CN103467060A - 拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法，属于泡沫混凝土砌块制备技术领域，主要涉及拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法。本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块其质量百分比包括拜耳法赤泥45~55%，高炉水淬渣15~25%，水泥15~20%和氯氧镁胶凝材料5~15%。本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块的制备方法采用油泥砂为主要原料，通过配料→混合→加泡→静置→脱模→养护的工艺步骤，可获得强度高、质量轻、保温效果好的泡沫混凝土砌块，并且充分利用了拜尔法赤泥，变废为宝。

Description

拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法

技术领域

拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法，属于泡沫混凝土砌块制备技术领域。

背景技术

赤泥（主要是拜耳法赤泥，后简称赤泥）是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，因含有大量氧化铁而成红色，故被称为赤泥。因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大约每生产1t氧化铝要排放1.0~1.8吨赤泥。中国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放。赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

众所周知，相对于其它固体废弃物，赤泥的开发利用率很低，目前主要是库存和干堆。研究开发技术，实现赤泥的资源化利用意义重大。墙体材料具有资源需求量大的特点，将赤泥作为墙体材料的原料进行开发，是赤泥资源整体利用的的主要途径之一。以赤泥为原料生产节能、保温的新型墙体材料，具有环境友好、资源节约的优势，既能满足城市化进程中的大量的材料需求，又是铝业可持续发展的必然。

国外一般采用排海法来处置铝业赤泥，国内几家铝厂都处在内陆省份，海洋处置的费用太高。国内外也有许多开展赤泥资源化的研究，包括制备水泥，生产陶瓷，塑料填料等。而目前大部分技术要么吃渣量太小，要么生产成本高、能耗太大。利用赤泥制备免烧砖新型建筑材料是一个被看好的新的发展方向。

泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混泥土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。轻质混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法，按本发明配方和制备方法获得的赤泥泡沫混凝土砌块抗压强度高、稳定性好，且不泛碱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：拜耳法赤泥45~55%，高炉水淬渣15~25%，水泥15~20%和氯氧镁胶凝材料5~15%，发泡剂0.1~1%。

优选的，拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：拜耳法赤泥50%，高炉水淬渣20%，水泥20%和氯氧镁胶凝材料10%，发泡剂0.4%。

所述的拜耳法赤泥含水率25~30%，渗滤液PH值为10~13，平均粒度30~35μm。

本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）配料：按上述配比称量拜耳法赤泥、高炉水淬渣、水泥和氯氧镁胶凝材料；

2）混合：将称好的干料依次倒入搅拌机中搅拌0.5~1min使之充分混合均匀，按照水料质量比为1：2加入水搅拌3~6min，制成砂浆；

3）加泡：将发泡剂与定量的水以1∶20~30混合在制泡机中发泡，在搅拌后的料浆中，按密度为750~800kg/m³加入用制泡机发好的泡沫搅拌均匀；

4）浇注：将搅拌好的混合料浇注入模具中；

5）静置：轻微振动使其完全填满模具，并将模具上多余的料浆刮平后，静停放置24~48h；

6）脱模：待模具中料浆形成强度后进行脱模处理；

7）养护：脱模后并转入温度为20±2℃，相对湿度为95~99%的标准养护室中养护，养护 28天后制成泡沫混凝土砌块。

步骤3）所述的发泡剂为HTD-1型复合发泡剂。

本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法说明如下；

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，因含有大量氧化铁而成红色，故被称为赤泥。因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大约每生产1t氧化铝要排放1.0~1.8t赤泥。

本发明利用赤泥的碱性激发高炉水淬渣，高炉水淬渣中含有水玻璃体，可消耗赤泥中的碱，消除赤泥砌块对环境的危害。本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块可用于非承重墙。

用HTD-1型复合发泡剂，将发泡剂与定量的水以1∶30混合，在制泡机中发泡，它具有发泡能力强，泡沫细密均匀，沉降量低，泌水量小等优点。

与现有技术相比，本发明的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法所具有的有益效果是：

1、采用赤泥-高炉水淬渣胶凝体系，利用赤泥的强碱性激发高炉水淬渣，使得既利用了工业废渣，又消耗了赤泥中的碱，从而解决因添加赤泥导致制品后期的稳定性差、严重泛碱等产品耐久性很差的问题。

2、拜尔法赤泥掺加量达到50%以上，有利于解决赤泥堆存处理带来的经济和环境问题，可真正实现赤泥的资源化利用。

3、泡沫混凝土砌块大量使用了赤泥,其工艺简单，产品投资少, 成本低, 具有良好的社会和经济效益。

4、本发明采用赤泥-高炉水淬渣胶凝体系，既资源利用了工业废渣，又有效的解决了赤泥的污染问题，将废物变成了有效资源，可产生巨大的社会经济效益，适合普遍推广使用。

具体实施方式

实施例1~2为本发明拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法的具体实施方式，其中实施例1为最佳实施方式。性能测试中：抗折和抗压强度参照GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》和GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中规定的立方体抗压强度试验方法进行。

实施例1

1）配料：按照固体质量百分比称量拜耳法赤泥45%，高炉水淬渣20%和水泥30%，氯氧镁胶凝材料5%；

2）混合：将称好的干料依次倒入搅拌机中搅拌0.5~1min使之充分混合均匀，按照水料质量比为1：2加入水搅拌3~6min，制成砂浆；

3）加泡：将HTD-1型复合发泡剂与定量的水以1∶30混合在制泡机中发泡，在搅拌后的料浆中，按密度为800kg/m³加入用制泡机发好的泡沫搅拌均匀；

4）浇注：将搅拌好的混合料浇注入模具中；

5）静置：轻微振动使其完全填满模具，并将模具上多余的料浆刮平后，静停放置48h；

6）脱模：待模具中料浆形成强度后进行脱模处理；

7）养护：脱模后并转入温度为20℃，相对湿度为96%的标准养护室中养护，养护 28天后制成泡沫混凝土砌块。

本实施例中拜耳法赤泥含水率27%，渗滤液PH值为10，平均粒度31μm

性能测试：本实施例泡沫混凝土砌块平均密度为802Kg/m³、平均抗压强度为3.9MPa、吸水率13.8%、冻融实验抗压强度损失14.54%、质量损失3.77%，其性能完全达到JC/T 1062-2007标准中密度等级为B08，强度等级为A3.5的要求，其余指标也符合标准要求。

实施例2

1）配料：按照固体质量百分比称量拜耳法赤泥50%，高炉水淬渣20%和水泥20%，氯氧镁胶凝材料10%；

2）混合：将称好的干料依次倒入搅拌机中搅拌0.5~1min使之充分混合均匀，按照水料质量比为1：2加入水搅拌3~6min，制成砂浆；

3）加泡：将HTD-1型复合发泡剂与定量的水以1∶25混合在制泡机中发泡，在搅拌后的料浆中，按密度为800kg/m³加入用制泡机发好的泡沫搅拌均匀；

4）浇注：将搅拌好的混合料浇注入模具中；

5）静置：轻微振动使其完全填满模具，并将模具上多余的料浆刮平后，静停放置24h；

6）脱模：待模具中料浆形成强度后进行脱模处理；

7）养护：脱模后并转入温度为22℃，相对湿度为98%的标准养护室中养护，养护 28天后制成泡沫混凝土砌块。

本实施例中拜耳法赤泥含水率25%，渗滤液PH值为12，平均粒度35μm

性能测试：本实施例泡沫混凝土砌块平均密度为796Kg/m³、平均抗压强度为4.1MPa、吸水率11.5%、冻融实验抗压强度损失11.71%、质量损失3.32%其性能完全达到JC/T 1062-2007标准中密度等级为B08，强度等级为A3.5的要求，其余指标也符合标准要求。

实施例3

1）配料：按照固体质量百分比称量拜耳法赤泥50%，高炉水淬渣15%和水泥20%，氯氧镁胶凝材料15%；

2）混合：将称好的干料依次倒入搅拌机中搅拌0.5~1min使之充分混合均匀，按照水料质量比为1：2加入水搅拌3~6min，制成砂浆；

3）加泡：将HTD-1型复合发泡剂与定量的水以1∶28混合在制泡机中发泡，在搅拌后的料浆中，按密度为800kg/m³加入用制泡机发好的泡沫搅拌均匀；

4）浇注：将搅拌好的混合料浇注入模具中；

5）静置：轻微振动使其完全填满模具，并将模具上多余的料浆刮平后，静停放置24h；

6）脱模：待模具中料浆形成强度后进行脱模处理；

7）养护：脱模后并转入温度为22℃，相对湿度为98%的标准养护室中养护，养护 28天后制成泡沫混凝土砌块。

本实施例中拜耳法赤泥含水率30%，渗滤液PH值为10，平均粒度30μm

性能测试：本实施例泡沫混凝土砌块平均密度为791Kg/m³、平均抗压强度为4.2MPa、吸水率11.3%、冻融实验抗压强度损失11.81%、质量损失3.24%其性能完全达到JC/T 1062-2007标准中密度等级为B08，强度等级为A3.5的要求，其余指标也符合标准要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：拜耳法赤泥45~55%，高炉水淬渣15~25%，水泥15~20%和氯氧镁胶凝材料5~15%，发泡剂0.1~1%。

2.根据权利要求1所述的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：拜耳法赤泥50%，高炉水淬渣20%，水泥20%和氯氧镁胶凝材料10%，发泡剂0.4%。

3.根据权利要求1所述的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块，其特征在于：所述的拜耳法赤泥含水率25~30%，渗滤液PH值为10~13，平均粒度30~35μm。

4.拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）配料：按上述配比称量拜耳法赤泥、高炉水淬渣、水泥和氯氧镁胶凝材料；

2）混合：将称好的干料依次倒入搅拌机中搅拌0.5~1min使之充分混合均匀，按照水料质量比为1：2加入水搅拌3~6min，制成砂浆；

3）加泡：将发泡剂与定量的水以1∶20~30混合在制泡机中发泡，在搅拌后的料浆中，按密度为750~800kg/m³加入用制泡机发好的泡沫搅拌均匀；

4）浇注：将搅拌好的混合料浇注入模具中；

5）静置：轻微振动使其完全填满模具，并将模具上多余的料浆刮平后，静停放置24~48h；

6）脱模：待模具中料浆形成强度后进行脱模处理；

7）养护：脱模后并转入温度为20±2℃，相对湿度为95~99%的标准养护室中养护，养护 28天后制成泡沫混凝土砌块。

5.根据权利要求4所述的拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤3）所述的发泡剂为HTD-1型复合发泡剂。