一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆及其制备方法

本发明涉及低碳砂浆制备，具体为一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆及其制备方法。

背景技术：

1、水泥及其胶凝材料被广泛运用于基础设施、房屋建筑等各大工程领域中，但生产一吨水泥会产生0.8～0.9吨左右的co2，不仅消耗了大量的资源，同时也产生了大量的温室气体，不利于环境保护。

2、近些年来，地聚合物等低碳无水泥胶凝材料引起了大量专家学者的关注。地聚物是指由硅铝酸盐在碱性介质中反应而形成的碱活化的半结晶硅铝酸盐，其中具有活性的硅铝酸盐都能通过碱性介质成为地聚物。目前，主要研究的地聚物为粉煤灰、矿渣等工业副产品。现有技术通常采用粉煤灰与矿渣在碱激发剂的作用下得到胶凝材料，然而利用该胶凝材料制备得到的砂浆存在抗折强度差的问题。此外，随着煤矿和火力发电等产业逐渐转型，粉煤灰等工业副产品来源逐渐减少，因此，需要寻找一种能够代替粉煤灰，并且能够提高砂浆抗折强度的胶凝材料。

3、玻璃钢由于其具有轻质高强、耐腐蚀性好等特点，被广泛运用于基础设施、风力发电等领域。然而，由于其使用寿命短以及制造过程中产生的大量边角料等，给社会造成巨大的固废处理压力，造成的环境污染和资源浪费已引起了严重的环境、社会与经济问题，然而传统的焚烧或填埋等处理方法给环境带来了巨大的污染。

4、因此，需要一种既能够对玻璃钢回收再利用，同时还能够提高砂浆抗折强度的复合材料。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中采用粉煤灰和矿渣得到的碱性胶凝材料制备的砂浆抗折性能不好的问题，本发明提供了一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆及其制备方法。

2、本发明通过将再生玻璃钢粉末与矿渣混合，在碱激发剂的作用下发生缩聚反应得到胶凝材料，不仅能够有效提高砂浆的抗折强度，同时还能够解决玻璃钢废料的回收再利用，解决了玻璃钢回收带来的固废处理难题，相比于水泥基材料更加绿色和低碳。

3、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

4、本发明第一方面提供了一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆是由再生玻璃钢粉末、矿渣和骨料混合，再加入碱激发剂，使碱激发剂与再生玻璃钢粉末、矿渣发生缩聚反应形成胶凝材料；

5、所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，按照质量百分数计，是由以下原料制成：再生玻璃钢粉末8～26％；矿渣8～26％；碱激发剂18％，骨料48％。

6、在另一个优选实施例中，所述再生玻璃钢粉末的制备方法如下：

7、将玻璃钢废料粉碎，筛分，得到所述再生玻璃钢粉末。

8、其中，再生玻璃钢粉末其主要成份为二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙等组成，具有一定的火山灰活性，是一种较为优质的硅铝酸盐，通过与碱激发剂进行反应，能溶解缩聚产生c-(a)-s-h和n-(a)-s-h等凝胶，可作为低碳无水泥胶凝材料。并且再生玻璃钢粉末能够在砂浆内部起到桥接作用，进而有效阻碍了砂浆内部的裂缝生产和扩展，进而提高了砂浆的抗折强度。

9、在另一个优选实施例中，所述筛分后的再生玻璃钢粉末的粒径占比如下：

10、过100μm孔径筛网的再生玻璃钢粉末的质量占比为≥95％；

11、过50μm孔径筛网的再生玻璃钢粉末的质量占比为≥75％；

12、过1μm孔径筛网的再生玻璃钢粉末的质量占比为≥25％。

13、在另一个优选实施例中，所述碱激发剂为氢氧化钠溶液和硅酸钠溶液。

14、在另一个优选实施例中，所述氢氧化钠溶液与硅酸钠溶液的质量比为6～9:9～12。

15、在另一个优选实施例中，所述氢氧化钠溶液的浓度为4～14mol/l；该浓度下能够加速sio2、cao、al2o3等物质的晶体结构的解聚过程，从而加速缩聚反应的进行，缩短c-(a)-s-h等凝胶的生成时间，并进一步地提高凝胶生成量，提高砂浆强度。

16、所述硅酸钠溶液的模数为3.3，固体量为35.5％，所述硅酸钠溶液中na2o、sio2和h2o的质量比为8.83：26.98：64.19。

17、在另一个优选实施例中，所述矿渣为500～800目的矿渣；所述矿渣为s95矿渣粉，s95矿渣粉满足规范《gb/t18046-2017》的要求。

18、在另一个优选实施例中，所述骨料为80～160目的骨料，所述骨料为石英砂。

19、本发明第二方面提供了一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆的制备方法，所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆为本发明第一方面提供的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，包括以下步骤：

20、按照本发明第一方面中的质量百分数称取各原料；

21、将氢氧化钠配置成氢氧化纳溶液，氢氧化钠溶液与硅酸钠溶液混合，得到碱激发剂；

22、将再生玻璃钢粉末和矿渣粉先进行干混2～3min，再与骨料混合干混2～3min，得到混合料；

23、将碱激发剂与混合料混合搅拌，得到所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、(1)本发明制备的再生玻璃钢粉末低碳砂浆与粉煤灰基砂浆相比，其7d的抗折强度高出53％，28的抗折强度高出18％，有效提高了砂浆的抗折强度。并且胶凝材料采用的是再生玻璃钢粉末，对玻璃钢废料进行了充分利用，极大程度地提高了玻璃钢废料的回收效率，减少了传统玻璃钢废料回收方法，实现了玻璃钢废料的资源化利用。

26、(2)本发明以再生玻璃钢粉末、矿渣为主要胶凝材料，石英砂为骨料，结合碱激发剂制备的低碳砂浆，28d强度能达到40mpa以上，是一种更加绿色、低碳的建筑材料。

27、(3)本发明的制备工艺流程简单，成本较低，碳排放量低，性能较好，可有效的节约资源和能源，具有极高的经济效益和社会效益。

技术特征：

1.一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆是由再生玻璃钢粉末、矿渣和骨料混合，再加入碱激发剂，使碱激发剂与再生玻璃钢粉末、矿渣发生缩聚反应形成胶凝材料；

2.根据权利要求1所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述再生玻璃钢粉末的制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述筛分后的再生玻璃钢粉末的粒径占比如下：

4.根据权利要求1所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述碱激发剂为氢氧化钠溶液和硅酸钠溶液。

5.根据权利要求4所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述氢氧化钠溶液与硅酸钠溶液的质量比为6～9:9～12。

6.根据权利要求5所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为4～14mol/l；所述硅酸钠溶液的模数为3.3。

7.根据权利要求1所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述矿渣为500～800目的矿渣。

8.根据权利要求1所述的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，其特征在于，所述骨料为80～160目的骨料。

9.一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种再生玻璃钢粉末基低碳砂浆及其制备方法，涉及低碳砂浆制备技术领域。所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆是由再生玻璃钢粉末、矿渣和骨料混合，再加入碱激发剂，使碱激发剂与再生玻璃钢粉末、矿渣发生缩聚反应形成胶凝材料；所述再生玻璃钢粉末基低碳砂浆，按照质量百分数计，是由以下原料制成：再生玻璃钢粉末8～26％、矿渣8～26％、碱激发剂18％、骨料48％。本发明中的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆能够充分利用玻璃钢废料，并且得到的再生玻璃钢粉末基低碳砂浆7d的抗折强度相比于粉煤灰基低碳砂浆提高了50％，有效提高了砂浆的抗折强度，同时还降低了碳排放量，并且28d强度能达到40Mpa以上。技术研发人员：辛勤,牛麒龙,陆士雄受保护的技术使用者：河北大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2