CN113666706A - 一种水泥基复合碱激发胶凝材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种水泥基复合碱激发胶凝材料及其制备方法。一种水泥基复合碱激发胶凝材料包括以下重量份物质：40‑60份水泥、10‑20份激发剂、1‑2份减水剂、5‑10份稳定剂和20‑30份水，所述激发剂包括氢氧化钠和水玻璃，所述氢氧化钠和水玻璃的质量比为1：0.5‑2；其制备方法为：S1、取氢氧化钠与锂渣、硅胶搅拌混合，制得碱混合物；S2、取配方中的水泥、水、减水剂、水玻璃和步骤S1中的碱混合物，搅拌混合，制得混合物料，温度处理，制得胶凝材料。本申请的胶凝材料可用于土木工程和道路施工等领域，其具有强度均一且稳定的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料的领域，尤其是涉及一种水泥基复合碱激发胶凝材料及其制备方法。
背景技术
水泥是一种广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程中的粉末状水硬性无机胶凝材料。一般通过加水搅拌成浆体后，可在空气中或水中发生硬化，硬化后的水泥具有较佳的强度，通过采用水泥与砂、石共同搅拌混合，对砂、石进行稳定的连接，进而可协同构筑建筑。
在水泥硬化的过程中，通过加入少量的碱，即可实现对水泥硬化的催化效果，因此碱可激发水泥发生胶凝化反应，提高水泥硬化的速率以及强度，因此碱常常作为一种激发剂添加至水泥中，提高水泥的硬化效果和硬化速率。
针对上述相关技术，发明人认为简单地在水泥中添加单一的激发剂，在与水泥混合的过程中，较易发生与水泥发生局部反应，致使胶凝材料较快失效，进而水泥存在强度不佳的缺陷。
发明内容
为了改善水泥强度不佳的缺陷，本申请提供一种水泥基复合碱激发胶凝材料及其制备方法，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种水泥基复合碱激发胶凝材料，采用如下的技术方案：
一种水泥基复合碱激发胶凝材料，包括以下重量份物质：40-60份水泥、10-20份激发剂、1-2份减水剂、5-10份稳定剂和20-30份水，所述激发剂包括氢氧化钠和水玻璃，所述氢氧化钠和水玻璃的质量比为1：0.5-2。
通过采用上述技术方案，由于采用氢氧化钠和水玻璃二者复配制成激发剂，通过氢氧化钠与水玻璃复配，使得氢氧化钠在水玻璃中解离、生成OH-，进而再与水泥混合后，激发混凝土中的活性成分发生火山灰反应，可有效改善胶凝材料生成的速率，使得水泥中均匀生成水化凝胶，降低了激发剂与水泥混合后激发剂与水泥发生局部反应的可能性。
其次，在激发剂与水泥混合的过程中，水玻璃中的活性成分溢出的速度较低，通过氢氧化钠对水玻璃的催化，调整水玻璃的模量，改善水玻璃中活性成分的溢出速度，保障水泥发生水化反应的速率，即生成胶凝材料的速率稳定。
此外，随着水化反应的进行，氢氧化钠中的OH-的量逐步减少，但由于水玻璃的模量发生了改变，进而继续为水化反应提供活性反应基团，因此，水泥中水化反应持久且稳定，因此稳定获得胶凝材料，制得的胶凝材料获得均匀且稳定的强度的效果。
优选的，所述稳定剂包括硅胶和锂渣，所述硅胶和锂渣的比例为1-5：10。
通过采用上述技术方案，将硅胶与锂渣均匀与氢氧化钠进行混合，得到混合物，由于硅胶和锂渣表面均有较多的孔隙，延缓氢氧化钠潮解的速率，保障氢氧化钠的稳定性，使得氢氧化钠与水泥混合后对水泥水化反应引发的效果稳定。
同时，再将水玻璃和混合物混合，由于锂渣具有较多的活性基团，水玻璃可一定程度上激活锂渣，激发剂和稳定剂的混合产物与水泥混合后，锂渣中的活性物质与水泥水化反应生成的氢氧化钙发生反应，生成水化硅酸钙，水化硅酸钙在水中解离，继续为水化反应提供硅离子，促进水泥的水化反应的进行，维持水泥中胶凝材料的生成速率，提高胶凝材料的强度。
此外，通过硅胶的加入，水泥在激发剂的激发下，通过水化反应生成水化凝胶，水化凝胶与硅胶结合，即在水化凝胶上引入球状结构，提高水化凝胶对水泥基材的连接稳定性，从而制得的胶凝材料的抗裂效果得到提升，改善了胶凝材料的强度。
优选的，所述水泥为经活化处理的水泥，所述活化处理包括以下步骤：取酸溶液，作为活化液；取水泥和活化液搅拌混合后，制得混合液，静置，对混合液进行抽滤，取出滤饼、洗涤、干燥，制得经活化处理的水泥。
通过采用上述技术方案，由于水泥分子内部结构的键能较大，因此化学活性较低，将水泥分子与酸溶液搅拌混合后，酸溶液中电离出活性离子与水泥分子发生反应，打破水泥原有的结构，使得水泥分子表面获得均匀且致密的孔隙，增大了水泥分子的比表面积，进而水泥分子与激发剂的接触面积得到提升，因此水泥在激发剂的激发下快速且均匀生成胶凝材料，保障了胶凝材料的强度。
同时，对水泥进行酸活化，破坏水泥中硅氧/铝氧键，形成新的活性键，不仅在一定程度上提高了水泥分子中活性物质的溶出速率，还提高了水泥中活性成分的水分散效果，从而水泥与激发剂混合后，提高了水泥发生水化反应的速度，保障生成的胶凝材料获得均匀的强度。
优选的，所述酸溶液包括柠檬酸和甲酸，所述甲酸与柠檬酸之间的质量比为1：0.5-2。
通过采用上述技术方案，由于有机酸中具有多个配位基团，有机酸与水泥混合后发生亲核取代反应，使得水泥分子表面生成一些孔隙，同时提高了水泥活性成分的溶出速率，改善了水泥在激发剂的激发下生成胶凝材料的速率。有机酸活化水泥，使得水泥中原有的硅氧/铝氧结构发生破坏，形成新的氢键以及桥键，进一步提高了水泥生成胶凝材料的速度，即提高生成的胶凝材料的强度。
优选的，所述水泥与活化液之间的质量比为1：10-30。
通过采用上述技术方案，调整水泥与活化液之间的配比，使得水泥可充分被活化液浸润，水泥中活性成分溶出的速率稳定，即保障水泥生成水化凝胶的速率，同时控制活化反应的时间，在较短的时间内提高水泥的活性，节约时间以及人工成本。
优选的，所述减水剂包括聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
通过采用上述技术方案，在水泥中加入减水剂，使得水泥的分散性有所提升，减少水泥水化反应所需的水，进而生成的胶凝物质的强度得到一定的提升。同时由于减水剂的加入，改善了锂渣在水泥中的分散效果，进而锂渣均匀溶出并向水泥提供硅、铝离子，保障水泥中水化反应的进行程度，保障胶凝物质生成的均匀性，即降低胶凝材料强度变化起伏较大的可能性，因此胶凝材料获得较为均匀的强度。
第二方面，本申请提供一种水泥基复合碱激发胶凝材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种水泥基复合碱激发胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：S1、取氢氧化钠与稳定剂搅拌混合，制得碱混合物；S2、取配方中的水泥、水、减水剂、水玻璃和步骤S1中的碱混合物，搅拌混合，制得混合物料，温度处理，制得胶凝材料。
通过采用上述技术方案，先将氢氧化钠与锂渣和硅胶混合，延缓氢氧化钠潮解的速率，再与水玻璃混合，使得氢氧化钠在水玻璃中均匀解离，进而氢氧化钠可对水泥进行均匀地激发，较为均匀地生成胶凝材料，降低了部分胶凝材料密集、部分胶凝材料稀疏的可能性，保障胶凝材料获得稳定的强度。
优选的，温度处理包括以下步骤：S21、升温处理：控制温度为20℃-40℃；S22、冻融处理：控制温度为-20℃-0℃，持续10-12h，再调整温度为20℃-30℃，持续10-12h。
通过采用上述技术方案，先对混合物料进行升温处理，进而混合物料中的水玻璃的粘度降低，使得水玻璃在混合物料中的分散效果得到提升，进而水玻璃在混合物料中均匀提供OH，使得水泥中水化反应更加均匀，胶凝材料获得较为均匀的强度。同时，在升温条件下，使得经水化反应生成的水化凝胶发生接枝反应，获得三维网状且呈发散状的水化凝胶，提高了水化凝胶对水泥中基材的连接效果，进一步提高胶凝材料的强度。
再通过对混合物料进行冷冻-解冻的过程，在低温环境下，混合物料中颗粒之间的连接方式由水凝胶连接转变为冰凝胶粘结，使得混合物料之间的孔隙率降低，相当于进行了压密处理，增大了混合物料的密度，改善了胶凝材料的强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用氢氧化钠和水玻璃复配制备激发剂，氢氧化钠与水玻璃复配后，在水玻璃中解离生成OH-，与水泥搅拌混合后，激发水泥中的活性成分发生火山灰反应，生成水化凝胶。由于OH-均匀分散于水玻璃中，无需单独研磨氢氧化钠与水泥，使得OH-可均匀引发水泥发生水化反应生成胶凝材料。
同时，水玻璃在水泥中溶出OH-的速率较为缓慢，通过OH-对水玻璃进行催化，调整了水玻璃的模量，使得水玻璃溶出活性成分速率加快，当氢氧化钠中的OH-消耗至一定程度后，水玻璃中溶出OH-的速率得到一定程度的提升，保障OH-在水泥中的浓度，使得水泥稳定且均匀生成水化凝胶，因此制得的胶凝材料获得了强度较佳的效果。
2、本申请中优选采用硅胶和锂渣作为稳定剂控制胶凝反应的速率，由于硅胶和锂渣表面均具有较多的孔隙，延缓氢氧化钠的潮解速率，保障氢氧化钠的稳定性，使得氢氧化钠可均匀激发水泥发生水化反应，保障水泥中匀速发生水化反应，进而获得均匀的胶凝材料。
同时，硅胶可与水化反应生成的水化凝胶交联，进而水化凝胶对水泥中基材的连接效果得到提升，进一步改善了胶凝材料的强度。此外，锂渣在OH-的激发下，表面聚集有较多的活性基团，稳定溶出硅、铝等离子，保障水泥中水化反应的持续性，因此制得的胶凝材料获得了均匀且稳定的强度效果。
3、本申请的方法，通过对混凝土进行温度处理，升温处理使得水玻璃的粘度降低，改善了水玻璃在水泥中的分散效果，进而在水泥中均匀地提供活性组分，使得水泥中水化反应的发生较为均匀，进而生成的胶凝材料获得较为均匀的强度。同时，对混合物料进行冷冻-融化处理，使得混合物料中物料结合的方式由水凝胶连接转变为冰凝胶粘结，降低了混合物料的孔隙率，提高了胶凝材料的密度，因此制得的胶凝材料获得了较佳的强度效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：
仪器：济南中路昌试验机制造有限公司YAW-300E型全自动抗折抗压试验机、郑州希欧仪器设备有限公司XU8553型抗裂性试验机、上海荣计达仪器科技有限公司XJS-50D型数显式水泥冲击试验机、北京福意电器有限公司FYL-YS-430L型低温箱、济南泰医生物技术有限公司DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱。
药品：郑州市金水区荣威化工产品公司货号为3569的聚羧酸减水剂、江苏得加拓达建材有限公司货号为6233的萘系高效减水剂、山东创利新材料有限公司货号为01的甲醇钠、山东顾诚化工科技有限公司货号为14655的模量为1.5的水玻璃、吸水剂为济南德闻化工有限公司货号为865222型无水氯化钙、成都蓝鲸科技有限公司货号为190215型柠檬酸、山东初鑫化工有限公司cx087型甲酸、山东战泽生物科技有限公司货号为564912的硅胶、合肥砾金科技有限公司货号为bsn的硅酸盐水泥。
制备例
激发剂制备例
制备例1
分别称量10kg氢氧化钠和5kg水玻璃，制得激发剂1。
制备例2
分别称量10kg氢氧化钠和10kg水玻璃，制备激发剂2。
制备例3
分别称量10kg氢氧化钠和20kg水玻璃，制备激发剂3。
稳定剂制备例
制备例4
分别称量5kg锂渣和0.5kg硅胶，搅拌混合，制备稳定剂1。
制备例5
分别称量5kg锂渣和1kg硅胶，搅拌混合，制备稳定剂2。
制备例6
分别称量5kg锂渣和2.5kg硅胶，搅拌混合，制备稳定剂3。
活化液制备例
制备例7
分别称量10kg甲酸和5kg柠檬酸，搅拌混合后，制备活化液1。
制备例8
分别称量10kg甲酸和10kg柠檬酸，搅拌混合后，制备活化液2。
制备例9
分别称量10kg甲酸和20kg柠檬酸，搅拌混合后，制备活化液3。
实施例
实施例1-4
分别称量水泥、激发剂1、聚羧酸减水剂、稳定剂1和水，先将激发剂中的氢氧化钠和稳定剂搅拌混合，制得碱混合物；再将配方中的水泥、减水剂、水、碱混合物和水玻璃，搅拌混合，制得混合物料；温度处理，制得胶凝材料1-4。温度处理包括以下步骤：调节温度为20℃，恒温搅拌2h，再将混合物料放置于低温处理箱中，于-20℃，冷冻处理10h，取出冷冻后的混合物料，调整温度为20℃，保持10h。水泥、激发剂1、聚羧酸减水剂、稳定剂1和水的具体质量见表1。
表1实施例1-4胶凝材料的组分
实施例5-6
与实施例3的区别在于：选用激发剂2-3，以代替实施例3中的激发剂1，制备胶凝材料5-6，其余制备条件与制备环境均与实施例3中相同。
实施例7-8
与实施例5的区别在于：选用稳定剂2-3，以代替实施例5中的稳定剂1，制备胶凝材料7-8，其余制备条件与制备环境均与实施例5相同。
实施例9
与实施例7的区别在于：对水泥进行活化处理，活化处理包括以下步骤：取10kg活化液1和1kg水泥，于200r/min下，搅拌混合，持续2h，制得混合液，静置处理4d，在静置处理的过程中，每2h进行一次持续10min的搅拌，对混合液进行抽滤，保留滤饼，采用去离子水冲洗滤饼，再将滤饼放置于30℃的烘干箱中，恒温干燥24h，制得经活化处理的水泥1，制备胶凝材料9，其余制备条件与制备环境均与实施例7相同。
实施例10
与实施例9的区别在于：20kg活化液1和1kg水泥，制备经活化处理的水泥2，制备胶凝材料10，其余制备条件与制备环境均与实施例9相同。
实施例11
与实施例9的区别在于：30kg活化液1和1kg水泥，制备经活化处理的水泥3，制备胶凝材料11，其余制备条件与制备环境均与实施例9相同。
实施例12-13
与实施例11的区别在于：分别取活化液2、活化液3，以代替实施例10中的活化液1，制备经活化处理的水泥4-5，制备胶凝材料12-13，其余制备条件与制备环境均与实施例11相同。
实施例14-15
与实施例12的区别在于：分别静置处理7d和28d，制备经活化处理的水泥6-7，制备胶凝材料14-15，其余制备条件与制备环境均与实施例12相同。
实施例16
与实施例14的区别在于：采用萘系减水剂，以代替实施例14中的聚羧酸减水剂，制备胶凝材料16，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
实施例17
与实施例14的区别在于：温度处理包括以下步骤：调节温度为30℃，恒温搅拌2h，再将混合物料放置于低温处理箱中，于-20℃，冷冻处理10h，取出冷冻后的混合物料，调整温度为20℃，保持10h。制备胶凝材料17，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
实施例18
与实施例14的区别在于：温度处理包括以下步骤：调节温度为40℃，恒温搅拌2h，再将混合物料放置于低温处理箱中，于-20℃，冷冻处理10h，取出冷冻后的混合物料，调整温度为20℃，保持10h。制备胶凝材料18，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
实施例19
与实施例14的区别在于：温度处理包括以下步骤：调节温度为20℃，恒温搅拌2h，再将混合物料放置于低温处理箱中，于-10℃，冷冻处理11h，取出冷冻后的混合物料，调整温度为20℃，保持10h。制备胶凝材料19，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
实施例20
与实施例14的区别在于：温度处理包括以下步骤：调节温度为20℃，恒温搅拌2h，再将混合物料放置于低温处理箱中，于0℃，冷冻处理12h，取出冷冻后的混合物料，调整温度为20℃，保持10h。制备胶凝材料20，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
性能检测试验
（1）抗压性能检测：按《GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行试验，按质量比1：3取水泥和标准砂，以0.5的水灰比拌和制备一组胶砂，并在标准养护条件下，养护28d，胶砂试块规格40mm×40mm×40mm，记录抗压强度。
（2）抗折强度检测：采用抗折机对规格为40mm×40mm×160mm的试块进行检测，将试块放置于抗折机上，距离两端面50mm处作为试块的支座点，试块的三点位置为加载点，均匀连续向试块施加荷载，控制加载速度在0.08 MPa/s，直至试块破坏，记录荷载强度。
（3）抗裂性能测试：制备600mm×400mm×100mm的平板试模，用弯起的波浪形应力约束条提供约束。将胶砂涂覆于试模中，振动1min，抹平表面，移入观测室，观测室温度为24～26℃，相对湿度为60%～70%，将试模放好后用电风扇吹表面，风速为8m/s，连续吹24h，记录初裂时间并评价抗裂等级。
（4）抗冲击强度测试：按《GB/T 15231.5-1994玻璃纤维增强水泥性能试验方法》对养护后的胶砂试块的抗冲击性能进行检测，记录胶砂试块的初裂冲击次数。
表2实施例1-20性能检测
对比例
对比例1
与实施例14的区别在于：采用甲醇钠，以代替实施例14中的激发剂，制备胶凝材料21，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例2
与实施例14的区别在于：采用碳酸钠，以代替实施例14中的激发剂，制备胶凝材料22，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例3
与实施例14的区别在于：单纯采用氢氧化钠制备激发剂，以代替实施例14中的激发剂，制备胶凝材料23，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例4
与实施例14的区别在于：采用不添加稳定剂，制备胶凝材料24，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例5
与实施例14的区别在于：采用市售吸水剂，以代替实施例14中的稳定剂，制备胶凝材料25，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例6
与实施例14的区别在于：采用不对混合物料进行温度处理，制备胶凝材料26，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例7
与实施例14的区别在于：仅对混合物料进行升温处理，制备胶凝材料27，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
对比例8
与实施例14的区别在于：仅对混合物料进行冻融处理，制备胶凝材料28，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。
性能检测试验
（1）抗压性能检测：按《GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行试验，按质量比1：3取水泥和标准砂，以0.5的水灰比拌和制备一组胶砂，并在标准养护条件下，养护28d，胶砂试块规格40mm×40mm×40mm，记录抗压强度。
（2）抗折强度检测：采用抗折机对规格为40mm×40mm×160mm的试块进行检测，将试块放置于抗折机上，距离两端面50mm处作为试块的支座点，试块的三点位置为加载点，均匀连续向试块施加荷载，控制加载速度在0.08 MPa/s，直至试块破坏，记录荷载强度。
（3）抗裂性能测试：制备600mm×400mm×100mm的平板试模，用弯起的波浪形应力约束条提供约束。将胶砂涂覆于试模中，振动1min，抹平表面，移入观测室，观测室温度为24～26℃，相对湿度为60%～70%，将试模放好后用电风扇吹表面，风速为8m/s，连续吹24h，记录初裂时间并评价抗裂等级。
（4）抗冲击强度测试：按《GB/T 15231.5-1994玻璃纤维增强水泥性能试验方法》对养护后的胶砂试块的抗冲击性能进行检测，记录胶砂试块的初裂冲击次数。
表3对比例1-5性能检测
结合表2和表3性能检测对比可以发现：
（1）结合实施例1-3、实施例4和对比例1-2对比可以发现：实施例1-3中制得的胶凝材料的抗压强度以及抗折强度有所提升，说明本申请采用在水泥中添加激发剂和稳定剂，通过激发剂和稳定剂的复配，使得激发剂的稳定性得到提升，保障激发剂对水泥稳定进行激发，进而水泥稳定生成水化凝胶，降低了激发剂和水泥混合过程中与水泥发生局部反应的可能性，改善了水泥胶凝材料中水化凝胶分散的均匀性，提高了胶凝材料的强度。
结合表2和表3可以看出，实施例3中制得的胶凝材料的抗压强度以及抗冲击强度最佳，这说明此时胶砂材料中的各组分比例较为合适。
（2）结合实施例3、实施例5-6和对比例3对比可以发现：实施例5-6中制得的胶凝材料的抗压强度和抗折强度有所提升，这说明本申请采用在水泥中添加氢氧化钠和水玻璃，通过水玻璃与氢氧化钠混合，使得氢氧化钠在水玻璃中发生解离，与水泥混合的过程中，使得OH-可均匀激发水泥发生水化反应，保障胶凝材料获得均匀的强度。同时水玻璃在OH-的催化下降低模量，进而稳定为水泥激发提供活性基团，改善了胶凝材料中水化凝胶的生成量，即改善了胶凝材料的强度。
结合表2和表3可以看出，实施例5中制得的胶凝材料的抗压强度以及抗折强度最佳，这说明此时激发剂中的各组分比例较为合适。
（3）结合实施例3、实施例7-8和对比例4-5对比可以发现：实施例7-8中制得的胶凝材料的抗压强度和抗裂效果有所提升，这说明本申请采用硅胶和锂渣作为稳定剂，通过硅胶和锂渣表面具有较多的孔隙，延缓氢氧化钠潮解的速率，保障氢氧化钠的稳定性，即保障激发剂的活性，进而稳定激发水泥的水化反应，保障胶凝材料的生成。同时硅胶为水化凝胶增加了球状结构，使得水化凝胶对水泥中基材的连接效果增强，改善了胶凝材料的抗裂效果和抗压强度。
结合表2和表3可以看出，实施例7中制得的胶凝材料的抗压强度以及抗裂效果最佳，这说明此时稳定剂中的各组分比例较为合适。
（4）结合实施例3和实施例9-11对比可以发现：实施例9-11中制得的胶凝材料的抗压强度、抗裂效果和抗冲击强度均有显著提升，这说明本申请采用对水泥进行活化处理，通过将水泥粉末分散于活化液中，活化液破坏水泥原有的结构，形成新的活性键，改善了水泥的表现积以及表面活性，进而与激发剂混合后，激发剂与水泥的接触面积增大，增加了水化凝胶的生成数量，因此改善了胶凝材料的强度。
结合表2可以看出，实施例11中制得的胶凝材料的抗压强度、抗裂效果和抗冲击强度最佳，这说明此时水泥与活化液的配比较为合适。
（5）结合实施例10和实施例12-13对比可以发现：实施例12-13中制得的胶凝材料的抗压强度和抗折强度均有所提升，这说明本申请采用柠檬酸和甲酸对水泥进行活化，通过柠檬酸和甲酸进行复配，控制活化液对水泥的活化速率，使得水泥分子表面形成较为均匀的孔隙，同时控制活性成分溶出水泥的速率，使得后续水泥与激发剂混合后，可快速且稳定地生成水化凝胶，保障生成的水化凝胶的强度均匀，从而改善了胶凝材料的抗压强度和抗折强度。
结合表2可以看出，实施例11中制得的胶凝材料的抗压强度和抗折强度最佳，这说明此时活化液中各组分的比例较为合适。
（6）结合实施例12和实施例14-15对比可以发现：实施例14-15中制得的胶凝材料的抗压强度和抗裂效果均有所提升，这说明本申请通过调整活化处理的时间，提高了水泥中活性物质的溶出量，再与激发剂混合后，通过水化反应生成的水化凝胶的量得到提升，进而提高了水化凝胶对水泥中的基材连接效果，从而胶凝材料获得了较佳的密度，改善了胶凝材料的抗压强度和抗裂效果。
结合表2可以看出，实施例14中制得的胶凝材料的抗压强度和抗裂效果最佳，这说明此时活化处理的时间较为合适。
（7）结合实施例14和实施例16对比可以发现：实施例14中制得的胶凝材料的抗压强度以及抗冲击强度较佳，这说明本申请采用聚羧酸减水剂，有效改善了胶凝材料中各组分之间的拌和性能，改善了激发剂和稳定剂在胶凝材料中的分散效果，从而提高了水化反应的程度，改善了胶凝材料的抗压强度以及抗冲击强度。
（8）结合实施例14、实施例17-18和对比例6和8对比可以发现：实施例17-18中制得的胶凝材料的抗压强度和抗裂效果均有所降低，这说明本申请调整温度处理的温度，通过调整混合物料的温度，使得水玻璃与水泥在水化反应的过程中生成了非晶质的凝胶，效果增加了水泥中水化凝胶的粘结效果，提高了水化凝胶对水泥基材的连接效果，改善了胶凝材料的抗压强度和抗裂效果。
结合表2和表3可以看出，实施例14中制得的胶凝材料的抗压强度和抗裂效果最佳，这说明此时活化反应的温度较为合适。
（9）结合实施例14、实施例19-20和对比例6和7对比可以发现：实施例19-20、对比例6-7中制得的胶凝材料的抗压强度和抗冲击强度均有所降低，这说明本申请调整冻融处理的温度，通过调整冻融处理的温度，水泥基材之间的连接方式由水凝胶连接转变为冰凝胶粘结，降低了水泥基材之间的孔隙率，相当于对水泥进行压密处理，提高了胶凝材料的密度，进而改善了胶凝材料的抗压强度和抗冲击强度。
结合表2和表3可以看出，实施例14中制得的胶凝材料的抗压强度和抗冲击强度最佳，这说明此时冻融反应的温度较为合适。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份物质：40-60份水泥、10-20份激发剂、1-2份减水剂、5-10份稳定剂和20-30份水，所述激发剂包括氢氧化钠和水玻璃，所述氢氧化钠和水玻璃的质量比为1：0.5-2。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于：所述稳定剂包括硅胶和锂渣，所述硅胶和锂渣的比例为1-5：10。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于，所述水泥为经活化处理的水泥，所述活化处理包括以下步骤：取酸溶液，作为活化液；取水泥和活化液搅拌混合，制得混合液，对混合液进行抽滤，取出滤饼、洗涤、干燥，制得经活化处理的水泥。
4.根据权利要求3所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于：所述酸溶液包括柠檬酸和甲酸，所述甲酸与柠檬酸之间的质量比为1：0.5-2。
5.根据权利要求3所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于：所述水泥与活化液之间的质量比为1：10-30。
6.根据权利要求1所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
7.权利要求1所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取氢氧化钠与稳定剂搅拌混合，制得碱混合物；
S2、取配方中的水泥、水、减水剂、水玻璃和步骤S1中的碱混合物，搅拌混合，制得混合物料，温度处理，制得胶凝材料。
8.根据权利要求7所述的一种水泥基复合碱激发胶凝材料的制备方法，其特征在于，温度处理包括以下步骤：
S21、升温处理：控制温度为20℃-40℃；
S22、冻融处理：控制温度为-20℃-0℃，持续10-12h，再调整温度为20℃-30℃，持续10-12h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211119 |