复合改性赤泥基胶凝材料、制备方法及应用

本发明涉及先进无机非金属材料应用于工业固废综合处理的，具体涉及一种复合改性赤泥基胶凝材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、赤泥是氧化铝生产后残留的一种红色泥状、强碱性的固体废弃物；一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生0.9～1.4吨的赤泥，因铝土矿品位、生产方法、技术水平不同，赤泥的种类也不同，其中拜耳法产出的赤泥占我国赤泥产量的90％以上，而这类型赤泥的绿色利用率不超过10％。

2、拜耳法赤泥利用率低的主要原因是，赤泥具有强碱性，其直接作为胶凝材料使用，容易出现泛霜现象，故需要降低赤泥自身的碱性；次要原因是，赤泥的胶凝材料活性较低。现有技术中，为提高拜耳法赤泥的作为胶凝材料的强度，主要通过碱激发、热活化等方式，但上述技术方案存在以下技术问题：1、需要提高强碱材料的碱性，会造成处理原材料成本攀升；2、热活化处理会带来较高的能耗成本。此外，对于拜耳法赤泥进行工业固废综合利用制备胶凝材料时，拜耳法赤泥加入量越多，胶凝材料的强度越差，这也会影响拜耳法赤泥的利用率。

3、因此，现在亟需一种低材料成本、低能耗，以及在保持胶凝材料强度的情况下提高拜耳法赤泥掺量的拜耳法赤泥处理方案，以提高氧化铝生产过程中的整体固废利用率。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出一种复合改性赤泥基胶凝材料、制备方法及应用，以改善现有技术中存在的处理工业固废、利用赤泥制备胶凝材料时，赤泥掺量低、处理过程中消耗的其它材料成本多、能耗高之技术问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供了一种复合改性赤泥基胶凝材料，按质量百分比包括：

4、赤泥50-60份、矿渣15-28.8份、水泥15-19.2份、二水硫酸钙2-10份、氯化物早强剂2份、界面分散剂0.16-0.3份、水21份。

5、进一步的，赤泥为拜耳法赤泥，细度为170-200目。

6、进一步的，矿渣为s95级高炉矿渣粉，比表面积大于400m2/kg。

7、进一步的，水泥为p.o 42.5r水泥，比表面积为343m2/kg。

8、进一步的，氯化物早强剂为无水氯化钙，氯化钙含量不少于96％。

9、进一步的，界面分散剂为聚羧酸系超塑化剂，其固含量≥95％，ph值5-8，表面张力为(40-60)×10-5n/cm。

10、第二方面，提供了一种复合改性赤泥基胶凝材料的制备方法，用于制备第一方面提供的复合改性赤泥基胶凝材料，包括：

11、将一定质量百分比的赤泥、矿渣、水泥、二水硫酸钙加入搅拌机中，按第一搅拌时间低速搅拌后，再加入氯化物早强剂、界面分散剂按第二搅拌时间高速搅拌，得到混合均匀的干料；

12、先将水加入搅拌机内，再加入混合均匀的干料，按第三搅拌时间低速搅拌后，再按第四搅拌时间进行高速搅拌；停拌间歇时间后再按第五搅拌时间进行高速搅拌，得到原始胶凝材料；

13、将原始胶凝材料的一半放入模具中，使用振实台按振实次数进行振实；然后将剩余的另一半原始胶凝材料加入模具中，再使用振实台按振实次数振实；按固化时间放置后进行脱模标准养护，得到复合改性赤泥基胶凝材料。

14、进一步的，第一搅拌时间为15s，第二搅拌时间为10s，第三搅拌时间为30s，第四搅拌时间为30s，间歇时间为90s，第五搅拌时间为60s。

15、进一步的，振实次数为60次，固化时间为24h；标准养护的环境条件包括温度为20±1℃，相对湿度不低于90％。

16、第三方面，提供了一种复合改性赤泥基胶凝材料之应用，包括用作混凝土路面的胶凝材料或路缘石。

17、由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：

18、1.制备胶凝材料时，在不降低材料强度的情况下，实现了对拜耳法赤泥的大掺量利用；

19、2.制备过程无需加热，无碱激发剂的引入，具有较低的经济成本；为大规模消纳赤泥提供了一种更优的技术方案。

技术特征：

1.一种复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，按质量百分比包括：

2.根据权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，所述赤泥为拜耳法赤泥，细度为170-200目。

3.根据权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，所述矿渣为s95级高炉矿渣粉，比表面积大于400m2/kg。

4.根据权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，所述水泥为p.o42.5r水泥，比表面积为343m2/kg。

5.根据权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，所述氯化物早强剂为无水氯化钙，氯化钙含量不少于96％。

6.根据权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料，其特征在于，所述界面分散剂为聚羧酸系超塑化剂，其固含量≥95％，ph值5-8，表面张力为(40-60)×10-5n/cm。

7.一种复合改性赤泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-6中任一所述的复合改性赤泥基胶凝材料，包括：

8.根据权利要求7所述的复合改性赤泥基胶凝材料制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的复合改性赤泥基胶凝材料制备方法，其特征在于，所述振实次数为60次，固化时间为24h；标准养护的环境条件包括温度为20±1℃，相对湿度不低于90％。

10.一种如权利要求1所述的复合改性赤泥基胶凝材料之应用，其特征在于，包括用作混凝土路面的胶凝材料或路缘石。

技术总结本发明提供一种复合改性赤泥基胶凝材料，按质量百分比包括：赤泥50‑60份、矿渣15‑28.8份、水泥15‑19.2份、二水硫酸钙2‑10份、氯化物早强剂2份、界面分散剂0.16‑0.3份、水21份。本发明可以改善复合改性赤泥基胶凝材料、制备方法及应用，以改善现有技术中存在的处理工业固废、利用赤泥制备胶凝材料时，赤泥掺量低、处理过程中消耗的其它材料成本多、能耗高之技术问题；制备胶凝材料时，在不降低材料强度的情况下，可实现对拜耳法赤泥的大掺量利用；制备过程无需加热，无碱激发剂的引入，具有较低的经济成本；为大规模消纳赤泥提供了一种更优的技术方案。技术研发人员：罗婷倚,刘燕燕,孙广豫,胥旭波,罗柳芬,周乾,归翀,苏伟胜,黄中文,陶亮,韦才超,王朝强,刘斌受保护的技术使用者：重庆交通大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27