(21)申请号 202210672775 .8 (22)申请日 2022 .06 .13 (71)申请人 江南（中国） 地址 471311 河南省洛阳市伊川县彭婆镇 智沟村四组 (72)发明人 智程洋 智程程 智程琳 智广询 薛彦哥 智程龙 (74)专利代理机构 成都弘毅天承知识产权代理 有限公司 51230 专利代理师 贺迎迎 (51)Int .Cl . C04B 28/00(2006 .01) C04B 12/00(2006 .01) C04B 18/14 (2006 .01) (54)发明名称 一种硅铝基再生胶凝材料及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种硅铝基再生胶凝材料及 其制备方法；涉及硅铝基再生胶凝材料技术领 域；解决现有技术中的硅铝基再生胶凝材料早期 强度不够的问题；所述硅铝基再生胶凝材料由以 下组分制成：硅铝基胶40％‑50％，超高细矿渣粉 5‑15％，无害化二次铝灰渣粉20‑30％，添加剂 15‑25％；所述硅铝基再生胶凝材料早期强度较 高，且含碳量低，符合绿色胶凝材料的要求。 权利要求书2页 说明书7页 CN 114920506 A 2022.08.19 CN 114920506 A1 .一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，由以下组分制成： 2 .根据权利要求1所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，由以下组分制成： 3 .根据权利要求2所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，由以下组分制成： 4 .根据权利要求1所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，所述硅铝基胶凝材料 由以下重量份数组分组成： 5 .根据权利要求4所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，所述复合碱激发剂由 60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 6 .根据权利要求1所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，所述硅铝基胶的比表 面积为700m2 /kg。 7 .根据权利要求1所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，所述超高细矿渣粉的 比表面积为1200m2 /kg，活性指标为130％。 8 .根据权利要求1所述的一种硅铝基再生胶凝材料，其特征在于，所述无害化二次铝灰 渣粉的比表面积为400m2 /kg。 9 .根据权利要求1‑8任一项所述的一种硅铝基再生胶凝材料的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1)制备硅铝基胶 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114920506 A 2将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂，制备 得到硅铝基胶； (2)制备超高细矿渣粉 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉； (3)制备无害化二次铝灰渣粉 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉； (4)制备再生胶凝材料 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣粉和所述添 加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料。 10 .根据权利要求8所述的一种硅铝基再生胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述再 生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2 /kg。 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114920506 A 3一种硅铝基再生胶凝材料及其制备方法 技术领域 [0001] 本发明属于再生胶凝材料技术领域，具体涉及一种硅铝基再生胶凝材料及其制备 方法。 背景技术 [0002] 胶凝材料是在物理、化学作用下，由塑性浆体变成坚硬固体，并能胶结其他物料成 为一定强度的复合固体的物质。胶凝材料包括硅酸盐水泥、石灰、石膏及硅铝基再生胶凝材 料。 [0003] 尽管硅酸盐水泥在很大程度上塑造了现代建筑环境，但它也是大气中二氧化碳的 重要来源。据国际能源署的估计，仅水泥行业的碳排放量就占全球碳排放总量的7％左右。 这使水泥行业成为世界上第二大单一碳排放大户，仅次于钢铁行业。 [0004] 自2009年哥本哈根联合国气候变化会议召开以来，“低碳经济”一词更是被提上日 程，“低碳”的环保意义是人尽皆知，然而作为工程建设中不可或缺的建筑材料——预拌混 凝土，“低碳胶凝材料”的出现将对其未来的发展之路可谓是“一片春天”。低碳胶凝材料技 术，是通过改造胶凝材料的生产工艺，从而降低胶凝材料在生产和使用中的碳排放量。低碳 胶凝材料技术可以实现碳排放量减少50％以上，并且产出的胶凝材料，质量高、寿命长。 [0005] 如何开发低碳的胶凝材料已经成为本领域亟待解决的问题。硅铝基再生胶凝材料 是采用天然矿物或固体废弃物及人工硅铝化合物为原料，制备的硅氧四面体与铝氧四面体 三维网络聚合胶凝体，具有优良的耐久性，其生产工艺废物利用，对固体废弃物进行了再生 利用，因此释放的碳含量较少，满足低碳胶凝材料的要求。 [0006] 但现有技术中的硅铝基再生胶凝材料的早期强度比较低，还存在进一步改进的空 间。 发明内容 [0007] 针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种硅铝基再生胶凝材料及其制 备方法。 [0008] 本发明采用的技术方案如下： [0009] 首先，本发明提供了一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制 成： [0010] [0011] 工作原理：硅铝基胶凝材料(地聚合物)是由含有大量A l2O3和SiO2的铝硅质材料 在高碱激发剂的作用下制得的硅氧四面体与铝氧四面体三维网络聚合凝胶体。矿渣粉是粒 说　明　书 1/7 页 4 CN 114920506 A 4化高炉矿渣粉的简称，是从炼铁高炉中排出的，以硅酸盐和铝硅酸盐为主要成分的熔融物， 经淬冷成粒，形成以玻璃体为矿粉主要成分的颗粒，具有潜在的胶凝性。无害化二次铝灰渣 粉是二次铝灰渣粉经过无害化处理后得到的高铝无机材料。以上技术方案中，将硅铝基胶、 超高细矿渣粉、无害化二次铝灰渣粉相结合，配合常用的水泥添加剂，制得硅铝基再生胶凝 材料，该硅铝基再生胶凝材料早期强度高，耐久性好，且符合低碳胶凝材料的要求。 [0012] 需要说明的是，二次铝灰无害化处理的过程属于现有技术，可以参见专利申请文 件CN201910938317 .2，其中公开了一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法，其中，将二次 铝灰加入脱氟剂以及重金属脱除剂后进行粉磨均化，随后进行高温焙烧，焙烧后得到的熟 料为高铝无机材料。但该专利申请文件并没有关注到无害化二次铝灰渣粉在硅铝基再生胶 凝材料中的应用。 [0013] 进一步，所述硅铝基再生胶凝材料由以下组分制成： [0014] [0015] [0016] 进一步，所述硅铝基再生胶凝材料由以下组分制成： [0017] [0018] 进一步，其中，所述硅铝基胶由以下组分制成： [0019] [0020] 进一步，其中，所述复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0021] 进一步，所述硅铝基胶的比表面积为700m2 /kg。 [0022] 进一步，所述超高细矿渣粉的比表面积为1200m2 /kg，活性指标为130％。 [0023] 进一步，所述无害化二次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg， [0024] 另外，本发明还提供了一种硅铝基再生胶凝材料的制备方法。所述制备方法包括 以下步骤： [0025] (1)制备硅铝基胶 [0026] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶； 说　明　书 2/7 页 5 CN 114920506 A 5[0027] (2)制备超高细矿渣粉 [0028] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉； [0029] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0030] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉； [0031] (4)制备再生胶凝材料 [0032] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣粉和所 述添加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料。 [0033] 进一步，步骤(3)中，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2 /kg。 [0034] 相较于现有技术，本发明的有益效果是： [0035] (1)所述硅铝基再生胶凝材料含有所述硅铝基胶，使得所述硅铝基再生胶凝材料 早期强度较高，且相比于普通硅酸盐水泥具有优异的耐久性； [0036] (2)所述硅铝基再生胶凝材料含有所述硅铝基胶，由于所述硅铝基胶由所述矿粉、 混凝土粉和所述红砖粉等固体废弃物回收处理得到，使得所述硅铝基再生胶凝材料含碳量 低，符合绿色胶凝材料的要求； [0037] (3)所述硅铝基再生胶凝材料含有所述超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉也有助 于提高所述硅铝基再生胶凝材料早期强度； [0038] (4)所述硅铝基再生胶凝材料含有所述无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二次铝 灰渣粉有助于提高所述硅铝基再生胶凝材料的早期强度，也有助于废物利用，减少环境污 染。 具体实施方式 [0039] 以下示出实施例更详细地说明本发明。本发明不限于以下的实施例。 [0040] 实施例1 [0041] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： [0042] [0043] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉35％，混凝土粉25％，红砖粉25％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0044] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0045] 具体制备方法包括以下步骤： [0046] (1)制备硅铝基胶 [0047] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0048] (2)制备超高细矿渣粉 说　明　书 3/7 页 6 CN 114920506 A 6[0049] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉的比表面 积为1200m2 /kg，活性指标为130％； [0050] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0051] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0052] (4)制备再生胶凝材料 [0053] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣粉和所 述添加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2/ kg。 [0054] 实施例2 [0055] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： [0056] [0057] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉35％，混凝土粉25％，红砖粉25％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0058] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0059] 具体制备方法包括以下步骤： [0060] (1)制备硅铝基胶 [0061] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0062] (2)制备超高细矿渣粉 [0063] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉的比表面 积为1200m2 /kg，活性指标为130％； [0064] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0065] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0066] (4)制备再生胶凝材料 [0067] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉和所述添加剂混合均匀，得到所 述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2 /kg。 [0068] 实施例3 [0069] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： 说　明　书 4/7 页 7 CN 114920506 A 7[0070] [0071] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉35％，混凝土粉25％，红砖粉25％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0072] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0073] 具体制备方法包括以下步骤： [0074] (1)制备硅铝基胶 [0075] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶凝材料，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0076] (2)制备超高细矿渣粉 [0077] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉的比表面 积为1200m2 /kg，活性指标为130％； [0078] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0079] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0080] (4)制备再生胶凝材料 [0081] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣粉和所 述添加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2/ kg。 [0082] 对比例1 [0083] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： [0084] 硅铝基胶 55％， [0085] 无害化二次铝灰渣粉 25％， [0086] 添加剂 20％。 [0087] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉35％，混凝土粉25％，红砖粉25％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0088] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0089] 具体制备方法包括以下步骤： [0090] (1)制备硅铝基胶 [0091] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0092] (2)制备无害化二次铝灰渣粉 [0093] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 说　明　书 5/7 页 8 CN 114920506 A 8次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0094] (3)制备再生胶凝材料 [0095] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述无害化二次铝灰渣粉和所述添加剂混合均匀， 得到所述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑700m2 /kg。 [0096] 对比例2 [0097] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： [0098] [0099] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉35％，混凝土粉25％，红砖粉25％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 [0100] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0101] 具体制备方法包括以下步骤： [0102] (1)制备硅铝基胶 [0103] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0104] (2)制备超高细矿渣粉 [0105] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉的比表面 积为1200m2 /kg，活性指标为130％； [0106] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0107] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0108] (4)制备再生胶凝材料 [0109] 将规定比例的所述硅铝基胶凝材料、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣 粉和所述添加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑ 1200m2 /kg。 [0110] 对比例3 [0111] 一种硅铝基再生胶凝材料。所述再生胶凝材料由以下组分制成： [0112] [0113] [0114] 其中，硅铝基胶由以下组分制成：矿粉25％，混凝土粉25％，红砖粉35％，复合碱激 发剂15％，复合碱激发剂由60％氢氧化钠和40％硫酸钠组成。 说　明　书 6/7 页 9 CN 114920506 A 9[0115] 其中，添加剂由减水剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂组成，五种成分的比例一 样。 [0116] 具体制备方法包括以下步骤： [0117] (1)制备硅铝基胶 [0118] 将规定比例的矿粉、混凝土粉、红砖粉单独粉磨后，混合均匀，添加复合碱激发剂， 制备得到硅铝基胶，所述硅铝基胶凝材料的比表面积为700m2 /kg； [0119] (2)制备超高细矿渣粉 [0120] 将高品质矿粉进行超高细粉磨，得到超高细矿渣粉，所述超高细矿渣粉的比表面 积为1200m2 /kg，活性指标为130％； [0121] (3)制备无害化二次铝灰渣粉 [0122] 将无害化二次铝灰渣进行超高细粉末，得到无害化二次铝灰渣粉，所述无害化二 次铝灰渣粉的比表面积为400m2 /kg； [0123] (4)制备再生胶凝材料 [0124] 将规定比例的所述硅铝基胶、所述超高细矿渣粉、所述无害化二次铝灰渣粉和所 述添加剂混合均匀，得到所述再生胶凝材料，所述再生胶凝材料的比表面积为400‑1200m2/ kg。 [0125] 性能检测 [0126] 将实施例1‑3和对比例1‑2的硅铝基再生胶凝材料进行初始及硬化后混凝土各项 性能检测，测试结果如下表1所示。 [0127] 表1 .实施例1‑3和对比例1‑2的硅铝基再生胶凝材料性能检测结果 [0128] [0129] [0130] 从表1可以看出，实施例1‑3的硅铝基再生胶凝材料的早期强度较高，能起到很好 的胶凝效果。 [0131] 而对比例1中没有超高细矿渣粉，早期强度明显降低。对比例2中超高细矿渣粉含 量超过本发明限定的范围，导致硅铝基胶凝材料的含量低于本发明限定的范围，使得到的 硅铝基再生胶凝材料的早期强度也明显降低。对比例3中硅铝基胶的原材料中矿粉含量低 于本发明，而红砖粉含量高于本发明，所得的硅铝基胶应用到硅铝基胶再生材料中后，使得

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