专利摘要
本发明提供一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份。本发明采用工业废渣作为原料，改变激发剂类型制备成具有储能性能的地质聚合物，本发明不仅保持了现有的碱基地质聚合物导热系数低、固化速度快、生产效率高成本低廉、原材料来源广泛的优点，并能吸收及释放能量，真正能达到节能环保的效果，弥补同类材料中存在的不足。本发明中地质聚合物的导热系数0.05～0.12W/(m·K)，抗压强度0.6～80Mpa，潜热值达到170～190KJ/m2。本发明还提供了一种储能地质聚合物的制备方法。
权利要求
1.一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：
粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份；
所述矿渣的成分如下：
CaO、SiO
2.根据权利要求1所述的储能地质聚合物，其特征在于，所述矿渣为高炉水渣和/或转炉钢渣；
所述矿渣粒径为100～600目。
3.根据权利要求1所述的储能地质聚合物，其特征在于，所述粉煤灰为一级粉煤灰和/或二级粉煤灰；
所述粉煤灰的重量份数为30～80份。
4.根据权利要求1所述的储能地质聚合物，其特征在于，所述泡碱的粒度为50～60目；
所述泡碱的重量份数为30～40份。
5.根据权利要求1所述的储能地质聚合物，其特征在于，所述氢氧化钠的重量份数为10～20份。
6.一种储能地质聚合物的制备方法，包括以下步骤：
A)将20～50重量份的粉煤灰和10～20重量份的矿渣混合，得到粉体料；
所述矿渣的成分如下：
CaO、SiO
B)将20～50重量份的泡碱和5～30重量份的氢氧化钠分别配制成泡碱溶液和氢氧化钠溶液；
C)将粉体料、泡碱溶液和氢氧化钠溶液混合，浇注成型后进行养护，得到储能地质聚合物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述泡碱溶液的浓度为1.2～6mol/L；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/L。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浇注具体为：将搅拌好的浆料倒入模具中放置振石台振动密实2～5次，振动结束后，去掉模具边缘和四周附着的浆液，防止其影响拆模。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述养护的温度为20～35℃；
所述养护的时间为6～8天。
说明书
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种储能地质聚合物及其制备方法。
背景技术
地质聚合物(Geopolymer)是一种以无机[SiO4]、[AlO4]四面体为主要组成，结构上具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝胶凝材料。地质聚合物的原材料来源广泛、制备方便、能耗小、基本不排放CO2，同时具有较高的力学性能和非常优异的耐高温性能。工程应用前景非常广泛，地质聚合物使用的主要原料为工业废渣，能有效地减少工业固体废弃物对环境的污染，因此是一种绿色高性能建筑材料，适应国家发展环保节能型建材的需要，是建筑材料的发展方向。
但是，随着我国建筑能耗的日益增高，建筑相关能耗已经超过工业成为第一能耗大户。因此，建筑节能已成为节约能源的重要组成部分，但目前的地质聚合物并不具有节能的功效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能地质聚合物及其制备方法，本发明中的储能地质聚合物能够吸收及释放能量达到节能环保的效果。
本发明提供一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：
粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份。
优选的，所述矿渣为高炉水渣和/或转炉钢渣；
所述矿渣粒径为100～600目。
优选的，所述矿渣的成分如下：
CaO、SiO2和Al2O3的总质量分数在90％以上，余量为MgO、MnO、Fe2O3、CaS和MnS。
优选的，所述粉煤灰为一级粉煤灰和/或二级粉煤灰；
所述粉煤灰的重量份数为30～80份。
优选的，所述泡碱的粒度为50～60目；
所述泡碱的重量份数为30～40份。
优选的，所述氢氧化钠的重量份数为10～20份。
本发明提供一种储能地质聚合物的制备方法，包括以下步骤：
A)将20～100重量份的粉煤灰和10～20重量份的矿渣混合，得到粉体料；
B)将20～50重量份的泡碱和5～30重量份的氢氧化钠分别配制成泡碱溶液和氢氧化钠溶液；
C)将粉体料、泡碱溶液和氢氧化钠溶液混合，浇注成型后进行养护，得到储能地质聚合物。
优选的，所述泡碱溶液的浓度为1.2～6mol/L；
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/L。
优选的，所述浇注具体为：将搅拌好的浆料倒入模具中放置振石台振动密实2～5次，振动结束后，去掉模具边缘和四周附着的浆液，防止其影响拆模。
优选的，所述养护的温度为20～35℃；
所述养护的时间为6～8天。
本发明提供一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份。本发明采用工业废渣作为原料，改变激发剂类型制备成具有储能性能的地质聚合物，本发明不仅保持了现有的碱基地质聚合物导热系数低、固化速度快、生产效率高成本低廉、原材料来源广泛的优点，并能吸收及释放能量，真正能达到节能环保的效果，弥补同类材料中存在的不足。是一种防火、耐久、相变储能的碱基地质聚合物。将本发明成型干燥后测试，其导热系数0.05～0.12W/(m·K)，抗压强度0.6～80Mpa，潜热值达到170～190KJ/m
本发明用于建筑上，能吸收室内采暖系统或空调系统释放出来的热量并存储起来，且当室内温度降低时则将吸收的能量释放出来，保持室内温度恒定，室内温度调节从20℃到30℃可延长4～6个小时，降低了室内温度的波动，提高了舒适度，进而达到了不用或者少用室内采暖和空调系统，降低了环境能耗，真正达到了冬暖夏凉的效果，对国家政策要求建筑节能达到70％以上起到突破性的进展。
具体实施方式
本发明提供了一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：
粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份。
在本发明中，所述粉煤灰优选为市售的一级粉煤灰、市售二级粉煤灰的任意一种或两种的混合物；所述粉煤灰的重量份数优选为20～100份，更优选为30～80份，最优选为40～70份。具体的，在本发明的实施例中，可以是50、60或100份。
所述矿渣优选为高炉水渣和/或转炉钢渣；所述矿渣中，CaO、SiO2和Al2O3的总质量分数在90％以上，余量为MgO、MnO、Fe2O3、CaS和MnS。
所述矿渣的粒度优选为100～600目，更优选为200～500目，最优选为300～400目；所述矿渣的重量份数为10～20份，优选为15～18份，具体的，在本发明的实施例中，可以是15、18或20份。
所述泡碱(Na2CO3.10H2O)是天然石碱一类矿物的主要成分，它主要来自于天然碱湖和固体碱矿。所述泡碱的粒度优选为50～60目；所述泡碱的重量份数为20～50份，优选为25～45份，更优选为30～40份，具体的，在本发明的实施例中，可以是35、40或50份。
所述氢氧化钠的纯度优选为96％；所述氢氧化钠的重量份数优选为5～30份，更优选为10～25份，最优选为15～20份，具体的，在本发明的实施例中，可以是20、25或30份。
本发明中，氢氧化钠和泡碱混合作为激发剂使用。
本发明还提供了一种储能地质聚合物的制备方法，包括以下步骤：
A)将20～100重量份的粉煤灰和10～20重量份的矿渣混合，得到粉体料；
B)将20～50重量份的泡碱和5～30重量份的氢氧化钠分别配制成泡碱溶液和氢氧化钠溶液；
C)将粉体料、泡碱溶液和氢氧化钠溶液混合，浇注成型后进行养护，得到储能地质聚合物。
在本发明中，所述各原料的种类、来源和用量与上文中各原料的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为0.5～3mol/L，更优选为1～2mol/L；所述泡碱溶液的浓度优选为1.2～6mol/L，更优选为2～5mol/L，最优选为3～4mol/L。
本发明优选现将所述氢氧化钠溶液和泡碱溶液混合，得到激发剂溶液，然后将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，浇注成型后进行养护，得到储能地质聚合物。
在本发明中，所述浇注具体为：将搅拌好的浆料倒入模具中放置振石台振动密实2～5次，振动结束后，去掉模具边缘和四周附着的浆液，防止其影响拆模。
所述养护的温度优选为20～35℃，更优选为25～30℃；所述养护的时间优选为6～8天，更优选为7天。
本发明提供一种储能地质聚合物，由以下原料制备得到：粉煤灰：20～100重量份；矿渣：10～20重量份；泡碱：20～50重量份；氢氧化钠：5～30重量份。本发明采用工业废渣作为原料，改变激发剂类型制备成具有储能性能的地质聚合物，本发明不仅保持了现有的碱基地质聚合物导热系数低、固化速度快、生产效率高成本低廉、原材料来源广泛的优点，并能吸收及释放能量，真正能达到节能环保的效果，弥补同类材料中存在的不足。是一种防火、耐久、相变储能的碱基地质聚合物。将本发明成型干燥后测试，其导热系数0.04～0.12W/(m·K)，抗压强度10～80Mpa，潜热值达到170～190KJ/m
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种储能地质聚合物及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将60重量份的粉煤灰，18重量份的矿渣混合，得到粉体料；
将20重量份的氢氧化钠配制成浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，35重量份的泡碱配制成浓度为4mol/L的泡碱溶液，将氢氧化钠溶液和泡碱溶液混合，得到激发剂溶液；
将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，室温条件下浇注成型后，在室温下养护7天时间，得到储能地质聚合物。
对储能地质聚合物的性能进行测试，结果如表1所示。
实施例2
将100重量份的粉煤灰，20重量份的矿渣混合，得到粉体料；
将30重量份的氢氧化钠配制成浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，50重量份的泡碱配制成浓度为6mol/L的泡碱溶液，将氢氧化钠溶液和泡碱溶液混合，得到激发剂溶液；
将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，室温条件下浇注成型后，在室温下养护7天，得到储能地质聚合物。
对储能地质聚合物的性能进行测试，结果如表1所示。
实施例3
将50重量份的粉煤灰，15重量份的矿渣混合，得到粉体料；
将25重量份的氢氧化钠配制成浓度为2.5mol/L的氢氧化钠溶液，40重量份的泡碱配制成浓度为5mol/L的泡碱溶液，将氢氧化钠溶液和泡碱溶液混合，得到激发剂溶液；
将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，室温条件下浇注成型后，在室温下养护7天，得到储能地质聚合物。
比较例1
将120重量份的粉煤灰，40重量份的矿渣混合，得到粉体料；
将20重量份的氢氧化钠配制成浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，35重量份的泡碱配制成浓度为4mol/L的泡碱溶液，将氢氧化钠溶液和泡碱溶液混合，得到激发剂溶液；
将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，室温条件下浇注成型后，在室温下养护7天时间，得到储能地质聚合物。
比较例2
将60重量份的粉煤灰，18重量份的矿渣混合，得到粉体料；
将20重量份的氢氧化钠配制成浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，取35重量份的水玻璃(模数为1.08)与氢氧化钠溶液混合，得到激发剂溶液；
将粉体料与激发剂溶液混合，搅拌均匀，室温条件下浇注成型后，在室温下养护7天时间，得到没有储能性质的地质聚合物。
对地质聚合物的性能进行测试，结果如表1所示。
表1本发明实施例1～3和比较例中储能地质聚合物的性能
由表1可以看出，比较例2以常用的水玻璃为激发剂，没有储能性能，与本发明中的储能地聚物相比，本发明中的储能地聚物不仅具有储能性能，还增加了地质聚合物的抗压强度；同时降低导热系数，对保温性能也有一定的提升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
一种储能地质聚合物及其制备方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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