地质聚合物混凝土及其制备和浇铸方法

专利名称：地质聚合物混凝土及其制备和浇铸方法
技术领域：
本发明涉及地质聚合物(geopolymer)基混凝土以及对基于地质聚合物的混凝土进行浇铸形成制品如管道、杆、铁路枕木和类似物的方法。
背景技术：
地质聚合物由通过氧连接成聚合物网络的硅原子和铝原子组成。地质聚合物通过铝硅酸盐粘结剂和碱性硅酸盐溶液(如碱金属硅酸盐和金属氢氧化物的混合物)之间溶解并发生缩聚反应制备。
与普通硅酸盐水泥(OPC)形成的混凝土不同，地质聚合物混凝的耐热性、耐火性和耐酸性更强。这种类型的混凝土特别适用于制造用于腐蚀性环境下的预制混凝土制品。
不同于普通硅酸盐水泥(其在混凝土开始硬化之前有一段延迟期)制成的混凝土，形成地质聚合物的方法包括溶解/缩合/缩聚/聚合反应，碱金属硅酸盐与铝硅酸盐粘结剂一接触便开始发生这一反应。因此地质聚合物混凝土迅速获得强度。Davidovits等人在美国专利4509985中认识到这一点，他报导了比例如下的高早期强度地质聚合物M2O/SiO2为0.20至0.48、SiO2/Al2O3为3.3至4.5、H2O/M2O为10.0至25和M2O/Al2O3为0.8至1.6，据称获得的制品强度增加非常快，使得在浇铸操作中可以更快地重复使用模具。
Silverstrim等人在美国专利5601643中描述了含有飞灰和碱金属硅酸盐溶液的高强度水泥质粘结剂。据称使用约0.20∶1至约0.75∶1(优选约0.5∶1至约0.6∶1)的SiO2∶Na2O比例制品具有快速的强度。
Curtin University of Technology的Harfjito等人在他们的文章“地质聚合物混凝土的工程性能(The Engineering Properties of GeopolymerConcrete)”中考查了不同混合设计变量的影响(Concrete in Australia，Dec 2002-Feb 2003，pp24-29)。地质聚合物混凝土通过下列方法制备将骨料和飞灰混合，向该干燥混合物中加入碱性溶液。Hardjito等人报导，地质聚合物混凝土的压缩强度不同于OPC混凝土，不会随老化增加。在他们随后的工作中，Hardjito等人考查了使用萘基超增塑剂来延迟养护的开始，使混凝土在没有任何凝固迹象的情况下被处理多达120分钟。
当前发明人发现，由于加工时间太短，先前报导的组成、通过先前报导的技术制备的地质聚合物混凝土不能用于管道、杆和类似物的常规制造方法。这些制造技术要求使用具有“无坍落(No Slump)”稠度的混凝土，本发明人发现，这种混凝土的流体含量低造成了加工时间短。制造方法中使用的振动和压实技术造成了加工时间的进一步缩短，这两个因素使人们不能形成外观可接受、性能使其可以符合标准要求的制品。由于用这种方式不能加速普通硅酸盐水泥的加工寿命，这一点未曾预料。
地质聚合物混凝土需要在高温下养护以促进硬化反应，我们发现，只有在制品形成及运送至养护腔的期间内维持新混凝土的塑性稠度，才能生成质量可接受的制品。在其已丧失该塑性稠度后运送制品可以导致制品的断裂和最终强度的降低。如果连续制造这些制品，则在至少连续制造两批混凝土所需的时间内同样必须维持塑性稠度。
之前用于普通硅酸盐水泥基混凝土的许多浇铸技术中，以相对干燥的形式对混凝土进行浇铸。由于当置于硬质平坦表面上时混凝土不显示任何可测量的坍落，这种混凝土通常称为“无坍落”混凝土。基于普通硅酸盐水泥的无坍落混凝土用于管道的离心浇铸和其它的干燥压实浇铸法。由于地质聚合物混凝土在经历这些固结方法时快速凝固，我们发现制品的浇铸呈现出相当的实际问题。由于文献没有认识到或者考虑到地质聚合物经受管道和类似制品制造中采用的传统固结技术所造成的地质聚合物混凝土在性能上的变化，将文献报导的实验室规模观察结果转化为制品的商业规模制造是极为困难的。

发明内容
现在我们已经发现，通过使用具有“无坍落”稠度、金属硅酸盐和金属氢氧化物组分一起提供的SiO2/M2O比例为至少0.8的地质聚合物混凝土，地质聚合物混凝土可以用于制各管道和其它的固结模塑制品，其中M为碱金属或碱土金属(1/2M)，优选为碱金属如钠或钾。
因此，我们提供了一种形成地质聚合物模塑制品的方法，其包括形成含碱金属或碱土金属硅酸盐组分、碱金属或碱土金属氢氧化物、骨料和水的地质聚合物混凝土组合物，其中水的含量不足以提供坍落的混凝土，SiO2与M2O的比例为至少0.8；和将混凝土浇铸到模具中，使模塑的混凝土在模具中进行固结。SiO2与M2O的比例优选为至少0.9，最优选为至少0.95。典型地，该比例小于1.2。
我们还发现，通过限制混合顺序开始时加入的水，可以获得加工时间可接受的混凝土。通常的作法是将骨料组分加入到混合机中开始混合循环，典型地将那些骨料在“原始达到(as received)”的水分条件下加入。当这一通常的作法之后进行地质聚合物混凝土混合时，发现出自骨料的水缩短了加工时间。为了克服这一问题，我们优选以限制混合循环开始时所加水的方式对骨料进行预处理。
我们还发现，通过使用确定的组分加入顺序，可以获得更均匀的加工性能，使得混凝土更容易压实，并产生更好的表面光洁度。制备方法包括形成至少一部分骨料与金属氢氧化物的混合物，将该混合物与铝硅酸盐粘结剂合并，随后与金属硅酸盐合并，最后加入水。
本发明的组合物和方法尤其适用于管道的制备。
具体实施例方式
我们发现，通过调节本发明的这些方面可以实现足够的加工时间，使得地质聚合物混凝土可以通过普通的制造技术用于制备管道、杆和类似物。这些方面的调节仍然可以使混凝土在浇铸过程中实现快速强度增长并生产符合适当标准要求的典型尺寸的制品。
用于生产管道、杆和类似物的混凝土稠度非常粘稠，它通常称为“无坍落”混凝土。无坍落混凝土可以定义为当进行澳大利亚标准AS1012.3.1(1998)“混凝土稠度的性能测定-坍落度测试”中说明的坍落度测试时，显示不出可测量坍落度的混凝土。新鲜混凝土由于混合物中石头的比例高而显得特别粗糙，但是振动和/或压实后混凝土将采取模具的形状，如果它的粘结性或“湿”强度足够高，它将会保持那个形状而不会塌陷。对这种类型混凝土稠度的更精确的测量可以通过进行如下测试获得ASTMC1170-使用振动台测定碾压混凝土的稠度和密度。在该测试中，对混凝土进行质量固定的振动和压实，直至消除大多数空气空隙，并且游离糊剂可以在透明塑料盘周围形成连续膜。采用许多方式使测试模拟滚筒悬置式制管方法中对混凝土进行的压实，使得它确实良好地指示混凝土在实际制造条件下是何表现。
在特别优选的实施方式中，混凝土具有足够高的Vebe时间，使得压实完成后避免混凝土从模具坍落掉，但是Vebe时间不会高到混凝土太硬而不能被压实，以便使其适当地填充模具。在管道、杆和类似物的通常的制造方法中，制品在30分钟混合内进行浇铸，因此在这段时间内使混凝土保持可接受的稠度水平是非常重要的，如果进行连续生产，多批混凝土的混合之间不清洁设备，则优选将这一稠度保持45分钟或更久。Vebe时间可以用作该稠度的量度，为符合所有要求，适当的数值范围为混合后15分钟的Vebe时间＝15-40秒(优选15-35秒)混合后30分钟的Vebe时间＝15-50秒(优选15-40秒)混合后45分钟的Vebe时间＝15-60秒所指范围内Vebe时间的精确数值取决于若干因素，其包括骨料类型和管道直径。
使用ASTM C1170的方法A测定Vebe时间，测试完成后将混凝土从模具取出，用手裂成具有沙子和糊剂涂层的单独的石头片。将这一压碎的混凝土返回至Vebe模具中，使得相同的样品可以每隔15分钟进行重复测试。
由于加工时间太短不可接受(通常小于15分钟)，发现0.20∶1至0.75∶1的SiO2/M2O比例是不合适的。我们还发现，这一相对较低的比例导致出现断层和不连续，我们相信这可能是当混凝土丧失其塑性稠度时混凝土固结引起的变形造成的。据我们所知，这一现象之前对于地质聚合物组合物并没有报导过，使得在通常用于模塑OPC混凝土制品的压实条件下模塑地质聚合物混凝土更为困难。相反，通过使用无坍落稠度的地质聚合物混凝土，其含有SiO2/M2O比例为至少0.8、优选为至少0.9、更优选为至少0.95的金属硅酸盐和金属氢氧化物的组合，可以使加工时间延长，并且仍然产生强度足够高以符合标准要求的制品。所述的比例优选为不大于1.20。
组合物的骨料组分通常由分级沙子加粗糙石头组成。对于管道制备来说，组合中石头的含量典型地为干燥组分总重量的40至60wt％，更优选为50至57wt％。沙子的含量典型地为干燥组分总重量的20至45wt％，更优选为25至35％。通常骨料组分首先加入到混合物中，它们通常在“原始达到”的水分条件下使用。在正常条件下，石头的水分含量为0.5至2.5％，沙子的水分为2至7％。
我们发现，使用水分含量在这一正常范围内的骨料产生加工时间降低以浇铸制品的混凝土。通过使用滚筒悬置工艺制备尺寸为750至1800mm的管道，我们发现限制骨料组分的水分含量可以将加工时间延长到至少30分钟或更久，这对浇铸制品来说更为。为了获得可接受的加工时间，在混合工序开始时通过使用潮湿骨料加入的水优选限制为低于组分总质量的0.8％，优选低于0.5％。
我们发现，使用水分含量低于1.5％、排水良好的石头和水分含量低于0.2％的干燥沙子可以方便地实现这一点。如果骨料组分中的结合水分超过所规定的混合开始时加水的极限，则仅加入部分骨料，开始另外可选的混合顺序，使骨料的水含量小于规定的极限，然后在混合循环结束时加入剩余的骨料。
如果骨料组分含有多于优选水平的水，则进一步可选的混合过程是加入固体金属氢氧化物，其通过从骨料吸收水而溶解。在降低生成50％金属氢氧化物当量的溶液所需的量之后，接下来需要骨料组分的水分含量低于规定的极限。由于金属氢氧化物溶解时产生的热量可以增加混合物的温度并可能降低加工时间，这一方法并非优选。
我们发现，形成金属氢氧化物溶液与整个骨料组分的初步混合物通常是方便的。优选地，在形成金属氢氧化物和骨料的混合物之后加入含铝硅酸盐材料的粘结剂组分。优选地，在粘结剂之后加入金属硅酸盐，金属硅酸盐的加入活化缩合反应并起动混凝土的加工时间。
本发明的方法特别适于制造混凝土管。混凝土管的制造典型地涉及选自离心法、滚筒悬置法和垂直浇铸法的方法。这些方法通常涉及高的压实力，我们发现这严重地降低了地质聚合物组合物的加工时间。
本发明的方法使加工时间通常延长到至少30分钟，更优选为至少45分钟，使得可以在养护前完成涉及成形和处理的工艺。
在离心(或振动自旋)法中，模具支撑在环上，并在通常圆周速度为每秒4至5米的高速下旋转。将模具填充，并通过支撑环在通常8至130赫兹的频率下脉冲振动。将填充模具在旋转过程中刮平，用套筒式内轴体碾平。自旋速度通常得以增加，以便在50倍重力或更大的离心力下将混凝土压实。
在滚筒悬置法中，将模具(通常为含钢筋笼的钢模具)悬挂在称为滚筒的水平转轴上，并在将无坍落混凝土通过机械送入模具的同时旋转。通过离心力和振动，最后通过滚筒和混凝土模具之间的压缩，将混凝土对着模具压实。与多数其它方法相比，这种压实方法使用的混凝土更干燥，是根据本发明的方法形成管道的优选方法。
在垂直浇铸法中，将管道模具放置成它的轴垂直，从上部填充模具。通常通过剧烈振动和/或局部高辊压力将混凝土压实。
优选的金属硅酸盐是含44％的固体、SiO2/Na2O比例为2.0的硅酸钠溶液，优选的金属氢氧化物是含50％固体的氢氧化钠溶液。使用这些材料时，氢氧化钠溶液与硅酸钠溶液的质量比为1∶2至1∶4，优选为约1∶3。总的水(骨料中的水+加入的水)与硅酸盐/氢氧化物溶液的质量比取决于骨料和粘结剂的性能而变化，但其通常为1∶1.5至1∶2.5，优选为约1∶2。混合物所含流体的总质量取决于骨料和粘结剂的性能而变化，但其通常为组分总质量的4至6％，优选为约5％。如果必须改变流体的量以获得可接受的流变性能，则流体的总体积也应当改变，使金属氢氧化物与金属硅酸盐与水的比例得以保持。
地质聚合物混凝土中的水具有综合功能。我们已经发现，水对反应速率的影响取决于其在混合顺序中何时加入。如果水是在开始时加入，则可能由于骨料的水分含量高而降低混合物的初始加工性能。
在本发明方法的实施方式中，特别优选的是在将金属氢氧化物组分和至少一部分骨料和任选地其它组分混合之后，将水含量不足以提供坍落混凝土的总的混凝土水含量的一半到三分之二的加入到组合物中。
本发明的方法包括使用骨料、铝硅酸盐粘结剂、金属硅酸盐和金属氢氧化物配制地质聚合物。作为形成地质聚合物混凝土的初步步骤，将金属氢氧化物与至少一部分骨料组分混合。金属氢氧化物的形式可以是固体或含水混合物。优选地，当金属氢氧化物是含水混合物时，浓度为至少30wt％，更优选为至少40wt％，更优选为至少45wt％。
地质聚合物混凝土的形成采用反应性铝硅酸盐粘结剂。可以从其形成地质聚合物的反应性铝硅酸盐粘结剂的例子包括飞灰、研磨的高炉矿渣、偏高岭土、含铝硅粉、合成铝硅酸盐玻璃粉、熔渣和浮石。这些材料含有有效比例的在强碱溶液中为高度反应性的无定形铝硅酸盐相。本发明的方法中优选使用的铝硅酸盐是飞灰(特别是F类飞灰)、熔渣和高炉矿渣。如果需要的话，可以使用两种或多种铝硅酸盐的混合物。
更优选地，铝硅酸盐组分包括飞灰，任选地包括一种或多种第二粘结剂组分，该第二粘结剂组分可以是研磨的粒状高炉矿渣、硅酸盐水泥、高岭土、偏高岭土或硅粉。典型地，飞灰组分是至少70wt％的铝硅酸盐粘结剂。优选地，飞灰为总干燥组分的10至20wt％，更优选为10至15wt％。
在本发明的优选方面，其中铝硅酸盐粘结剂主要由飞灰组成，已经发现，少量加入第二粘结剂组分如研磨的粒状高炉矿渣或硅酸盐水泥可以使强度大为增强，并且还有助于对反应速率进行控制。
我们认为，硅酸盐水泥和炉渣使强度改进是因为它们比飞灰的反应性更强，更容易溶于碱性溶液。反应性更强的这些组分产生更高的离子浓度，其接下来反应生成更致密的聚合物链网络和更高的强度。第二粘结剂组分反应性更强也有助于使飞灰反应性的变化相等。由于飞灰通常在可变的条件下从发电站产生，飞灰的反应性也倾向于具有多变性。这种多变性可以通过加入更多的有助于使离子浓度保持稳定的反应性第二粘结剂组分而得以缓和。
当粘结剂组分含有研磨的粒状高炉矿渣时，其浓度通常为粘结剂组分的低于20wt％，优选为6至10wt％。如果使用硅酸盐水泥，则其浓度通常为铝硅酸盐粘结剂组分的低于8wt％，优选为低于6wt％，最优选为1至3wt％。
本发明的方法使用的金属氢氧化物通常是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。通常优选为碱金属氢氧化物，最优选为氢氧化钠和氢氧化钾。
金属硅酸盐通常足碱金属硅酸盐和/或碱上金属硅酸盐。优选为碱金属硅酸盐，特别是硅酸钠。优选地，硅酸钠的SiO2/Na2O比例等于或小于3.2，最优选为等于2.0。
本发明组合物的典型例子包括下列组分(以总干燥组分的重量计)40至60wt％粗糙骨料；20至45wt％沙子；10至20wt％飞灰和其它的粘结剂组分；0.5至2wt％硅酸钠；和0.2至0.6wt％ 氢氧化钠。
本发明特别优选的组合物包括下列组分(以总干燥组分的重量计)50至57wt％粗糙骨料；25至35wt％沙子；10至15wt％飞灰和其它的粘结剂组分；0.5至2wt％硅酸钠；和0.2至0.6wt％ 氢氧化钠。
本发明的方法通常与浇铸法结合使用，特别是制备管道的浇铸法。浇铸法典型地包括压实步骤，其中使用例如离心压实和/或滚筒模具间压实的技术将地质聚合物混凝土在模具内压实。在浇铸方法中，通常对浇铸的地质聚合物进行蒸汽养护步骤。养护典型地在40-90°、更优选为60-80°的温度下进行。
现在参考如下实施例对本发明进行说明。应当理解到，这些实施例是为了对本发明进行说明，而绝非对本发明的范围进行限定。
实施例在实施例中，使用表1中说明的地质聚合物混凝土配方来制备各种制品，并对这些制品进行测定以确定其是否符合相关的标准要求。
表1

备注所指示的*水表示骨料所含的水和混合循环结束时加入的水，但是在其它的流体组分中不含任何水。
为了确定不同SiO2/Na2O比例的影响，使用表1所示的B-4配方制备混凝土，不同之处在于改变硅酸钠与氢氧化钠的量，二者的比例如表2所示。尽管流体组分的比例有所变化，不改变水或总流体的加入。其它因素保持恒定，其包括粘结剂和骨料的组成以及混合的顺序。SiO2/Na2O比例的这些变化对Vebe时间的影响见表2。
表2

为了使用前述方法制造管道和杆，特别优选使用Vebe时间如下的混凝土15分钟时为15-40秒(优选15-35秒)。
30分钟时为15-50秒(优选15-50秒)。
45分钟时为15-60秒。
这一范围之外的混凝土不是太硬而无法压实，就是压实之后从模具上坍落掉。基于这些发现，选择SiO2/Na2O比例为1.06的混合物用来试验，确定混合顺序的影响。
混合顺序的影响、特别是混合工序开始时加入水的影响从表3所示的结果确定。这些试验使用B-4配方，混合顺序的变化如所示。在所有的试验中，使每种组分混合90秒，混合开始定义为第一个流体组分的加入时间。
表3

结果显示，混合循环开始时加入水相当于具有使用水分含量过量的骨料，这使得混凝土的刚度不可接受地增加，如Vebe时间所示。其它的混合顺序可以生成加工性能和加工时间可以接受的混凝土，但是以下列顺序制造的混凝土可以具有最坚固的性能。
1.骨料
2.氢氧化钠溶液3.粘结剂4.硅酸钠溶液5.水这些实施例中的原料碱金属硅酸盐的形式为含44.1％固体的硅酸钠溶液，其由29.4％SiO2和14.7％Na2O制成。
碱金属氢氧化物的形式为含50％固体的氢氧化钠溶液，其含有38.75％的Na2O。
粘结剂组分选自F类飞灰、研磨的粒状高炉矿渣或硅酸盐水泥。
骨料组分由等级5mm的石英砂以及12mm的碎河砾石或14mm的碎玄武岩组成。
使用以上的混合顺序，比例最优的规定水分含量的骨料和化学组分，使用现有制造方法制备制品。制备含钢筋笼的管模具，使用滚筒悬置、离心自传和垂直振动浇铸来浇铸管道，如实施例中所示。所有的实施例均使用通过以下混合过程制备的混凝土将石头和沙子与金属氢氧化物紧密混合约1.5分钟。加入含有飞灰和任何其它补充材料的粘结剂，并将其与骨料混合1.5分钟。然后加入金属硅酸盐，混合1.5分钟，加入剩余的混合水并在通过连续带输送至浇铸设备前混合1分钟。该混合过程使用干燥状态下的沙子和水分含量低于1.5％的石头。采用表1所示的配方和上述混合顺序，发现加工时间为至少30分钟，这便有足够的时间浇铸制品，并且当制品从模具上剥离时，发现它们具有可以接受的表面光洁度。
通过滚筒悬置法制造的管道实施例 12345制造的管道 21/8/03 18/9/03 3/10/03 31/3/04 31/3/04配方B-3 B-3 B-3 B-4 B-5管直径(mm) 750 900 1500 750 750AS4058管道类别 32233
水吸收(％) ＜6.5＜6.5＜6.5＜6.5＜6.5静水压(kPa) ＞90 ＞90 ＞90 ＞90 ＞90断裂负荷(kN/m) ＞48 ＞37 ＞54 ＞48 ＞48最终负荷(kN/m) ＞72 ＞56 ＞81 ＞72 ＞72AS4058符合性 符合 符合 符合 符合 符合实施例1-5所示管道的长度均为2.4米。
通过离心自旋法制造的管道实施例6制造的管道15/10/04配方 B-4管直径(mm)375AS4058管道类别2水吸收(％)＜6.5静水压(kPa) ＞90断裂负荷(kN/m)＞17最终负荷(kN/m)＞26AS4098符合性 符合实施例6所示的管道的长度为1.2米。
通过垂直浇铸法制造的入口腔实施例7制造的6/7/04配方 B-1腔高度(mm)375水吸收(％)＜6.5静水压(kPa) ＞90断裂负荷(kN) ＞123最终负荷(kN) ＞246AS4198符合性 符合混凝土混合过程所有的混凝土均在包含反向旋转混合叶片的转锅式混合机中制备。将石头和沙子加入到锅中，在加入下一个组分之前混合1分钟。
混合时间从加入第一个流体组分开始计，加入各种组分之间混合90秒。
从混合开始起每隔15分钟进行Vebe测试。所有试样均在混合15分钟内浇铸，60分钟之后将它们置于规定温度下的蒸汽养护腔内。
权利要求
1.一种形成地质聚合物模塑制品的方法，其包括形成含碱金属或碱土金属硅酸盐组分、碱金属或碱土金属氢氧化物、骨料和水的地质聚合物混凝土组合物，其中所述水的含量不足以提供坍落的混凝土，SiO2与M2O的比例为至少0.8；和将混凝土浇铸到模具中，使模塑的混凝土在模具中进行固结。
2.根据权利要求1的方法，其中所述的金属M是碱金属。
3.根据权利要求1的方法，其中所述SiO2与M2O的比例为至少0.9。
4.根据权利要求1的方法，其中所述SiO2与M2O的比例为至少0.95。
5.根据权利要求1的方法，其中所述的M2O是Na2O，SiO2/Na2O的比例为0.9至1.2。
6.根据权利要求1的方法，其中混合之后15分钟时所述混凝土的Vebe时间为15至40秒。
7.根据权利要求6的方法，其中30分钟时所述混凝土的Vebe时间为15至50秒，45分钟时所述混凝土的Vebe时间为15至60秒。
8.根据权利要求1的方法，其用于混凝土制品的模塑。
9.根据权利要求1的方法，其用于通过选自离心法、滚筒悬置法和垂直浇铸法的方法形成模塑管。
10.根据权利要求1的方法，其中所述的铝硅酸盐材料选自飞灰、研磨的高炉矿渣、偏高岭土、硅粉、合成铝硅酸盐、熔渣和浮石。
11.根据权利要求1的方法，其中所述铝硅酸盐粘结剂组分的至少70wt％是飞灰。
12.根据权利要求1的方法，其中所述的铝硅酸盐组分进一步包括选自研磨的粒状高炉矿渣和硅酸盐水泥的铝硅酸盐。
13.根据权利要求1的方法，其中所述的铝硅酸盐组分包括至少70wt％的飞灰、含量至多30wt％的高炉矿渣，其中所述的组合物进一步包括含量至多为铝硅酸盐粘结剂组分总重量的至多8wt％的普通硅酸盐水泥。
14.根据权利要求1的方法，其包括以总干燥组分重量计的下列组分40至60wt％ 粗糙骨料；20至45wt％ 沙子；10至20wt％ 飞灰；0.5至2wt％ 硅酸钠；和0.2至0.6wt％ 氢氧化钠。
15.根据权利要求1的方法，其中在将所述金属氢氧化物组分和至少一部分所述骨料和任选地其它组分混合之后，将水含量不足以提供坍落混凝土的总的混凝土水含量的一半到三分之二加入到所述的组合物中。
16.根据权利要求1的方法，其中形成地质聚合物混凝土包括如下步骤形成至少一部分骨料与金属氢氧化物的混合物，将所述金属氢氧化物与至少一部分骨料的混合物与含有铝硅酸盐材料和含金属硅酸盐的活化剂的粘结剂合并。
17.根据权利要求16的地质聚合物混凝土的制备方法，其中所述骨料与金属氢氧化物的混合物中存在有至少50％的总骨料组分。
18.根据权利要求16的地质聚合物混凝土的制备方法，其中与金属氢氧化物混合的骨料的水含量低于组分总质量的0.8。
19.根据权利要求16的地质聚合物混凝土的制备方法，其中将所述的地质聚合物混凝土组合物浇铸到模具中并压实在所述模具中。
20.根据权利要求16的方法，其中将所述的混凝土组合物通过选自离心管法、滚筒悬置法和垂直浇铸法的方法浇铸到管模具中。
21.根据权利要求16的方法，其中将所述的混凝土通过选自离心法和滚筒悬置法的方法浇铸到管模具中。
22.根据权利要求16的方法，其中所述的地质聚合物混凝土是无坍落混凝土。
23.根据权利要求16的方法，其中所述的组合物中沙子与石头的比例为1∶1.5至1∶2。
24.根据权利要求16的方法，其中所述至少一部分骨料组分和金属氢氧化物的混合物中存在有水，另外的水由剩余的组分加入，而且其中所述至少一部分骨料组分和金属氢氧化物的混合物中存在的水与由剩余组分加入的水的比例为1∶2至1∶3。
25.通过根据权利要求16的方法形成的混凝土管制品。
26.根据权利要求16的方法，其中通过所述地质聚合物混凝土在管模具中的压实浇铸形成所述的制品。
27.根据权利要求16的方法，其中所述的地质聚合物混凝土在管模具中通过选自离心法和滚筒悬置法的方法压实。
全文摘要
一种形成地质聚合物模塑制品的方法，其包括形成含碱金属或碱土金属硅酸盐组分、碱金属或碱土金属氢氧化物、骨料和水的地质聚合物混凝土组合物，其中水的含量不足以提供坍落的混凝土，SiO
文档编号C01B33/32GK1882516SQ200480034328
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年11月19日
发明者G·B·约翰逊 申请人:洛可拉有限公司