一種低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法。其步驟是先將高嶺土與一定比例的插層劑進(jìn)行插層反應(yīng)，然后在一定溫度下烘干后放入馬弗爐中在300～400℃進(jìn)行低溫煅燒，充分煅燒后冷卻并研磨過篩，然后與一定比例的堿激發(fā)劑反應(yīng)制得堿激發(fā)膠凝材料。本發(fā)明工藝簡單，技術(shù)成熟，生產(chǎn)能耗低，產(chǎn)品具有耐腐蝕、耐高溫、耐久性好、干燥收縮低、早期強(qiáng)度高和優(yōu)異的力學(xué)性能等特點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保型膠凝材料，在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及堿激發(fā)膠凝材料領(lǐng)域，具體是一種以高嶺土為原料，經(jīng)插層，低溫煅燒后在堿激發(fā)條件下制備膠凝材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煅燒高嶺土基堿激發(fā)膠凝材料是指利用活性低鈣S1-Al質(zhì)材料與高堿性溶液反應(yīng)制備出的一種結(jié)構(gòu)上具有空間三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)S1-Al質(zhì)膠凝材料，該材料制備工藝簡單，生產(chǎn)能耗低且制備過程中二氧化碳排放量少，是一種綠色環(huán)保型膠凝材料，具有耐腐蝕、耐高溫、耐久性好、干燥收縮低、早期強(qiáng)度高和優(yōu)異的力學(xué)性能等特點(diǎn)，在汽車及航空工業(yè)、土木工程、交通及快速搶修、封堵核廢料及重金屬固化等方面，具有廣闊的應(yīng)用前景，已成為堿激發(fā)膠凝材料研究的焦點(diǎn)。
[0003]目前，以高嶺土為原料制備堿激發(fā)膠凝材料的方法主要是通過高溫煅燒的方法，將高嶺土脫除羥基水制得偏高嶺土，然后與水玻璃、氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿激發(fā)劑在水中反應(yīng)制得膠凝材料，如專利CN200710003404.6、CN201310047638.6和CN200710052158.3，以及2010年第二期《非金屬礦》中發(fā)表文章“高嶺土基礦物聚合物材料的制備及抗壓強(qiáng)度的影響因素”、2008年第十一期《材料導(dǎo)報(bào)》中發(fā)表文章“煤系高嶺土制備土聚水泥的正交優(yōu)化設(shè)計(jì)”和2007年第三期《非金屬礦》中發(fā)表文章“煅燒制度對偏高嶺土膠凝活性的影響”。上述方法皆在較高溫度(大于600°C )條件下煅燒高嶺土制得偏高嶺土，然后與堿激發(fā)劑反應(yīng)制得膠凝材料。這類方法能耗較大，對生產(chǎn)設(shè)備要求較高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種在低溫條件下煅燒插層高嶺土，然后與堿激發(fā)劑反應(yīng)制備堿激發(fā)膠凝材料的方法。本發(fā)明的特征在于，以高嶺土為原料，先將高嶺土與5~50%高嶺土重量的插層劑在高速混合機(jī)中混合攪拌10分鐘至4小時(shí)，混合過程中添加I~10%高嶺土和插層劑總重量的水，將所得混合物在80~110°C烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中低溫煅燒30分鐘~10小時(shí)后冷卻至室溫，再用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，然后將過篩后的煅燒插層高嶺土與堿激發(fā)劑和I~45%煅燒插層高嶺土重量的水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)I~10分鐘制得膠凝材料。
[0005]所述的高嶺土為煤系高嶺土或純高嶺土。
[0006]所述的插層劑為乙酸鉀、乙酸鈉、乙酸銨中的一種或兩種以上任何比例的混合物。
[0007]所述的低溫煅燒溫度為300~400°C。
[0008]所述的堿激發(fā)劑為波美度35~50，模數(shù)0.8~2.0的水玻璃(原模數(shù)為2.2~3.6，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀調(diào)節(jié)模數(shù))，堿激發(fā)劑添加量為煅燒插層高嶺土重量的10~50%。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)勢是以低溫煅燒插層高嶺土為原料，與堿激發(fā)劑反應(yīng)制備堿激發(fā)膠凝材料，大幅度降低了生產(chǎn)能耗和對生產(chǎn)設(shè)備的要求。【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:
[0011]將Ikg煤系高嶺土與50g乙酸鉀在高速混合機(jī)中混合攪拌10分鐘，混合過程中添加10.5g水，將所得混合物在80°C下烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中煅燒30分鐘，煅燒溫度為300°C，冷卻至室溫后用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，取500g過篩后的煅燒插層高嶺土與50g波美度為35，模數(shù)為0.8的水玻璃(原模數(shù)為2.2，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)模數(shù))和225g水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)I分鐘制得膠凝材料。
[0012]實(shí)施例2:
[0013]將Ikg純高嶺土與500g乙酸鉀在高速混合機(jī)中混合攪拌I小時(shí)，混合過程中添加150g水，將所得混合物在110°C下烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中煅燒10小時(shí)，煅燒溫度為350°C，冷卻至室溫后用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，取1000g過篩后的煅燒插層高嶺土與500g波美度為50，模數(shù)為2.0的水玻璃(原模數(shù)為3.6，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)模數(shù))和IOg水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)10分鐘制得膠凝材料。
[0014]實(shí)施例3:
[0015]將Ikg煤系高嶺土與300g乙酸鈉在高速混合機(jī)中混合攪拌4小時(shí)，混合過程中添加65g水，將所得混合物在100°C下烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中煅燒2小時(shí)，煅燒溫度為400°C，冷卻至室溫后用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，取1000g過篩后的煅燒插層高嶺土與300g波美度為40，模數(shù)為1.0的水玻璃(原模數(shù)為3.4，采用氫氧化鉀調(diào)節(jié)模數(shù))和200g水在 攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)3分鐘制得膠凝材料。
[0016]實(shí)施例4:
[0017]將Ikg純高嶺土與400g乙酸銨在高速混合機(jī)中混合攪拌3小時(shí)，混合過程中添加100g水，將所得混合物在105°C下烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中煅燒3小時(shí)，煅燒溫度為320°C，冷卻至室溫后用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，取1000g過篩后的煅燒插層高嶺土與200g波美度為35，模數(shù)為1.2的水玻璃(原模數(shù)為3.5，采用氫氧化鉀調(diào)節(jié)模數(shù))和220g水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)5分鐘制得膠凝材料。
[0018]實(shí)施例5:
[0019]將Ikg煤系高嶺土與150g乙酸鉀和150g乙酸銨在高速混合機(jī)中混合攪拌2小時(shí)，混合過程中添加120g水，將所得混合物在90°C下烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中煅燒2小時(shí)，煅燒溫度為350°C，冷卻至室溫后用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，取1000g過篩后的煅燒插層高嶺土與350g波美度為40，模數(shù)為1.4的水玻璃(原模數(shù)為
3.5，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)模數(shù))和180g水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)5分鐘制得膠凝材料。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法，其特征在于，以高嶺土為原料，先將高嶺土與5~50%高嶺土重量的插層劑在高速混合機(jī)中混合攪拌10分鐘至4小時(shí)，混合過程中添加I~10%高嶺土和插層劑總重量的水，將所得混合物在80~110°C烘干制得插層高嶺土，然后將插層高嶺土置于馬弗爐中低溫煅燒30分鐘~10小時(shí)后冷卻至室溫，再用球磨機(jī)磨成細(xì)粉并過100目篩，然后將過篩后的煅燒插層高嶺土與堿激發(fā)劑和I~45%煅燒插層高嶺土重量的水在攪拌機(jī)中攪拌反應(yīng)I~10分鐘制得膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法，其特征在于，所述的插層劑為乙酸鉀、乙酸鈉、乙酸銨中的一種或兩種以上任何比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法，其特征在于，所述的低溫煅燒溫度為300~400°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫煅燒插層高嶺土制備堿激發(fā)膠凝材料的方法，其特征在于，所述的堿激發(fā)劑為波美度35~50，模數(shù)0.8~2.0的水玻璃(原模數(shù)為2.2~3.6，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀調(diào)節(jié)模數(shù))，堿激發(fā)劑添加量為煅燒插層高嶺土重量的10~50%。
【文檔編號】C04B7/36GK103613296SQ201310646203
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】曾路, 曹丹陽, 徐延, 范春偉, 彭小芹, 蘭聰, 楊利剛 申請人:重慶大學(xué)