油页岩灰渣基地质聚合物胶凝材料.pdf

本发明涉及油页岩灰渣基地质聚合物胶凝材料及其制备方法。本发明属于环境友好材料领域。按重量百分比，本发明的组成为：粒径为200目的油页岩灰渣30～70％，粒径为200目的低温煅烧高岭土0～70％，细度为150目的生石灰0～10％，P32.5水泥5％～30％，激发剂5～10％，激发剂为模数M＝3.3的工业硅酸钠与工业碱的混合液。本发明胶凝材料可取代于传统的胶凝材料石膏、水泥，适用于制造建筑装饰用的仿石艺术品、浮雕墙砖、雕塑、地砖和建材中的空心砖、轻质砖等产品。本胶凝材料成本低，性能优于传统材料。

1.  一种油页岩灰渣基地质聚合物胶凝材料，系一种用于建筑施工的材料制备方法，包括材料成分、制作和应用，其特征在于：其具体的制作过程包括：
a、利用油页岩废渣作为主要原料，将废渣经球磨30分钟后过200目筛，油页岩废渣是油页岩炼油后的废弃物。
b、利用工业用高岭土，800℃煅烧4小时，球磨30分钟后过200目筛，形成活性粉体；
b、利用水玻璃和废碱液作为碱性激发剂，水玻璃为工业制备氧化铝的副产品，碱液为工业废弃碱液；
c、将磨细的油页岩灰渣、偏高岭土、少量水泥在搅拌机中混合均匀，混合均匀后，加入事先配好的碱激发剂，约占物料总质量的8％
d、利用石膏模，将复合浆料浇注其中，浆料凝固4小时后脱模，20℃放置48小时后变成水硬性地质聚合物，形成油页岩灰渣基地质聚合物复合材料产品。

2.  根据权利要求1所述的油页岩灰渣基地质聚合物复合材料制备方法，其特征在于油页岩灰渣重量比30～70％，煅烧高岭土0～70％、水泥5～30％，生石灰0～10％，工业碱模数M＝3.3的工业硅酸钠5～15％。

3.  根据权利要求1所述的油页岩灰渣基地质聚合物复合材料制备方法，其特征在于复合材料中油页岩灰渣为油页岩干馏炼油后的废弃物。

4.  根据权利要求1所述的油页岩灰渣基地质聚合物复合材料制备方法，其特征在于复合材料中的工业用高岭土经加热800℃煅烧，保温4小时处理。

5.  根据权利要求1所述的油页岩灰渣基地质聚合物复合材料制备方法，其特征在于材料按配比加水5～25％，混合搅拌2分钟，注模成形。

油页岩灰渣基地质聚合物胶凝材料
本发明涉及主要成分为油页岩灰渣的地质聚合物胶凝材料及其制备方法。该胶凝材料采用抚顺矿业集团干馏油过程中产生的废弃物-油页岩灰渣作为主要原料，以低温煅烧的高岭土和水泥为增强原料，加入生石灰和适量的激发剂材料，如氢氧化钠或氢氧化钾，经过搅拌机共混搅拌一定时间制得。
技术领域
本发明涉及的胶凝材料制备方法，属于轻型建筑材料技术，具体涉及一种矿物废渣基地质聚合物材料的制备和使用方法。
背景技术
油页岩灰渣是油页岩干馏后的产物，属于矿渣类的废弃物，大量堆积造成严重的环境污染和资源浪费。目前，油页岩灰渣的处理方法主要为填埋，堆积，由于尚未有成熟的综合利用方法，因此，不仅对周边环境造成较大不良影响，同时又是一种巨大的资源浪费。
发明内容
本发明是提供一种将油页岩灰渣作为主料，通过添加其他的辅料，如偏高岭土，水泥等，在激发剂的作用下，制作出一种油页岩灰渣基胶凝材料的方法。如通过染色处理，成型处理，可制作出各种家居装饰材料和轻建筑材料。
油页岩干馏炼油后的产物，我们称之为油页岩灰渣，由于其质地较软，并含有一定的油成分，不适合用于制作具有较高强度建筑材料。但油页岩灰渣在煅烧后具有较强的活性，可通过碱激发的方法，制作出具有较高强度的地质聚合物材料。
从研究适合的产品造型和研发新型材料的基础上，开发研究出由油页岩灰渣作为主料的地质聚合物材料，在满足材料不同力学性能的基础上，寻求合理利用废弃掉油页岩灰渣资源，对于节省资源和环境保护方面具有重要的意义。对油页岩灰渣基地质聚合物材料的研发充分体现了对材料、资源的可持续发展的理念的具体实施，是对材料资源利用的最大化和合理性运用。
本发明所述的地质聚合物是指油页岩灰渣在激发剂和辅料的作用下形成的无机聚合物。
现结合附图对本发明作进一步详细说明。
附图1是本发明的工艺流程图，附图2是本发明的材料制备工艺流程图。下面根据附图对本发明做详细描述。
本发明的技术方案如下：
一种油页岩灰渣基地质聚合物材料，系一种用于造型和轻质建筑材料的制备方法，包括材料成分、制作和应用，其特征在于：其具体的制作过程包括：
a、将油页岩灰渣粉磨，过200目筛，形成活性粉体；
b、将工业用高岭土，加热800℃煅烧，保温4小时，球磨后过200目筛，形成活性粉体；
c、本发明的组成为：按重量比，粒径为200目的油页岩灰渣30～70％，粒径为200目的低温煅烧高岭土0～70％，细度为150目的生石灰0～10％，P32.5水泥5％～30％，激发剂5～10％，激发剂为模数M＝3.3的工业硅酸钠与工业碱的混合液。将上述干粉材料在球磨机中混磨30分钟，再加水5～25％，混合搅拌2分钟，得到浆料。
其应用过程如下：
a、通过翻制的方法准备好石膏模；
b、制作出浆料；
c、迅速将浆料浇入石膏模中；
d、浆料凝固24小时后脱模，20℃放置48小时后变成水硬性地质聚合物复合体，形成油页岩灰渣基地质聚合物复合材料产品；
本发明的复合材料与传统材料相比，具有如下优点：
a、油页岩灰渣基地质聚合物复合材料是一种由油页岩灰渣为主料复合形成的新型材料，具有较好的硬度、韧性和经济性；
b油页岩灰渣基地质聚合物复合材料在固化过程中，无需煅烧，成本低廉，具有较好的力学性能。
c、油页岩灰渣基地质聚合物，在固化过程中的可塑性强，可对其进行手工加工，特别有利于手工制作、工业模型设计、产品外观设计，适合复杂造型的开发和小批量复制；
d、油页岩灰渣基地质聚合物复合材料用处十分广泛。适合用于制备生物模型、塑像、装饰壁画、壁饰、考古模型、建筑鸟瞰图、沙盘模型和各种建筑上的空心砖，轻质砖，陶粒等。
根据上述油页岩灰渣基地质聚合物复合材料的制作过程可知，本发明是一种新型复合材料的制备方法。它制作工艺简便，适用范围广泛，产品生产价格低廉，经济和社会效益巨大。
具体实施方式
如想得到不同性能的复合造型材料，请按表一的配方和图二的材料制备工艺流程进行。
实施例1
将重量比37％的油页岩灰渣与31％煅烧高岭土、17％水泥，5％生石灰，4％工业碱共混，混合均匀后，加入8％的激发剂，将上述材料加水5～25％，混合搅拌2分钟，得到复合浆料。本复合造型材料固化后呈灰色，可着色，质地坚硬，可塑性好。
实施例2
将重量比47％的油页岩灰渣与21％煅烧高岭土、15％水泥，4％生石灰，3％工业碱共混，混合均匀后，加入8％的激发剂，将上述材料加水5～25％，混合搅拌2分钟，得到复合浆料。本复合造型材料固化后呈灰色，可着色，质地坚硬，可塑性好。
实施例3
将重量比58％的油页岩灰渣与10％煅烧高岭土、17％水泥，4％生石灰，4％工业碱共混，混合均匀后，加入7％的激发剂，将上述材料加水5～25％，混合搅拌2分钟，得到复合浆料。本复合造型材料固化后呈深灰色，可着色，质地坚硬，可塑性好。
实施例4
将重量比68％的油页岩灰渣与15％水泥，3％生石灰，5％工业碱共混，混合均匀后，加入9％的激发剂，将上述材料加水5～25％，混合搅拌2分钟，得到复合浆料。本复合造型材料固化后呈黑色，质地较硬，可塑性好。
表1复合材料的组成及性能