2.2。
进一步地，前述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料中，其中步骤S2中，所述复合激发剂按重量百分比计包括重量比为3:1～5:1的氧化钙与氢氧化钠。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
S1a，称取配方量的粘土砖粉、白云石微粉、粉煤灰、42.5普通硅酸盐水泥及细砂，混合均匀，得到A组分；
S2a，称取配方量的复合激发剂，得到B组分。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种碱激发预制块体材料的制备方法，包括如下步骤：
S1b，按重量份称取水32～35份、上述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的B组分1～4份倒入A组分中，在100r/min～120r/min的速度下搅拌2～4min，得到均匀的料浆；
S2b，将步骤S1b得到的料浆进行成型、养护，得到所述碱激发预制块体材料。
进一步地，前述的碱激发预制块体材料的制备方法中，其中步骤S2b中，所述成型的温度为20℃±5℃，湿度为90％～95％，时间为24h；所述养护的温度为20℃±5℃，湿度为90％～95％时间为7d或28d。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种碱激发预制块体材料，所述碱激发预制块体材料的7d抗压强度为10.0-12.5MPa，28d抗压强度为30-33.0MPa，所述碱激发预制块体材料是通过上述的方法制得。
本发明所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用，与现有技术相比具有以下优点和效果：
本发明所述的碱激发预制块体，以氧化钙与氢氧化钠为碱激发剂，采用粉煤灰和白云石微粉调节材料颗粒级配组成，碱激发过程中引致的物化反应可以使材料形成致密交联结构进而实现再生粘土砖粉的利用及材料强度的提升，可将粘土砖粉利用率提高13％以上，且不会显著降低混凝土强度，而且制备过程中充分利用了大量粉煤灰，有利于促进废弃粘土砖以及工业粉煤灰的综合利用；
本发明所述的碱激发预制块体，可替代混凝土中60％掺量的水泥，可以极大降低传统混凝土材料成本；
本发明所述的碱激发预制块体的制备方法，具有可调控性；当采用的废弃粘土砖化学组成不能满足要求时，可通过掺加对应氧化物对其进行组分调控，使其满足碱激发要求，从而提高再生粘土砖的可利用范围；
本发明所述的碱激发预制块体的制备方法，施工方便、操作简单，可以现场施工作业。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料及其制备方法和应用其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明提供了一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：粘土砖粉10～25份；白云石微粉3～7份；粉煤灰15～17份；42.5普通硅酸盐水泥18～41份；细砂50份～75份；所述B组分的组成为：复合激发剂，1～4份。
具体实施时，其中所述粘土砖粉比表面积可以为1600-1700m2/kg，优选范围在1620-1650m2/kg，采用该范围内的比表面积的粘土砖粉制备的碱激发混凝土，可将粘土砖粉利用率提高13％，而不会显著降低混凝土强度。
具体实施时，其中所述粘土砖粉可以按重量百分比计包括以下组分：SiO2 60％～70％；Al2O3 15％～30％；Fe2O3 4％～6％；CaO 3％～5％；K2O和Na2O1％～3％。优选地，所述粘土砖粉按重量百分比计包括以下组分：SiO2 62％；Al2O3 25％；Fe2O3 5％；CaO 4％；余量为K2O和Na2O。这样优选后的粘土砖粉可与所述的复合碱激发剂形成最优匹配，进一步提高粘土砖粉活性。
具体实施时，其中所述白云石微粉的比表面积为1400～1500m2/kg，优选为1460m2/kg，这样优选后白云石微粉颗粒可与所述的再生粘土砖粉匹配形成致密堆积结构。
具体实施时，其中所述粉煤灰为二级粉煤灰，且经45μm方孔筛的筛余量为20％～25％，优选为经45μm方孔筛的筛余量为21.5％，这样优选后的粉煤灰可以与所述的粘土砖粉以及所述的白云石微粉形成致密的堆积结构，从而提高利用该碱激发再生砖粉制备的混凝土强度。
具体实施时，其中所述细砂的细度模数可以为1.6～2.2，若其细度模数低于1.6，则使得制备预制块体材料时用水量增加，产生孔隙，导致预制块体材料的强度下降；若其细度模数高于2.2，则使得制备的预制块体材料密实性降低，进而导致强度降低。
具体实施时，其中所述复合激发剂按重量百分比计可以包括重量比为3:1～5:1的氧化钙与氢氧化钠，优选的重量比为4:1，这样优选后激发再生粘土砖微粉的活性为最佳(再生粘土砖微粉的活性指数最佳为1.02)。
本发明还提供了一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
S1a，称取配方量的粘土砖粉、白云石微粉、粉煤灰、42.5普通硅酸盐水泥及细砂，混合均匀，得到A组分；所述粘土砖粉通过以下步骤得到：粘土砖置于105～110℃的烘箱中烘干且每隔2-4h称重一次，当粘土砖粉重量不再发生变化时取出；用球磨机将烘干后的粘土砖研磨30-35min，然后经筛分机筛分得到比表面积为1600-1700m2/kg的粘土砖粉；
S2a，称取配方量的复合激发剂，得到B组分。
本发明还提供了一种碱激发预制块体材料的制备方法，包括如下步骤：
S1b，按重量份称取水32～35份、上述B组分1～4份倒入A组分中(在搅拌器中干混)，在100r/min～120r/min的速度下搅拌2～4min，接着在250～300r/min的速度下快搅2～3min，得到均匀的料浆；
S2b，将步骤S1b得到的料浆进行注入70.7mm×70.7mm×70.7mm铸铁模具中，将该模具放置在20℃±5℃，湿度90％～95％环境中24h(成型)，然后将试件脱模，最后将脱模后的试件置于20℃±5℃，湿度90％～95％环境标准养护室中养护7d或28d，得到所述碱激发预制块体材料。
其中，上述的氧化钙与氢氧化钠为碱激发剂，可激发粘土砖粉的活性，粉煤灰和白云石微粉的目的是调节材料中硅、铝相的含量组成。
本发明还提供了一种碱激发预制块体材料，所述碱激发预制块体材料的7d抗压强度为10.0-12.5MPa，28d抗压强度为30-33MPa，所述碱激发预制块体材料是通过上述的方法制得。
以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：比表面积为1620m2/kg的粘土砖粉16kg、比表面积为1460m2/kg的白云石微粉3kg、二级粉煤灰17kg、42.5普通硅酸盐水泥30kg、水32kg、细度模数为1.6左右的细砂68kg；所述B组分的组成为：复合激发剂2kg(氧化钙与氢氧化钠的重量比为4:1)。
本实施例所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的各原料化学组成见表1。
表1原料化学组分(按重量百分比计，％)
Figure BDA0002992206020000051
Figure BDA0002992206020000061
本实施例所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的制备方法，按照以下步骤进行：
S11，将粘土砖置于105℃的烘箱中烘干且每隔3h称重一次，当粘土砖粉重量不再发生变化时取出；
S12，用球磨机将烘干后的粘土砖研磨30min，然后经筛分机筛分得到比表面积为1620m2/kg的粘土砖粉；
S13，按重量份称取粘土砖粉16kg、白云石微粉3kg、粉煤灰17kg、42.5普通硅酸盐水泥30kg、细度模数为1.6左右的细砂68kg在搅拌器中干混，以100r/min速度慢搅1min，获得搅拌均匀的干混合物料，得到A组分；
S14，称取2kg复合激发剂，得到B组分。
本实施例所述的碱激发预制块体材料的制备方法，包括以下步骤：
S21，按重量份称取水32kg、上述的复合碱激发剂2kg倒入搅拌器中，在100r/min慢搅2min，形成均匀的混合液，然后将上述混合液与之前得到的A组分置于搅拌器中，在100r/min慢搅1min，接着在250r/min的速度下快搅2min，最终可形成均匀的料浆；
S22，将步骤S21中制备的均匀料浆注入70.7mm×70.7mm×70.7mm铸铁模具中。
S23，将步骤S22中浇筑好的模具放置在温度为20℃，湿度为95％的环境中24h，然后将试件脱模，最后将脱模后的试件置于温度为20℃，湿度为95％的环境标准养护室中养护7d或28d，得到所述碱激发预制块体材料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例所述碱激发粘土砖粉胶凝材料的组成比例不同，本实施例的碱激发粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：比表面积为1600m2/kg的粘土砖粉20kg、比表面积为1500m2/kg的白云石微粉3kg、粉煤灰15kg、42.5普通硅酸盐水泥27kg、水32kg、细度模数为1.6左右的细砂68kg；所述B组分的组成为：复合激发剂3kg(氧化钙与氢氧化钠的重量比4:1)。
其余同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例与所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料的组成比例不同，本实施例的碱激发粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：比表面积为1600m2/kg的粘土砖粉25kg、比表面积为1500m2/kg的白云石微粉3kg、粉煤灰15kg、42.5普通硅酸盐水泥21kg、水32kg、细度模数为1.6左右的细砂68kg；所述B组分的组成为：复合激发剂4kg(氧化钙与氢氧化钠的重量比为4:1)。
其余同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例中再生粘土砖粉(砖粉a)氧化物组成不同，见表2。
表2原料化学组分(按重量百分比计，％)
组分 CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 K2O SO3 Na2O loss 总计
粘土砖粉a 5.31 56.2 31.05 - 5.43 0.8 - 0.2 0.8 99.79
水泥 61.15 22.36 7.21 4.6 4.5 0.1 - - 99.92
白云石微粉 31.42 1.46 0.05 20.03 0.19 0.01 - - 46.69 99.85
粉煤灰 17.27 43.21 24.79 4.26 2.59 0.5 2.59 0.2 4.28 99.69
复合激发剂 84.85 - - - - - - 11.74 3.31 99.90
细砂 0.1 99.2 0.5 - - - - - - 99.8
如表2所示，该再生粘土砖粉的氧化物组成未落入所述粘土砖粉的范围内，因此需要采用氧化物对其进行组分调控，具体方法如下：
称取该再生砖粉(砖粉a)80kg、活性SiO2微粉20kg，置于搅拌器中干混，以100r/min速度慢搅1min，获得搅拌均匀的干混合物料(砖粉b)，该混合料各氧化物组成按重量百分比计的组成为：SiO2 63.6％、Al2O325.92％、Fe2O3 4.53％、CaO 4.43％，及Na2O和K2O0.83％，这样恰好接近实施例1中再生粘土砖粉的氧化物组成。然后，称取该混合物料(砖粉b)16kg作为施工时粘土砖粉使用。
其余同实施例1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于，所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料的原料组成比例不同，本实施例的碱激发粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：比表面积为1600m2/kg的粘土砖粉10kg、比表面积为1500m2/kg的白云石微粉7kg、粉煤灰17kg、42.5普通硅酸盐水泥33kg、水32kg、细度模数为1.6左右的细砂68kg；所述B组分的组成为：复合激发剂1kg(氧化钙与氢氧化钠的重量比为4:1)。
其余同实施例1。
实施例6
本实施例与实施例1的区别仅在于，所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料的原料组成比例不同，本实施例的碱激发粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：比表面积为1600m2/kg的粘土砖粉16kg、比表面积为1500m2/kg的白云石微粉5kg、粉煤灰16kg、42.5普通硅酸盐水泥25kg、水35kg、细度模数为1.6左右的细砂65kg；所述B组分的组成为：复合激发剂3kg(氧化钙与氢氧化钠的重量比为4:1)。
其余同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠比例不同，本对比例中采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠的重量比为1:1。
其余同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠比例不同，本对比例中采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠的重量比为2:1。
其余同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于，所述的碱激发粘土砖粉胶凝材料采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠比例不同，本对比例中采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠的重量比为6:1。
其余同实施例1。
抗压强度是体现碱激发预制块体材料最主要、最关键的指标，因此试验中采用万能压力试验机测试了实施例1-6所制备的碱激发预制块体材料及对比例1-3制备的碱激发预制块体材料的抗压强度，结果如表1所示。
表1本发明实施例1-6制备的碱激发预制块体材料及对比例1-3制备的碱激发预制块体材料的抗压强度
Figure BDA0002992206020000091
传统上预制块体材料中会随着粘土砖粉掺量的增加，抗压强度显著降低。通过碱激发剂激发以及粉煤灰和白云石微粉的颗粒级配调控，可以在提高粘土砖粉利用率的同时，不对碱激发预制块体材料的力学性能产生明显的不利影响。
例如，实施例1～实施例3中粘土砖粉的掺量逐渐掺量从23.5％增加到36.7％(掺量提高13％以上)，从表1的数据可以看出，本发明实施例1-3制备的碱激发碱激发预制块体材料的7d抗压强度强度出现小幅度增加，28d强度并没有显著降低，其中，实施例2的28d强度甚至高于实施例1和实施例2的28d强度。主要原因在于，实施例2中28d强度的产生是粘土砖微粉与复合碱激发剂最佳匹配的结果，粘土砖粉与复合碱激发剂的协同作用提高粘土砖微粉活性，从而导致尽管实施例2比实施例1中水泥掺量低，但由于粘土砖微粉活性较高，因而实施例2仍表现出较高的28d强度；然而与实施例2相比，实施例3进一步提高了粘土砖微粉掺量，同时降低了水泥掺量，因而其28d强度会比实施例2降低。此外，结合粉煤灰与白云石微粉调控，其可综合替代水泥可达67.19wt％(见实施例3)，而仍然可以获得可观的强度，这充分体现了本发明的综合优势。
实施例4为当采用粘土砖微粉化学组成未满足本申请中所述粘土砖微粉的范围时，采用活性SiO2微粉对其进行了组分调控，其28d强度仍然可以达到31.61MPa，与实施例1中28d抗压32.13MPa差别较小。同时，实施例4采用了活性SiO2微粉对粘土砖粉进行组分调控，而活性SiO2微粉比粘土砖中含有的SiO2活性要高，因而实施例4早期强度(7d强度)较高，但随着水化的进行其28d强度发展与具有同样化学组分的实施例1相比逐渐减少。
实施例5为再生粘土砖微粉，白云石掺量较多时，其28d抗压强度可以达到32.5MPa，性能仅次于实施例2，主要原因在于实施例5中掺加再生粘土砖微粉较少，白云石掺量较多时，42.5普通硅酸盐水泥含量增加，因而强度较高。但是，42.5普通硅酸盐水泥掺量的增加会造成预制块体材料成本的上升。
实施例6与实施例1～5的主要区别在于加水量不同，随着加水量的增加碱激发预制块体材料的强度会逐渐降低，实施例6中水掺量为35wt％，其28d抗压强度仅为30.5MPa。而降低水量虽然可以提高强度，如实施例1～5中的水掺量为32％，但进一步降低水掺量会导致其拌合时的流动度降低，影响施工。
对比例1～3，与实施例1的不同之处仅在于，采用的复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠的比例不同，对比例1～3中比例分别为1:1、2:1和6:1，涵盖了复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠比例过低或者过高的情况。从其力学性能来看，当复合碱激发剂中氧化钙与氢氧化钠的重量比过高或者过低(即氧化钙与氢氧化钠的重量比不在3～5范围内)时，其28d抗压强度都会严重降低，因而难以满足碱激发预制块体材料的服役要求。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本发明中所述的数值范围包括此范围内所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值组成的范围值。本发明所有实施例中出现的同一指标的不同数值，可以任意组合，组成范围值。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，其特征在于，所述碱激发再生粘土砖粉胶凝材料包含A组分和B组分；按重量份计，所述A组分的组成为：粘土砖粉10～25份；白云石微粉3～7份；粉煤灰15～17份；42.5普通硅酸盐水泥18～41份；细砂50～75份；所述B组分的组成为：复合激发剂，1～4份；
所述粘土砖粉的比表面积为1600-1700m2/kg；所述白云石微粉的比表面积为1400～1500m2/kg；
所述复合激发剂按重量百分比计包括重量比为3:1～5:1的氧化钙与氢氧化钠。
2.根据权利要求1所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，其特征在于，所述粘土砖粉按重量百分比计的组成为：SiO2 60％～70％；Al2O3 15％～30％；Fe2O3 4％～6％；CaO 3％～5％；K2O和Na2O 1％～3％。
3.根据权利要求1所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰为二级粉煤灰，且经45μm方孔筛的筛余量为20％～25％；所述细砂的细度模数为1.6～2.2。
4.一种权利要求1-3任一项所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1a，称取配方量的粘土砖粉、白云石微粉、粉煤灰、42.5普通硅酸盐水泥及细砂，混合均匀，得到A组分；
S2a，称取配方量的复合激发剂，得到B组分。
5.一种碱激发预制块体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1b，按重量份称取水32～35份、权利要求1-3任一项所述的碱激发再生粘土砖粉胶凝材料的B组分1～4份倒入A组分中，在100r/min～120r/min的速度下搅拌2～4min，得到均匀的料浆；
S2b，将步骤S1b得到的料浆进行成型、养护，得到所述碱激发预制块体材料。
6.根据权利要求5所述的碱激发预制块体材料的制备方法，其特征在于，步骤S2b中，所述成型的温度为20℃±5℃，湿度为90％～95％，时间为24h；所述养护的温度为20℃±5℃，湿度为90％～95％，时间为7d或28d。
7.一种碱激发预制块体材料，其特征在于，所述碱激发预制块体材料的7d抗压强度为10.0-12.5MPa，28d抗压强度为30-33.0MPa，所述碱激发预制块体材料是通过权利要求5或6所述的方法制得。
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CN106220101A (zh) * 2016-08-12 2016-12-14 卓达新材料科技集团威海股份有限公司 一种粉煤灰基地聚物灌浆料及其制备方法
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CN112479674A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 湖南大学 碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土及其制备方法

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