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CN116730668B - 一种地聚物及其制备方法 - Google Patents

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CN116730668B CN202310966061.2A CN202310966061A CN116730668B CN 116730668 B CN116730668 B CN 116730668B CN 202310966061 A CN202310966061 A CN 202310966061A CN 116730668 B CN116730668 B CN 116730668B
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Abstract

本发明公开了一种地聚物及其制备方法，属于地聚物技术领域，制备所述地聚物的原料包括：由高炉矿渣和燃煤炉渣组成的凝胶材料、激发剂、减水剂和水；所述激发剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物，所述激发剂中水玻璃的模数为0.8～1.3，所述激发剂的添加量为凝胶材料重量的20％～25％。所述地聚物采用燃煤炉渣和高炉矿渣作为凝胶材料，同时采用水玻璃模数较低的碱性激发剂，通过三者的相互作用，可减缓前期的水化反应，延长前期的凝结时间，避免出现干缩、开裂的现象，形成具有低孔隙率、高密实度的地聚物，不但具有较好的力学强度和稳定性，并且具有优异的抗氯离子侵蚀性能，在后续也不会出现泛碱现象。

Description

一种地聚物及其制备方法
技术领域
本发明涉及地聚物技术领域，特别涉及一种地聚物及其制备方法。
背景技术
地质聚合物(简称地聚物)是一种硅铝酸盐类的新型无机聚合物材料，由法国化学家Davidovits首次提出，其反应机理为硅铝酸盐物质在碱性激发剂的作用下，生成一种具有三维网状结构的新型凝胶材料。地聚物的抗压、抗折强度高，耐酸耐热性能优异，是一种生产成本低、环境友好型的无机凝胶材料。在现有地聚物的研究中，主要集中于单种前体材料的地聚物净浆和砂浆，如，偏高岭土基地聚物、矿渣基地聚物，但是这些单种前体材料的地聚物因早期收缩大，普遍存在早期强度差、开裂及稳定性差的问题。
燃煤炉渣是燃煤发电的一种副产物，常被添加至水泥中改善水泥的性能,被称为水泥混合材料，可用于制备高强度、低能耗的绿色胶凝材料。然而，现有技术中，为激发燃煤炉渣潜在的火山灰活性，普遍采用高温或使用高浓度碱性溶液对其作用，如文献资料：对比文件1(申屠倩芸.炉渣基地聚合物抗压强度及收缩性能研究[D].浙江.浙江大学,2018:2-2)、对比文件2(印杰,谢吉星,陈俊静,刘建州,徐建中.利用粉煤灰和高炉渣制备地聚合材料的研究[J].中国资源综合利用,2009,27(01):6-8:2-2)及对比文件3(陈忠清,陈文清,吴早生,吕越,丁佩思,朱文韬.炉渣-粉煤灰基地质聚合物的制备及性能研究[J].非金属矿,2022,45(01):98-101+106)公开所示。但是，在高温的作用下地聚物早期稳定性会下降，从而导致试块开裂，导致其抗氯离子侵蚀性能及抗压强度下降；而使用高浓度碱性溶液激发会令试块出现外表泛碱现象，从而影响美观，导致燃煤炉渣在地聚物的应用受到限制。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种地聚物及其制备方法，旨在解决单种前体材料的地聚物存在抗氯离子侵蚀性能及力学强度差的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种地聚物，其中，制备所述地聚物的原料包括：由高炉矿渣和燃煤炉渣组成的凝胶材料、激发剂、减水剂和水；所述激发剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物，所述激发剂中水玻璃的模数为1.0～1.3，所述激发剂的添加量为凝胶材料重量的20％～25％。
所述的地聚物中，所述凝胶材料中燃煤炉渣与高炉矿渣的重量比为4:6。
所述的地聚物中，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：35.0～37.0％SiO2、14.0～15.0％Al2O3、3.0～3.5％Fe2O3、32.0～35.0％CaO、7.0～8.0％MgO、0.7～0.8％MnO、0.95～1.0％R2O、1.9～2.0％SO3，余量为烧失量。
所述的地聚物中，按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：59.0～62.0％SiO2、22.0～24.0％Al2O3、3.4～3.8％Fe2O3、2.4～2.6％CaO、1.5～1.7％MgO、1.45～1.55％SO3，余量为烧失量。
所述的地聚物中，所述燃煤炉渣的粒径为0.2～0.4mm，细度模数为0.9。
所述的地聚物中，所述水的添加量为凝胶材料重量的25％～30％。
所述的地聚物中，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量≥35％，所述聚羧酸减水剂的添加量为凝胶材料重量的3％。
所述的地聚物中，制备所述地聚物的原料还包括消泡剂，所述消泡剂的添加量为凝胶材料重量的0.5％～0.8％。
所述的地聚物中，按重量百分比计，制备所述地聚物的原料包括：高炉矿渣30份、燃煤炉渣45份、水20份、激发剂16份、减水剂2.25份、消泡剂0.53份。
一种地聚物的制备方法，用于制备如上所述的地聚物，其中，所述方法包括：按配比取高炉矿渣和燃煤炉渣，并搅拌混匀，得到干物料A；按配比取减水剂、消泡剂和80％的水，搅拌混匀，得到溶液B；按配比取激发剂和剩余的水，搅拌混匀，使激发剂充分溶解，得溶液C；将干物料A、溶液B搅拌混匀后，加入溶液C，继续搅拌混匀，得到地聚物浆料；将地聚物浆料在模具中灌注成型，静置、固化、养护，得地聚物成品。
有益效果：
本发明提供了一种地聚物，所述地聚物采用燃煤炉渣和高炉矿渣作为凝胶材料，同时采用低模数的碱性激发剂，通过三者的相互作用，可减缓前期的水化反应，延长前期的凝结时间，避免出现干缩、开裂的现象，形成具有低孔隙率、高密实度的地聚物，不但具有较好的力学强度和稳定性，同时具有优异的抗氯离子侵蚀性能；同时，由于采用的激发剂中水玻璃的模数较低(1.0～1.3)，可避免地聚物出现泛碱和干缩现象；通过调整激发剂的添加量，以形成低浓度的碱性溶液，在保证胶凝材料充分反应的同时，得到更密实的内部结构，避免后续出现泛碱现象。
本发明还提供了地聚物的制备方法，该制备方法步骤简单，易于实现，制备得到的地聚物，具有较好的力学性能，并且不会出现干缩、开裂的现象，可广泛推广应用。
具体实施方式
本发明提供一种地聚物及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例提供的一种地聚物，制备所述地聚物的原料包括：由高炉矿渣和燃煤炉渣组成的凝胶材料、激发剂、减水剂和水；所述激发剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物，所述激发剂中水玻璃的模数为1.0～1.3，所述激发剂的添加量为凝胶材料重量的20％～25％。
在本实施例中，所述燃煤炉渣为火力发电中燃烧的煤炭形成的炉渣，该燃煤炉渣中的SiO2、Al2O3含量较高；所述高炉矿渣为高炉炼铁过程中，矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂中的非挥发组分形成的固体废物形成的粉末材料，该高炉矿渣中SiO2、CaO的含量较高；因此，由于两者在成分上存在的特殊性，当单独采用燃煤炉渣或高炉矿渣作为地聚物的凝胶材料均存在缺陷，如，单独使用燃煤炉渣作为胶凝材料制作的地聚物由于水化作用较慢，会导致试块的前期力学性能偏低，需要通过长期养护，其内部才能完全水化，因此养护时间较长；而单独使用高炉矿渣作为胶凝材料制作的地聚物，会由于高炉矿渣的氧化钙的含量高，导致内部水化过于剧烈，其内部在养护的过程中出现较大的孔隙和裂缝，影响其结构稳定性，导致其力学性能和抗氯离子侵蚀性能下降。
对此，在本实施例中，所述地聚物原料以燃煤炉渣和高炉矿渣作为凝胶材料，利用燃煤炉渣的主要化学成分为SiO2、Al2O3，且Si/A1比较高，利用所述高炉矿渣中SiO2、CaO的含量较高，因此，在激发剂的作用下，可释放大量的钙离子，这些钙离子可与燃煤炉渣中释放的硅铝等矿物成分相作用，使前期的水化反应速度适中，生成C-S-H、C-A-S-H等具有早强性质的胶凝物质，不但可提高地聚物的早期强度及后续的力学强度，并且不会出现干缩、开裂的现象，从而大大提高地聚物的抗氯离子侵蚀性能。
此外，在本实施例中，还通过采用水玻璃模数较低(1.0～1.3)的激发剂，并且由于水玻璃的模数较低，可适应以高炉矿渣和燃煤炉渣作为凝胶材料的激活，不仅可以避免地聚物出现泛碱和干缩严重等问题，还可以使胶凝材料充分的反应，得到更密实的内部结构，以提高其力学强度，同时，通过调整激发剂的添加量，使其为凝胶材料重量的20～25％，可形成低浓度的碱性溶液，一方面避免后续泛碱，另一方面可降低成本。
在一种较佳的实施例中，所述高炉矿渣为S95级别的高炉矿渣，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：35.0～37.0％SiO2、14.0～15.0％Al2O3、3.0～3.5％Fe2O3、32.0～35.0％CaO、7.0～8.0％MgO、0.7～0.8％MnO、0.95～1.0％R2O、1.9～2.0％SO3，余量为烧失量。该高炉矿渣中，活性钙、硅、铝等无机物的含量较高，能更好的与燃煤炉渣和激发剂作用，得到力学强度及抗氯离子侵蚀性能更好的地聚物。
在一种较佳的实施例中，按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：59.0～62.0％SiO2、22.0～24.0％Al2O3、3.4～3.8％Fe2O3、2.4～2.6％CaO、1.5～1.7％MgO、1.45～1.55％SO3，余量为烧失量。该燃煤炉渣中SiO2、Al2O3的含量高，其CaO的含量相对较少，因此，该燃煤炉渣可与高炉矿渣中的CaO相作用，在减缓高炉矿渣水化反应速度的情况下，形成C-S-H、C-A-S-H胶凝物质，可避免高炉矿渣因反应速度过快导致的开裂、干缩现象，使得到的地聚物具有优异的抗氯离子侵蚀性能。
另外，由于高炉矿渣和燃煤炉渣配比不同会直接影响地聚物的力学强度，当燃煤炉渣的配比过高时，或者是高炉矿渣的占比过高时，均会使得地聚物的抗折强度和抗压强度下降。对此，在一种较佳的实施例中，所述凝胶材料中燃煤炉渣与高炉矿渣的重量比为(3～5):(5～7)，优选为4:6。通过采用特定比例的燃煤炉渣和高炉矿渣作为胶凝材料，可以有效延长地聚物的前期凝结时间，减缓试块前期的剧烈水化反应，并且改善其内部结构，由于燃煤炉渣会填补在试块的孔隙之中，可使地聚物试块的抗折强度和抗压强度更高，并且通过一定时间的养护，其强度还会不断提高。
此外，由于燃煤炉渣的粒径大小会影响其在地聚物中的分散情况，其粒径越细，分散会越均匀，与高炉矿渣颗粒的作用会更好，同时对空隙的填充会更好，得到的地聚物的密实度也会更好。对此，在一种较佳的实施例中，所述燃煤炉渣的粒径为0.2～0.4mm，细度模数为0.9。该粒径范围的燃煤炉渣，可较好、较均匀的填充于高炉矿渣形成的空隙中，不但可形成最密堆积，并能使燃煤炉渣与高炉矿渣充分接触；同时，结合燃煤炉渣与高炉矿渣的配比，以及采用S95级别的高炉矿渣，可使地聚物的力学强度和抗氯离子侵蚀性能明显的提高。
为了获得粒径为0.2～0.4mm的燃煤炉渣，可以采用行星式高能球磨机球磨进行球磨。具体实施时，将粗燃煤炉渣按球料比为(15～20):1投入行星式高能球磨机中，球磨10～20min，即可得到粒径为0.2～0.4mm的燃煤炉渣。
前述地聚物原料中，由于水会参与水化反应，水的添加量会影响水化反应的进度，当水添加量过少时，会导致水化反应不完全，使得地聚物的力学强度下降，而水的添加量过多时，会稀释材料中的钙硅酸盐，使其失去一定的黏结力和初始强度，从而导致强度降低。在一种较佳的实施例中，制备所述地聚物的原料中，水的添加量为凝胶材料重量的25％～30％，水的添加量在该范围内时，可制备得到力学强度及抗氯离子侵蚀性能较优的地聚物。
在上述实施例中，所述减水剂可降低水的添加量，提高地聚物的强度。所述减水剂可以是萘系减水剂、氨基类减水剂、聚羧酸类减水剂等，优选的，所述减水剂为聚羧酸类减水剂，其添加量为凝胶材料的2.6％～3.3％，其减水率大于30％，具有添加量少、能明显降低水的添加量，形成的地聚物力学强度高的特点。
更优选的，所述聚羧酸类减水剂的添加量为凝胶材料重量的3％，并且，减水剂中固含量≥35％，具有更好的减水效果。
然而，由于上述地聚物原料在反应的过程中会产生气泡，这些气泡如果不及时消除，会在地聚物内部形成孔隙，这些孔隙会导致地聚物的密实度、力学强度及抗氯离子侵蚀性能下降，最终导致其应用受限。对此，在一种较佳的实施例中，制备所述地聚物的原料还包括消泡剂，所述消泡剂可将形成的气泡猝灭，避免地聚物内形成孔隙，从而进一步提高地聚物的力学强度和抗氯离子侵蚀性能。
作为一种更优的实施方式，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂，具有更佳的消泡效果。这是由于聚硅氧烷消泡剂可适应高碱度的环境，因此应用于高碱度反应条件下的地聚物浆料中时，仍能消除气泡，避免孔隙的产生，使得到的地聚物具有较好的力学强度。
作为一种优选的实施例，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣22.5～37.5份、高炉矿渣37.5～52.5份、聚羧酸减水剂2～2.5份、水18.75～25份、聚硅氧烷消泡剂0.37～0.6份、激发剂15～18.75份。该成分配比的地聚物，具有优异的力学强度和抗氯离子侵蚀性能，并且不会出现泛碱和开裂的情况。
作为一种更优选的实施例，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：高炉矿渣30份、燃煤炉渣45份、水20份、激发剂16份、减水剂2.25份、消泡剂0.53份，制备得到的地聚物，具有更佳的力学强度和抗氯离子侵蚀性能。
本发明还公开了一种地聚物的制备方法，该方法用于制备如上所述的地聚物，所述方法包括步骤：按配比取高炉矿渣、燃煤炉渣，搅拌混匀，得到干物料A；按配比取减水剂、消泡剂和80％的水，搅拌混匀，得到溶液B；按配比取激发剂和剩余的水，搅拌混匀，使激发剂充分溶解，得溶液C；将干物料A、溶液B搅拌混匀后，加入溶液C，继续搅拌混匀，得到地聚物浆料；将地聚物浆料在模具中灌注成型，静置、固化、养护，得地聚物成品。
所述地聚物的制备方法，步骤简单，易于实现，由于采用了特殊成分配比的地聚物原料，可使制备得到的地聚物具有较好的力学性能和抗氯离子侵蚀性能，并且不会出现泛碱和开裂的现象，可广泛的推广应用。
为进一步的阐述本发明提供的一种地聚物，提供如下实施例。
实施例1
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)30份、高炉矿渣(S95级)45份、聚羧酸减水剂2.25份、水20份、聚硅氧烷消泡剂0.53份、激发剂16份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.1。
其中，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：36.5％SiO2、14.3％Al2O3、3.2％Fe2O3、33.6％CaO、7.5％MgO、0.8％MnO、0.98％R2O、1.98％SO3，余量为烧失量。
按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：60.68％SiO2、23.51％Al2O3、3.61％Fe2O3、2.53％CaO、1.62％MgO、1.49％SO3、余量为烧失量。
制备该地聚物的方法为：按配比取高炉矿渣、燃煤炉渣，并搅拌混匀，得到干物料A；按配比取减水剂、消泡剂剂和80％的水，搅拌混匀，得到溶液B；按配比取激发剂和剩余的水，搅拌混匀，使激发剂充分溶解，得溶液C；将干物料A、溶液B搅拌混匀后，加入溶液C，继续搅拌混匀，得到地聚物浆料；将地聚物浆料在模具中灌注成型，静置、固化、养护，得地聚物成品。
实施例2
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)22.5份、高炉矿渣(S95级)52.5份、聚羧酸减水剂2份、水18.75份、聚硅氧烷消泡剂0.37份、激发剂15份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.0。
其中，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：35.0％SiO2、15.0％Al2O3、3.0％Fe2O3、35.0％CaO、7.0％MgO、0.8％MnO、0.95％R2O、2.0％SO3，余量为烧失量。
按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：62.0％SiO2、22.0％Al2O3、3.8％Fe2O3、2.4％CaO、1.7％MgO、1.45％SO3，余量为烧失量。
实施例3
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)37.5份、高炉矿渣(S95级)37.5份、聚羧酸减水剂2.5份、水25份、聚硅氧烷消泡剂0.6份、激发剂18.75份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.3。
其中，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：37.0％SiO2、14.0％Al2O3、3.5％Fe2O3、32.0％CaO、8.0％MgO、0.7％MnO、1.0％R2O、1.9％SO3，余量为烧失量。
按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：59.0％SiO2、24.0％Al2O3、3.4％Fe2O3、2.6％CaO、1.5％MgO、1.55％SO3，余量为烧失量。
实施例4
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)35份、高炉矿渣(S95级)40份、聚羧酸减水剂2.3份、水22份、聚硅氧烷消泡剂0.45份、激发剂17份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.2。
其中，按质量百分比计，所述高炉矿渣的化学成分为：36.0％SiO2、14.5％Al2O3、3.3％Fe2O3、34.0％CaO、7.6％MgO、0.78％MnO、0.99％R2O、1.95％SO3，余量为烧失量。
按质量百分比计，所述燃煤炉渣的化学成分为：61.0％SiO2、23.2％Al2O3、3.7％Fe2O3、2.5％CaO、1.65％MgO、1.53％SO3，余量为烧失量。
对比例1
按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：高炉矿渣(S95级)75份、聚羧酸减水剂2.25份、水20份、聚硅氧烷消泡剂0.53份、激发剂16份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.1。
所述高炉矿渣的成分与实施例1的相同。
对比例2
按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)75份、聚羧酸减水剂2.25份、水20份、聚硅氧烷消泡剂0.53份、激发剂16份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.1。
所述燃煤炉渣的成分与实施例1的相同。
对比例3
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(粒径为0.2～0.4mm、细度模数为0.9)45份、高炉矿渣(S95级)45份、聚羧酸减水剂2.25份、水20份、聚硅氧烷消泡剂0.53份、激发剂16份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，激发剂中水玻璃的模数为3.0。
所述燃煤炉渣和高炉矿渣的成分与实施例1的相同。
对比例4
一种地聚物，按重量份数计，制备所述地聚物的原料包括：燃煤炉渣(0.2～0.4mm、细度模数为0.9)45份、高炉矿渣(S95级)30份、聚羧酸减水剂2.25份、水20份、聚硅氧烷消泡剂0.53份、激发剂16份，所述激发剂由氢氧化钠和水玻璃组成，所述水玻璃的模数为1.1。
所述燃煤炉渣和高炉矿渣的成分与实施例1的相同。
对比例5
以po42.5的水泥制备的水泥净浆(100份)，水35份。
需要说明的是，实施例2-4,、对比例1-4的制备方法与实施例1的相同。
性能测试
将实施例1-4、对比例1-4制备得到的地聚物，以及对比例5得到的水泥基试块进行性能测试。其中，依据GB/T 50082-2009标准中的电通量法测试抗氯离子侵蚀性能(28d)，具体测试结果如表1所示；根据GB/T17671-2021的方法进行抗压-抗折强度测试，同时观测地聚物表面是否出现泛碱和开裂现象，具体测试结果如表2所示。
表1氯离子扩散系数及电通量测试结果
项目 扩散系数(10-12m2/s) 电通量(C)
实施例1 0.74 2120
实施例2 0.81 2466
实施例3 0.85 2639
实施例4 0.76 2280
对比例1 3.8 4340
对比例2 1.3 3120
对比例3 2.4 3310
对比例4 0.98 2830
对比例5 3.3 3087
由表1可知，以对比例5水泥基试块的扩散系数作为比对的标准，实施例1-4的氯离子扩散系数不但比水泥基的小，且均＜0.9，其中实施例1可低达0.74，电通量也仅有2120C，非常的低，由此可见，本发明所述地聚物具有较好的抗氯离子侵蚀性能。而对比例1-3的扩散系数均大于1，由此可见，缺少燃煤炉渣或高矿炉渣，或者激发剂中水玻璃的模数较高时，均会使氯离子的扩散系数提高；特别是对比例1，其扩散系数高达3.8，可能原因是该地聚物中仅以高炉矿渣作为凝胶材料，其水化反应太过剧烈导致试块出现裂纹和空隙，进而扩散系数增大；对比例4中，虽然其成分中均含有高炉矿渣、燃煤炉渣及水玻璃的模数为低模数的激发剂，但是由于燃煤炉渣的添加量高于高炉矿渣时，会使得其扩散系提高，由此可见高炉矿渣和燃煤炉渣的配比也会影响扩散系数。
表2力学强度测试结果
由表2可知，实施例1-4制备得到的地聚物均具有较好的28d抗折强度和抗压强度，不会出现泛碱和开裂现象，由此可见，采用本申请技术方案，可得具有较好力学强度的地聚物，特别是燃煤炉渣与高炉矿渣的配比为4:6时，效果会更好。而对比例1虽然具有较好的抗折弯强度，但是其抗压强度较小，且有细裂纹，这是因为，对比例1仅以高炉矿渣作为凝胶材料，因此其水化反应较剧烈，导致其力学强度不高，且易产生裂纹，使得其抗压强度和抗折强度均下降；对比例2仅采用燃煤炉渣作为凝胶材料，由于反应速度慢，使得其前期的抗折强度和抗压强度均较差；对比例3与实施例1相比，其采用水玻璃模数较高的激发剂，有出现泛碱和出现细裂纹，导致其力学强度下降厉害；对比例4的抗折强度和抗压强度均不高，这是因为燃煤炉渣和高炉矿渣的质量比为3:2，由于燃煤炉渣含量过高时，会使得整水化反应的速度变慢，导致地聚物前期的力学强度不足。
综上所述，本发明所述地聚物，通过以燃煤炉渣和高炉矿渣作为凝胶材料，同时调整激发剂的水玻璃模数和添加量，使制备得到的地聚物具有较高的力学强度，并且不会出现开裂和泛碱的现象，同时，能使废弃的燃煤炉渣和高炉矿渣得到有效利用，绿色环保，可广泛推广应用。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种地聚物，其特征在于，制备所述地聚物的原料包括：由高炉矿渣和燃煤炉渣组成的凝胶材料、激发剂、减水剂和水；所述凝胶材料中燃煤炉渣与高炉矿渣的重量比为（3～5）:（5～7）；所述激发剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物，所述激发剂中水玻璃的模数为1.0～1.3，所述激发剂的添加量为凝胶材料重量的20%～25%；所述高炉矿渣的化学成分为：35.0～37.0%SiO2、14.0～15.0%Al2O3、3.0～3.5%Fe2O3、32.0～35.0%CaO、7.0～8.0%MgO、0.7～0.8%MnO、0.95～1.0%R2O、1.9～2.0%SO3，余量为烧失量；所述燃煤炉渣的化学成分为：59.0～62.0%SiO2、22.0～24.0%Al2O3、3.4～3.8%Fe2O3、2.4～2.6%CaO、1.5～1.7%MgO、1.45～1.55%SO3，余量为烧失量；所述燃煤炉渣的粒径为0.2～0.4mm，细度模数为0.9。
2.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，所述凝胶材料中燃煤炉渣与高炉矿渣的重量比为4:6。
3.根据权利要求1所述的地聚物，其特征在于，所述水的添加量为凝胶材料重量的25%～30%。
4.根据权利要求3所述的地聚物，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量≥35%，其添加量为凝胶材料重量的3%。
5.根据权利要求4所述的地聚物，其特征在于，制备所述地聚物的原料还包括消泡剂，所述消泡剂的添加量为凝胶材料重量的0.5%～0.8%。
6.根据权利要求5所述的地聚物，其特征在于，按重量百分比计，制备所述地聚物的原料包括：高炉矿渣30份、燃煤炉渣45份、水20份、激发剂16份、减水剂2.25份、消泡剂0.53份。
7.一种地聚物的制备方法，用于制备如权利要求1-6任一项所述的地聚物，其特征在于，所述方法包括：按配比取高炉矿渣和燃煤炉渣，并搅拌混匀，得到干物料A；按配比取减水剂、消泡剂和80％的水，搅拌混匀，得到溶液B；按配比取激发剂和剩余的水，搅拌混匀，使激发剂充分溶解，得溶液C；将干物料A、溶液B搅拌混匀后，加入溶液C，继续搅拌混匀，得到地聚物浆料；将地聚物浆料在模具中灌注成型，静置、固化、养护，得地聚物成品。
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