CN109534761A - 一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法，加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的30‑50%，减水剂占粉体材料的0.5～1%；其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数：钙质胶凝材料20～30%，铝灰15～30%，赤泥40～65%。本发明提供的技术方案是利用赤泥与钙质胶凝材料在常温下反应建立力学强度，利用铝灰中的单质铝和赤泥中强碱反应生成氢气而发泡膨胀，利用铝灰中的单质铝将赤泥中强碱消除。解决了赤泥建材产品泛碱的难题，又实现了铝灰中单质铝的高效利用。同时本发明通过适当增加铝灰的计量，使发泡速率与浆体粘稠度平衡，解决了赤泥新拌浆体粘稠发泡困难的问题。

Description

一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法

技术领域：

本发明涉及的是加气混凝土技术领域，具体涉及的是一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法。

背景技术：

目前对于赤泥综合利用的研究主要集中在建筑材料、环境材料、有价金属的提取以及其他一些复合材料的制备。但赤泥废弃物的特点之一是排放量大，且综合利用率极低（6%左右）。而将赤泥作为环境材料、对其有价金属进行提取及将之制备复合材料，虽然附加值较高，但对赤泥的消耗量非常小，且到目前为止，还没有可工业化的技术，因此很难在短时间内解决赤泥的潜在危害。

解决问题的关键在于解决赤泥的大排放量，将其应用到建筑材料中，比如制备各种烧结砖、免蒸砖、作为水泥的配料等，可以快速实现赤泥的零排放，深程度地改变赤泥综合利用这一世界难题。

赤泥中活性二氧化硅、活性氧化铝含量较高，具有非常好的火山灰活性，与石灰、石膏等钙质原料在常温下即可发生火山灰反应，建立一定的强度，同样由于赤泥颗粒松软，使其强度很难达到结构材料的质量要求，所以很难应用到水泥和混凝土中。从其所达到的力学强度来看，赤泥比较适合开发免烧砖、加气混凝土等对强度要求不高的功能材料。

用赤泥和石灰或电石泥等钙质材料一起制备免蒸养加气混凝土存在两个关键的问题: 1、赤泥中碱含量大，用其制作的产品往往泛碱严重，虽然加气混凝土的发泡剂--铝粉可以和赤泥中碱，但加气混凝土中铝粉的用量较低，对赤泥中碱的吸收量十分有限。2、赤泥的高粘性致使加气混凝土新拌浆体十分粘稠，发泡十分困难，需要通过增大水灰比或提高发泡剂的用量来解决这一难题。增大水灰比将大幅降低产品强度使其无法达到加气混凝土的质量要求，而发泡剂铝粉的价格十分昂贵，增大铝粉的掺量使原材料成本大幅提升，显然也不可取。

铝灰是金属铝生产、消费和再生环节中产生的一种废弃物,含有大量单质铝。其中铝灰在堆积时易与水反应生成气体，大大增加了铝灰回收利用的难度。然而目前基于铝渣回收工艺存在着一定的缺点,只有部分金属铝能被有效地回收利用,剩余的废铝渣则堆积在厂区或填埋，造成资源浪费、环境污染。

铝灰中单质铝含量较高，可以用铝灰中的有效成分代替铝粉用作加气混凝土的发泡剂。如果加大铝灰的计量则可以将赤泥中游离碱充分吸收，解决赤泥产品的泛碱问题，而且引气量的增加也可以解决赤泥新拌浆体粘稠发泡困难的问题。由此，本发明本着“经济、有效、高效”的原则，提供一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法。本发明利用赤泥与钙质胶凝材料在常温下反应建立力学强度，利用铝灰中的单质铝和赤泥中强碱反应生成氢气而发泡膨胀，同时利用铝灰中的单质铝将赤泥中强碱消除。这样在解决了赤泥建材产品泛碱的问题的同时，也解决了赤泥新拌浆体粘稠发泡困难的问题，同时又实现了铝灰中单质铝的高效利用，且成本低廉，实现了“以废治废、变废为宝”。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土及其制备方法。该发明首先彻底解决了赤泥建材产品泛碱的难题，也解决了赤泥新拌浆体粘稠发泡困难的问题，其次实现了铝灰中的单质铝的高效利用，最后还解决了传统加气混凝土能耗高的问题。

为了解决上述缺陷，本发明采用以下方法实现：一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的30-50%，减水剂占粉体材料的0.5～1%；

其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数为：钙质胶凝材料20～30%，铝灰15～30%，赤泥40～65%。

作为本发明所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土的一种优化方案：所述钙质胶凝材料为硅酸盐水泥、石灰、电石泥中的一种或多种。

作为本发明所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土的一种优化方案：所述铝灰为从电解铝的炉膛内扒出的铝渣，为单质铝含量较高的一次铝灰。

作为本发明所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土的一种优化方案：所述赤泥为烧结法、拜耳法或联合法生产氧化铝中产生的工业废渣。

作为本发明所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土的一种优化方案：所述减水剂为萘系、脂肪族或聚羧酸高效减水剂中的一种。

一种所述的该加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述配方的粉体原料加水搅拌混合制备浆体；

2）将步骤1）得到的浆体浇入模具进行发泡，然后在常温下静停养护1～3h使其稠化；

3）静停养护结束后将试件脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体自然养护7天得到成品。

本发明的有益效果在于：

（1）彻底解决了赤泥基墙体材料的泛碱问题

赤泥碱性含量高，将其应用到墙体材料中容易出现泛碱的问题，严重影响材料的力学性能。本发明的加气混凝土，可实现在利用赤泥与钙质材料建立力学强度的同时，通过适量的铝灰将赤泥中游离碱充分吸收，彻底解决了赤泥基墙体材料泛碱的难题。

（2）解决了赤泥高粘性带来的发泡困难的问题

赤泥颗粒疏松多孔，具有极强的吸水性，用其制备的加气混凝土新拌浆体十分粘稠，不利于发泡。本发明在发气过程中，通过适当增加铝灰的计量，使发泡速率与浆体粘稠度平衡，解决了赤泥新拌浆体粘稠发泡困难的问题。

（3）实现了铝灰中单质铝的高效利用

刚出炉的铝灰含有大量的金属铝，目前铝渣回收工艺存在着一定的缺点，只有部分金属铝能被有效地回收利用，剩余的废铝渣则堆积在厂区或填埋，容易造成资源的浪费。

本发明以铝灰为发泡剂，通过利用赤泥中强碱性物质率先将铝灰中单质铝表面的氧化层去除，而后使暴露出来的单质铝与强碱性物质发生水化反应，从而实现了铝灰中单质铝的高效利用，且有助于水化反应的顺利进行。

（4）无需高温蒸压养护

现有的加气混凝土一般都需要经过蒸压釜高温蒸压养护才能获得较好的强度，设备成本较高、能耗大。本发明利用赤泥与钙质胶凝材料在常温下反应建立力学强度，利用铝灰中的单质铝和赤泥中强碱反应生成氢气而发泡膨胀，从而无需高温蒸压养护，工艺简单、能耗低。

（5）具有较强的实用价值

本发明所用的原料赤泥和铝灰均为铝工业废渣，原料来源集中且均为固体废渣，成本较低，实现了“以废治废、变废为宝”。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的50%，减水剂占粉体材料的1%；

其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数：钙质胶凝材料20%，铝灰15%，赤泥65%。

1）按照实施例1配方的粉体材料加水搅拌混合制备浆体；

2）将步骤1）得到的浆体浇入模具进行发泡，然后在常温下静停养护1～3h使其稠化；

3）静停养护结束后将试件脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体自然养护7天得到成品。

实施例2

一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的40%，减水剂占粉体材料的0.75%；

其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数：钙质胶凝材料25%，铝灰25%，赤泥50%。

1）按照实施例2配方的粉体材料加水搅拌混合制备浆体；

2）将步骤1）得到的浆体浇入模具进行发泡，然后在常温下静停养护1～3h使其稠化；

3）静停养护结束后将试件脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体自然养护7天得到成品。

实施例3

一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的30%，减水剂占粉体材料的0.5%；

其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数：钙质胶凝材料30%，铝灰30%，赤泥40%。

1）按照实施例3配方的粉体材料加水搅拌混合制备浆体；

2）将步骤1）得到的浆体浇入模具进行发泡，然后在常温下静停养护1～3h使其稠化；

3）静停养护结束后将试件脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体自然养护7天得到成品。

分别按照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》对上述三个实施例制得的加气混凝土的抗压强度、干容重、导热系数、抗冻性质量损失、干燥收缩值试验，结果如表1所示。

表1 加气混凝土的各项指标

由表1可见，本发明制备的加气混凝土干燥收缩值、干容重、抗压强度、导热系数、抗冻性质量损失均达到蒸压加气混凝土的规范要求。同时，经过实验证明，基于上述三个实施例制备的加气混凝土均未出现泛碱问题。

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，其特征在于：加气混凝土由粉体材料加适量水在常温下拌制浆体陈化发泡而成；水占粉体材料的30-50%，减水剂占粉体材料的0.5～1%；

其中，所述粉体材料中各组分及其质量分数为：钙质胶凝材料20～30%，铝灰15～30%，赤泥40～65%。

2.根据权利要求1所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，其特征在于：所述钙质胶凝材料为硅酸盐水泥、石灰、电石泥中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，其特征在于：所述铝灰为从电解铝的炉膛内扒出的铝渣，为单质铝含量较高的一次铝灰。

4.根据权利要求1所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，其特征在于：所述赤泥为烧结法、拜耳法或联合法生产氧化铝中产生的工业废渣。

5.根据权利要求1所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土，其特征在于：所述减水剂为萘系、脂肪族或聚羧酸高效减水剂中的一种。

6.一种如权利要求1所述的赤泥、铝灰基免蒸养加气混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）按照上述配方的粉体材料加水搅拌混合制备浆体；

2）将步骤1）得到的浆体浇入模具进行发泡，然后在常温下静停养护1～3h使其稠化；

3）静停养护结束后将试件脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体自然养护7天得到成品。