一种基于冷固结人工骨料的高强高韧地聚合物复合材料及其制备方法【中国发明】
一、专利名称及专利号
名称：《一种基于冷固结人工骨料的高强高韧地聚合物复合材料及其制备方法》
专利号：ZL202111415096.4
二、应用领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种基于冷固结人工骨料的高强高韧地聚合物复合材料及其制备方法。
三、专利说明
1、摘要：
本发明公开了一种基于冷固结人工骨料的高强高韧地聚合物复合材料及其制备方法，制备步骤包括：制备冷固结人工骨料；将冷固结人工骨料进行预湿，达到饱和面干；将硅‑铝‑钙相工业废料和饱和面干冷固结人工骨料混合，并搅拌；加入水和碱激发剂，并搅拌，得到浆体；向浆体中加入短切纤维，并搅拌；经养护，获得地聚合物复合材料。所述地聚合物复合材料的抗压强度不小于80MPa，极限拉伸应变不小于1％。本发明采用基于工业废料固结而成的冷固结人工骨料，并基于此进行地聚合物基体的微观力学性能调控，从而制备得到高强高韧的地聚合物复合材料，为工业废料的高值化利用和地聚合物材料的性能优化提供了新的技术路径。
2、背景：
冷固结技术是上个世纪诞生的用于制备人工骨料的新兴技术，即通过水硬性胶凝材料的水化性能固结废料并生产可用于建造业的人工骨料。通过这一技术，不仅可以大量缓解生活及工业废料堆积问题，同时可为天然岩体稀缺的地域提供全新的骨料储备。然而，目前来说，由于冷固结人工骨料中水硬性胶凝材料含量较低(不高于20％)，相对于经历长期地质作用的天然岩体而言，冷固结人工骨料的强度难以达到天然骨料的性能指标，这大大地局限了冷固结人工骨料在建筑工程中的应用范围。
另一方面，随着低碳经济的倡导，越来越多的研究倡导采用“无水泥”的胶凝材料作为传统水泥的替代品，从而降低二氧化碳的排放量。这些“无水泥”胶凝材料中，由硅‑铝相材料激发而成的地聚合物最具有代表性。通过该碱激发技术，纤维增强地聚合物复合材料(Engineered Geopolymer Composites ,EGC)可由传统纤维增强水泥基复合材料演化而来，通常具有饱和开裂及应变硬化的特征。然而，目前纤维增强地聚合物复合材料的骨料通常需要采用高成本的精细石英砂，这类精细石英砂资源不仅需要由天然石英岩体经过破碎获得，并且以精细石英砂为骨料制备的地聚合物复合材料往往具有难以控制的裂缝宽度，因此采用合理可持续的方法对传统地聚合物复合材料进行进一步研发具备有益的效果和价值。
四、相关文件下载
38-2021114150964-发明专利证书.pdf