CN112851213A - 一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法。其由以下材料重量配比制成：25％‑55％赤泥、0‑15％粉煤灰、5％‑30％水淬渣粉、5％‑20％电石渣、5％‑30％硅酸盐水泥、5‑15％硅酸钠、0‑10％氢氧化钠、0‑5％石膏、10％‑50％填充料和10％‑50％骨料，其中赤泥为主要的固废充填料与卜作岚材料。本发明有益之处是：提高砖的水密性及强度，方法简单，易于操作，成本低；利用具卜作岚活性的工矿固废作为原料可节省生产成本，同时去化固废存量，具有双重的环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法。
背景技术
2017年统计资料的结果显示，中国年产赤泥约1亿吨，累计堆存量约有5亿吨，综合利用率则只有1％，显示赤泥的再利用还有很大的发展空间。利用赤泥开发新型建材是赤泥综合利用开发的主要方向之一，其优点是去化量大。目前主要的利用开发方向为制砖，作路基及作水泥添加料。制砖又可分烧结砖和免烧砖。烧结砖因需要消耗大量能源，又不符现行环保政策，已逐渐被市场淘汰。免烧砖耗能少，具环保效益，且产品可多样化，市场前景看好。
免烧砖的固化胶结主要来自胶凝材料的化学反应，一小部分则是来自压砖机的成形压力。一般最常用的胶结材料就是硅酸盐水泥。近年来，基于环保考量，业界积极由工矿业固废中开发新型建材，其中也包括利用固废配方开发胶凝材料。新型建材胶凝材料的开发技术背景主要有二：一为火山灰性质材料(亦称为卜作岚材料)的胶凝反应，一为地聚合物反应。两种技术在世界各地都不断地有研发成果的发表，也有许多国家地区将相关技术纳入国家相关规范，但在这两项技术范畴中，仍有许多问题需要深入的探讨与验证。
本专利申请的技术背景属卜作岚作用领域。卜作岚反应又称火山灰反应，具有卜作岚反应活性的材料称为卜作岚材料。卜作岚材料单独与水混合时不会产生强度，但在水分存在下能与胶结物所生成的碱性物质产生缓慢的卜作岚水化反应，形成低密度C-S-H胶体，因而能充填孔隙而提高混凝土或砖的水密性及强度。添加卜作岚材料能增加产品的工作性、塑性、抗硫、减低碱反应、增加水密性、减低水化热，部分取代水泥及填充料。
赤泥制砖最常遭遇的问题是泛碱，原因是赤泥中含有高碱，此外还有重金属及放射性问题。泛碱问题主要是配方没有将碱料充分反应，砖中含有过量碱性离子所造成。重金属渗出问题则与砖的孔隙率大，透水性高有关。如果配方及生产工艺能克服上述问题，则可大幅提高赤泥建材的质量及其利用率。
实用新型内容
本发明的目的是：提供一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料，其由以下材料重量配比制成：25％-55％赤泥、0-15％粉煤灰、5％-30％水淬渣粉、5％-20％电石渣、5％-30％硅酸盐水泥、5-15％硅酸钠、0-10％氢氧化钠、0-5％石膏、10％-50％填充料和10％-50％骨料，其中赤泥为主要的固废充填料与卜作岚材料。
进一步的，所述水淬渣粉、电石渣、硅酸盐水泥、硅酸钠、氢氧化钠、石膏为固定胶结料和激发剂，上述材料可一种或多种组合来达到胶结固化的强度与产品的要求。
进一步的，所述固定胶结料和激发剂须与赤泥中碱金属完全反应。
进一步的，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。
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将干赤泥、粉煤灰、砂石骨料(其粒径控制在0.5-12mm之间)、水淬渣粉、硅酸盐水泥、电石渣按照当地原材料供给状况等条件，进行适当的配比。
2)将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；将电石渣团块碎成细粉，过50目筛；砂石骨料级配，粒径控制在0.5-12mm之间。
3)将赤泥、砂石骨料、水淬渣粉、硅酸盐水泥和/或电石渣混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀或其他具相似功能的搅拌机，再加入一定量的水(控制含水量在10-15％之间，随成型压力调整)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得，或可在蒸汽温度180℃下蒸养8小时后，存放3天，即得。
本发明的有益效果为：相对于传统的水泥免烧砖，添加卜作岚材料的免烧砖优势为
1、卜作岚作用产生的胶凝体能充填孔隙而提高砖的水密性及强度。添加卜作岚材料能增加产品的工作性、塑性、抗硫、减低碱反应、增加水密性、减低水化热，部分取代水泥及填充料。
2、本发明制备方法简单，易于操作，成本低，在实际工程中有较好的推广应用前。
3、利用具卜作岚活性的工矿固废作为原料可节省生产成本，同时去化固废存量，具有双重的环保意义。
4、生产所需之设备可采用现有商业化生产设备，无需订制，不会增加额外的设备投资。
5、具有较强的实用价值，本发明所用的原料赤泥工业废渣，原料来源集中且为固体废渣，成本较低，实现了“以废治废、变废为宝”。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法，按以下重量取各组分：干赤泥37、粉煤灰8、砂石骨料(其粒径控制在0.5-12mm之间)33、水淬渣粉13、电石渣9；
将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；将电石渣团块碎成细粉，过50目筛；砂石骨料级配，粒径控制在0.5-12mm之间；
将赤泥、粉煤灰、砂石骨料、水淬渣粉、电石渣混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀，再加入一定量的水(控制含水量在10-15％之间，随成型压力调整)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。
实施例2
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法，按以下重量取各组分：干赤泥34、砂石骨料(其粒径控制在0.5-12mm之间)44、水淬渣粉15、电石渣7；
将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；将电石渣团块碎成细粉，过50目筛；砂石骨料级配，粒径控制在0.5-12mm之间；
将赤泥、砂石骨料、水淬渣粉、电石渣混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀，再加入一定量的水(控制含水量在10-15％之间，随成型压力调整)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。亦可在蒸汽温度180℃下蒸养8小时后，存放3天，即得。
实施例3
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法，按以下重量取各组分：干赤泥34、砂石骨料(其粒径控制在0.5-12mm之间)45、水淬渣粉12、水泥9；
将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；砂石骨料级配，粒径控制在0.5-12mm之间；
将赤泥、砂石骨料、水淬渣粉、水泥混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀，再加入一定量的水(控制含水量在10-15％之间，随成型压力调整)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。
实施例4
一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法，按以下重量取各组分：干赤泥34、粉煤灰10、砂石骨料(其粒径控制在0.5-12mm之间)30、水淬渣粉17、碱性(氢氧化钠加硅酸钠)溶液8.5、水6；
将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；砂石骨料配，粒径控制在0.5-12mm之间；将碱性溶液及水混合搅拌均匀；
将赤泥、粉煤灰、砂石骨料、水淬渣粉混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀，再加入一定量的碱液(控制含水量在10-15％之间，随成型压力调整)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。亦可在蒸汽温度180℃下蒸养8小时后，存放3天，即得。
本发明赤泥免烧砖的各项性能检测试验：
受试样品：本发明实施例1、2、3和4所制备的赤泥免烧砖，分别编号为受试样品1、受试样品2、受试样品3和受试样品4；
一、本发明赤泥免烧砖的抗压和抗折强度检测试验
按照Q/ZPZA 001-2018的企业标准对自然养护的本发明赤泥免烧砖进行抗压强度检测试验，检测结果如表1所示。
表1：
| 样品 | 性能要求(MPa) | 检测结果(MPa) | 备注 |
| 1 | 10(MU10) | 41 | 达到MU40标准 |
| 2 | 10(MU10) | 35 | 达到MU35标准 |
| 3 | 10(MU10) | 27 | 达到MU25标准 |
| 4 | 10(MU10) | 29.2 | 达到MU25标准 |
二、本发明赤泥免烧砖的综合性能检测结果
将受试样品1、受试样品2、受试样品3和受试样品4的放射性、抗压强度、冻融试验、吸水率、泛碱等各项性能进行了综合检测，检测后的结果如表2所示。
表2：
表2中有毒物浸出检测则全部符合GB 5085的要求标准。
上述实施例用于对本发明作进一步的说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应理解为在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料，其特征在于：由以下材料重量配比制成：25％-55％赤泥、0-15％粉煤灰、5％-30％水淬渣粉、5％-20％电石渣、5％-30％硅酸盐水泥、5-15％硅酸钠、0-10％氢氧化钠、0-5％石膏、10％-50％填充料和10％-50％骨料，其中赤泥为主要的固废充填料与卜作岚材料。
2.根据权利要求1所述的一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料，其特征在于：所述水淬渣粉、电石渣、硅酸盐水泥、硅酸钠、氢氧化钠、石膏为固定胶结料和激发剂，上述材料可一种或多种组合来达到胶结固化的强度与产品的要求。
3.根据权利要求2所述的一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料，其特征在于：所述固定胶结料和激发剂须与赤泥中碱金属完全反应。
4.根据权利要求1所述的一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料，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。
5.一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将干赤泥、粉煤灰、砂石骨料、水淬渣粉、硅酸盐水泥、电石渣按照当地原材料供给状况等条件，进行适当的配比，其中，砂石骨料其粒径控制在0.5-12mm之间。
2)将赤泥团块粉碎，控制粒径小于2mm；将电石渣团块碎成细粉，过50目筛；砂石骨料级配，粒径控制在0.5-12mm之间。
3)将赤泥、砂石骨料、水淬渣粉、硅酸盐水泥和/或电石渣混合在一起后，用双轴强制式搅拌机搅拌均匀或其他类似功能之搅拌机搅拌均匀，再加入一定量的水之后搅拌均匀，加入水时控制含水量在10-15％之间，且随成型压力调整，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得，或可在蒸汽温度180℃下蒸养8小时后，存放3天，即得。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021219058A1 (zh) * | 2020-04-29 | 2021-11-04 | 青岛理工大学 | 一种再生材料地坪砖及其制备方法 |
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2021
- 2021-01-26 CN CN202110101682.5A patent/CN112851213A/zh active Pending
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