本发明属于建筑材料领域，具体地涉及一种土聚水泥材料及其制备方法。
背景技术：
1、土聚水泥是一类新型的高性能无机聚合物材料，是碱激活胶凝材料中最具前途的一类，土聚水泥现在已经被广泛应用，在建筑材料、高强材料、核固废材料、密封材料和耐高温材料等方面均显示出巨大的应用前景。土聚水泥的大部分应用领域与水泥、陶瓷相同，但是与水泥和陶瓷比较起来，土聚水泥具有很大的优势：（1）制造土聚水泥材料不需要高温锻烧或烧结，地聚反应在常温到150℃就可以完成，而且生产过程中几乎没有no2、so2和co产生，co2的排放量也非常低；（2）良好的施工性能，土聚水泥制备工艺简单，并能在室温下快速硬化；（3）耐久性好，土聚水泥制得的混凝土硬化后结构致密，抗渗性、抗冻性好；（4）酸性条件下质量损失小，表现出良好的抗腐蚀性能。
2、目前，制作土聚水泥的基础原料主要为偏高岭土和粉煤灰等，基础原料较为单一，不利于土聚水泥的推广。cn111847935a公开了一种土聚水泥材料及其制备方法。所述的土聚水泥材料，以重量份计，包括如下组分：偏高岭土25-50份，废催化剂5-25份，激发剂10-40份，水2-15份。该发明的土聚水泥材料掺杂了一定量的废催化剂，解决了土聚水泥基础原料单一的问题，其抗压强度和抗折强度还有待于提高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种土聚水泥材料及其制备方法。本发明的土聚水泥材料以一定量废催化剂为原料，具有良好的抗压强度和抗折强度，更好地固化废催化剂中的金属，解决了土聚水泥基础原料单一的问题，能够更好的促进土聚水泥的推广应用。
2、本发明提供了一种土聚水泥材料，以重量份计，包括如下组分：偏高岭土25-50份，预处理废催化剂5-30份，激发剂10-40份，水2-15份；优选为：偏高岭土30~45份，预处理废催化剂5~25份，激发剂15~35份，水2~10份；其中所述的预处理废催化剂的处理过程为：将废催化剂浸入环氧丙烷水溶液中，然后进行密封热处理，热处理得到的物料再经干燥、焙烧。
3、本发明中，所述的废催化剂可以为各种含有重金属（比如稀土金属、镍等中的至少一种）的废催化剂。所述的废催化剂为炼油废催化剂，进一步可以选自渣油加氢废催化剂、催化裂化废催化剂等中的至少一种，所述渣油加氢废催化剂可以为加氢脱硫废催化剂、加氢脱氮废催化剂、加氢脱金属废催化剂中的至少一种；优选为催化裂化废催化剂。
4、本发明中，所述的废催化剂，以废催化剂重量为基准，无定形氧化铝的含量一般不低于10wt%，进一步地不低于20wt%，优选不低于30wt%。
5、本发明中，所述的环氧丙烷水溶液质量百分比浓度为2.5%-12%，优选4%-8%，环氧丙烷水溶液用量与废催化剂的质量比为3：1-10：1，优选4：1-8：1。
6、本发明中，所述的密封热处理优选在密闭高压釜中进行，所述的密封热处理优选先在60-100℃密封热处理1-4小时，然后在120-160℃密封热处理2-6小时。
7、本发明中，所述的干燥温度为100-160℃，干燥时间为2-8小时，所述的焙烧温度为500-750℃，焙烧时间为4-6小时，焙烧在含氧气氛中，优选空气气氛中进行。
8、本发明中，所述的激发剂为氢氧化钠、碳酸钠或水玻璃中的一种或多种，所述激发剂优选由10-20质量份的naoh和30-50质量份的水玻璃混合组成，其中水玻璃模数优选为1-2.0。激发剂的加入方式一般以水溶液的形式加入。
9、本发明的土聚水泥材料的制备方法，包括如下内容：将废催化剂、偏高岭土和水混合均匀，然后加入激发剂，混合均匀，得到所述的土聚水泥材料。
10、本发明中的土聚水泥材料制成土聚水泥产品可以采用常规的模具成型法，比如将所述的土聚水泥材料注入模具中成型，制成需要的形状，在温度20-80℃，相对湿度90%-95%的条件下养护1-28d脱模，即可得到土聚水泥成品。
11、本发明中，所述的废催化剂先进行粉磨至颗粒范围在20~100μm，优选为30-68μm，然后再与偏高岭土和水进行混合。
12、本发明中，所述的偏高岭土是由高岭土原粉经高温焙烧后得到的，一般焙烧条件如下：经过600-800℃高温焙烧2-4h。所述的偏高岭土的主要化学组成以质量分数计包括：sio2的含量为48%-58%，al2o3的含量38%-48%，优选为sio2的含量为48%-52%，al2o3的含量40%-45%。
13、本发明中，将废催化剂、偏高岭土和水混合均匀，然后加入激发剂，混合均匀，所述混合可以采用搅拌法等常规方法。所述的混合可以在室温下进行。各物料的加入方式可以采用一次性加入，也可以采用分多次加入。
14、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
15、本发明方法对废催化剂进行预处理，一方面可以使废催化剂表面转变为大小均一的蠕虫状结构，预处理过程能够很好地固化催化剂中的ni、la、ce等金属，该结构相比于现有技术中的长条形棒状结构与土聚水泥材料的其他组分结合得更紧密，进一步增强其抗压强度和抗折强度，扩展了土聚水泥的基础原料，变废为宝，具有广阔的应用推广前景。
1.一种土聚水泥材料，其特征在于以重量份计，包括如下组分：偏高岭土25-50份，预处理废催化剂5-30份，激发剂10-40份，水2-15份；优选为：偏高岭土30~45份，预处理废催化剂5~25份，激发剂15~35份，水2~10份；其中所述的预处理废催化剂的处理过程为：将废催化剂浸入环氧丙烷水溶液中，然后进行密封热处理，热处理得到的物料再经干燥、焙烧。
2.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的废催化剂为各种含有重金属的废催化剂，优选为催化裂化废催化剂。
3.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：以废催化剂重量为基准，无定形氧化铝的含量不低于10wt%，进一步地不低于20wt%，优选不低于30wt%。
4.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的环氧丙烷水溶液质量百分比浓度为2.5%-12%，优选4%-8%，环氧丙烷水溶液用量与废催化剂的质量比为3：1-10：1，优选4：1-8：1。
5.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的密封热处理在密闭高压釜中进行，所述的密封热处理先在60-100℃密封热处理1-4小时，然后在120-160℃密封热处理2-6小时。
6.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的干燥温度为100-160℃，干燥时间为2-8小时，所述的焙烧温度为500-750℃，焙烧时间为4-6小时，焙烧在含氧气氛中，优选空气气氛中进行。
7.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的激发剂为氢氧化钠、碳酸钠或水玻璃中的一种或多种；所述激发剂优选由10-20质量份的naoh和30-50质量份的水玻璃混合组成，其中水玻璃模数优选为1-2.0。
8.根据权利要求1所述的土聚水泥材料，其特征在于：所述的偏高岭土是由高岭土原粉经高温焙烧后得到的，焙烧条件如下：经过600-800℃高温焙烧2-4h；所述的偏高岭土的主要化学组成以质量分数计包括：sio2的含量为48%-58%，al2o3的含量38%-48%，优选为sio2的含量为48%-52%，al2o3的含量40%-45%。
9.根据权利要求1~8任一所述的土聚水泥材料的制备方法，其特征在于包括如下内容：将废催化剂、偏高岭土和水混合均匀，然后加入激发剂，混合均匀，得到所述的土聚水泥材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的废催化剂先进行粉磨至颗粒范围在20~100μm，优选为30-68μm，然后再与偏高岭土和水进行混合。
