CN106007418B - 一种脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方及其制备方法 - Google Patents

一种脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种常温下脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方。以脱碱后的赤泥和粉煤灰为基本原材料，以氢氧化钠溶液为激发剂，材料配比按质量比，脱碱后赤泥：粉煤灰：氢氧化钠溶液=1:1:（0.8~1）。在常温下制备出利用脱碱后的赤泥和粉煤灰地质聚合物材料，可根据加入不同浓度的氢氧化钠溶液，获得不同强度的聚合物材料，28d最高强度可达20MPa以上，可广泛用于建筑工程材料中。本发明的地质聚合物材料是利用脱碱后的赤泥和粉煤灰，且在常温下制备，方法简单，无需消耗大量能源，赤泥的消耗量大，解决了赤泥的再利用问题，节约能源和土地，消除赤泥对环境的污染。

Description

一种脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种地质聚合物材料配方，特别是一种常温下利用脱碱后赤泥和粉煤灰的地质聚合物材料配方，属于废弃物综合利用和建筑材料制备技术领域。
背景技术
赤泥是制铝工业排出的污染性废渣，全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国占到了3000万吨以上。大量赤泥的堆存，不仅占用土地资源，而且易造成环境污染和安全隐患，这是因为赤泥具有强碱性，污染地下水和土壤，故需要对其脱碱处理，可以直接加入酸性外加剂中和其碱性。另外，赤泥颗粒细微、比表面积大、有效固硫成份(Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、Na2O等)含量高，并且含有大量的碱性，对H2S、SO2、SO3和CO2等酸性废气有较强的吸附能力和反应活性，实现废气无害化的同时，赤泥本身也得到了脱碱处理，国内外学者对此也进行了不少研究。但很少有针对脱碱处理后的赤泥的再利用研究，由于赤泥特殊的物理化学性质，脱碱后赤泥可能依然采用大面积堆存的方式，既占用了大量土地资源，环境污染问题依然没有得到解决。即使有少量关于赤泥作为材料再利用也多是在高温下完成，工艺过程复杂，且需要消耗大量能源。为此，寻求一种在常温下脱碱赤泥的利用方法成为业内共同关心的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方。
本发明的目的还在于提供一种脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：利用脱碱后赤泥中硅铝酸盐，以及粉煤灰中的SiO2、Al2O3和玻璃相硅酸盐，在常温下通过碱激发剂的碱激发作用使其发生聚合反应，形成具有较高强度的网络胶凝结构。根据所选材料，调节碱激发剂的浓度，可以得到不同强度的地质聚合物。本发明中脱碱后赤泥的高分散矿渣特性以及烟气脱硫过程中生成的Na2SO4，煤灰比表面能大、渗透性高和压缩性低等优点，均为在常温下制备高强度地质聚合物提供了有利条件。
具体的，一种常温下脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料配方，以脱碱后赤泥和粉煤灰为基本材料，配以合理浓度和掺量的碱溶液用于激发作用，配方组成按质量kg比表示如下：
脱碱赤泥 100
粉煤灰 100
碱溶液 80~100
本发明的聚合物材料配方中碱溶液为氢氧化钠溶液，其最适宜的浓度是3.5mol/L。
本发明的常温下脱碱赤泥和粉煤灰地质聚合物材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将脱碱后赤泥、粉煤灰自然风干，至含水量30%-35%，过0.3mm～0.6mm圆孔筛，装袋，防潮；按要求配制不同摩尔浓度的氢氧化钠溶液；
（2）按质量比分别称量脱碱后赤泥、粉煤灰和氢氧化钠溶液，根据拌制实际情况，适度调节；
（3）将脱碱后赤泥和粉煤灰加入搅拌机搅拌均匀，再倒入相应浓度的碱溶液搅拌5～10分钟；
（4）将拌制均匀的脱碱后赤泥/粉煤灰和碱液拌合物倒入已涂有脱模剂的试模中，用钢制捣棒捣制均匀，放于振动台上振动约10S至砂浆表面出浆，用油灰刀刮平。
（5）在常温（25-30℃）条件下，将试件平放24小时脱模，养护至设计龄期；
（6）对不同龄期的试件进行抗压强度测试，根据强度测试结果选取最佳配方。
本发明取得的有益效果在于：将脱碱后赤泥和粉煤灰作为基本原材料，得到的地质聚合物材料在常温下25-30℃形成的，制备方法简单，不消耗能源，脱碱后赤泥的消耗量大，通过调节碱溶液浓度，使所制备的地质聚合物材料28d强度最高可达20 MPa以上，可推广应用于各种建筑材料中，解决赤泥对环境的污染问题。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明的地质聚合物材料配方及其制备过程。
1、所用原材料包括山东某铝电厂生产的，经过烟气脱硫处理的脱碱后赤泥（简称RM2）、C级粉煤灰(简称FC)以及不同浓度的NaOH溶液。RM2和FC的化学组成见表1所示。
2、按照步骤(1)准备足量的脱碱后赤泥、粉煤灰和氢氧化钠溶液；
3、按质量比，脱碱后赤泥：粉煤灰：氢氧化钠溶液=1:1:（0.8~1），称取足量原材料，其中氢氧化钠溶液摩尔浓度包括0、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5和6.5 mol/L。
4、根据步骤(3)和步骤(4)进行试件的制作；
5、在常温25-30℃条件下，将试模平放24小时脱模，养护至设计龄期，包括3d、7d、14d、21d和28d几个龄期。
6、按0.3mm/min的应变速率，测试各龄期试件的抗压强度，测试结果见表2。
7、由表2发现，加入不同浓度氢氧化钠溶液，可得到不同强度的赤泥地质聚合物材料。在3.5mol/L氢氧化钠溶液的激发下，常温下脱碱后赤泥和粉煤灰地质聚合物的强度最高，28 d强度达20 MPa以上，可选为最优配比。

Claims (3)

1.一种常温下脱碱后赤泥和粉煤灰地质聚合物材料，其特征在于以脱碱后赤泥和C级粉煤灰为基本材料，配以碱溶液用于激发作用，配方组成按质量比表示如下：
脱碱后赤泥 100
C级粉煤灰 100
碱溶液 80~100
其中，所述脱碱后赤泥为经过烟气脱硫过程在赤泥中生成了硫酸钠的赤泥，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
2.根据权利要求1所述的地质聚合物材料，其特征在于碱溶液的浓度为3.5mol/L。
3.一种如权利要求1所述的常温下脱碱后赤泥和粉煤灰地质聚合物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将脱碱后赤泥、粉煤灰自然风干至含水量30%-35%，过0.3mm～0.6mm圆孔筛，装袋，防潮；按要求配制不同摩尔浓度的氢氧化钠溶液；
（2）按质量比分别称量脱碱后赤泥、粉煤灰和氢氧化钠溶液，根据拌制实际情况，适度调节；
（3）将脱碱后赤泥和粉煤灰加入搅拌机搅拌均匀，再倒入相应浓度的碱溶液搅拌5～10分钟；
（4）将拌制均匀的脱碱后赤泥、粉煤灰和碱溶液拌合物倒入已涂有脱模剂的试模中，用钢制捣棒捣制均匀，放于振动台上振动约10S至砂浆表面出浆，用油灰刀刮平；
（5）在常温25-30℃条件下，将试件平放24小时脱模，养护至设计龄期；
（6）对不同龄期的试件进行抗压强度测试，根据强度测试结果选取最佳配方。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI620730B (zh) * 2017-02-07 2018-04-11 黃國城 含有赤泥之營建工程材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101708983A (zh) * 2009-09-07 2010-05-19 中国地质大学（北京） 一种赤泥粉煤灰免烧地质聚合物材料及其制备方法
KR101214596B1 (ko) * 2011-01-12 2012-12-24 그렉 조 시멘트 및 지오폴리머 결합재와 바텀애시 골재를 사용한 투수성 콘크리트 및 그 콘크리트 제품의 제조 방법
CN104098281B (zh) * 2013-04-03 2016-12-28 神华集团有限责任公司 一种地质聚合物组合物、地质聚合物材料及其制备方法
CN103896503A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 焦作丁豪科技股份有限公司 一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Activation of blended cements containing fly ash;QianJueshi.et al;《Cement and Concrete Research》;20010831;第31卷(第8期);第1和3.6节
Development of paving blocks from synergistic use of red mud and fly ash using geopolymerization;Anuj Kumar, Sanjay Kumar.;《Construction and Building Materials》;20131231;第865页第2.1、2.3节，表1

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