CN114455868B - 一种赤泥免烧骨料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种赤泥免烧骨料，包括如下质量份的原料：赤泥50‑80份，反应助剂5‑30份，增强剂3‑10份，添加剂2‑4份，抑碱剂10‑23份，其中：所述反应助剂包括矿粉和钢渣粉中的至少一种及石膏粉，所述增强剂包括硅灰、石英粉中的一种或两种；所述抑碱剂包括粉煤灰、高岭土中的一种或两种。本发明利用矿粉及钢渣粉引入活性较高的硅、铝等，提高赤泥免烧骨料的抗压强度。通过石膏引入硫酸钙等物质，能在碱性条件下生成钙矾石等结构，吸收游离钙，填充骨料的缝隙，降低骨料吸水率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种赤泥免烧骨料。
背景技术
骨料是在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。目前的骨料主要分为天然骨料及人造骨料两种，天然骨料是指天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的岩石颗粒，或者是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75mm的岩石颗粒。但是随着人们的环保意识提升，国家的环保监控越来越严格，天然砂石的开采越来越严格，人造骨料的重要性越来越重要，市场占比日渐提升。
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，含碱量较大，容易造成土地、水质污染。我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，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。赤泥由于含碱量大，pH值较高，免烧制品容易出现泛碱现象，因此通常被应用于烧结骨料等方面。赤泥制备烧成骨料，需要较高的燃料成本，同时要对烧结后的尾气进行处理，加工成本较高。
发明内容
为克服上述缺陷，解决现有赤泥pH较高难处理、烧结骨料的高成本加工的问题，本发明提出一种赤泥免烧骨料，具体如下：
一种赤泥免烧骨料，包括如下质量份的原料：赤泥50-80份，反应助剂5-30份，增强剂3-10份，添加剂2-4份，抑碱剂10-23份，其中：
所述反应助剂包括矿粉和钢渣粉中的至少一种及石膏粉。
进一步的，包括如下质量份的原料：赤泥50-80份，矿粉0-15份，钢渣粉0-15份，石膏粉1-5份，增强剂3-10份，添加剂2-4份，抑碱剂10-23份。
进一步的，所述添加剂包括减水剂和可分散性乳胶粉，所述添加剂为常见的水泥添加剂，有利于造粒并提升骨料的力学性能。
进一步的，包括如下质量份的原料：赤泥50-80份，反应助剂5-30份，增强剂3-10份，减水剂0.5-1.5份，可分散性乳胶粉1-3份，抑碱剂10-23份。
进一步的，所述增强剂包括硅灰、石英粉中的一种或两种；
所述抑碱剂包括粉煤灰、高岭土中的一种或两种。
进一步的，所述增强剂为粉末状，比表面积大于等于350m2/kg，可填补骨料的内部缝隙，提高骨料颗粒的整体致密性，减少裂纹缺陷，增加强度；同时，增强剂具有一定的反应活性，补充活性硅成分。
进一步的，所述石膏粉包括天然石膏的二水石膏或半水石膏、脱硫石膏的二水石膏或半水石膏或磷石膏的二水石膏或半水石膏中的一种或多种。
进一步的，本发明的赤泥免烧骨料的制备方法包括如下步骤：
(1)将所述原料粉碎后按比例称取并混合均匀，造粒后得到骨料半成品；
(2)用网筛筛分所述骨料半成品，分别得到粗骨料和细骨料；
(3)所述粗骨料和细骨料经养护后得成品，并包装。
进一步的，所述网筛孔径为4-5mm。
进一步的，步骤(3)养护温度为20-80℃，养护时间为1-28天。
进一步的，本发明的产品筛分出的粗骨料和细骨料经过一定的级配能有效提高骨料的堆积密实度，从而提升混凝土的力学性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明利用矿粉及钢渣粉引入活性较高的硅、铝等，在赤泥的碱性作用下溶出，形成主要反应物，同时消耗掉赤泥中大量的游离钙，减少溶出，提高赤泥免烧骨料的抗压强度。石膏含有大量的硫酸钙等物质，能在碱性条件下生成钙矾石等结构，吸收游离钙，填充骨料的缝隙，降低骨料吸水率。
(2)赤泥渣得到充分的资源化利用，解决铁尾矿产生的环境问题。
(3)本发明通过抑碱剂解决了赤泥的含碱量大，免烧制品易泛碱问题。
(4)本发明是通过造粒机常温养护后得到，不需高温烧结，降低了生产所需要的能耗成本，减少了烟尘的处理成本。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明的赤泥免烧骨料的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：
如图1所示，将赤泥80份、矿粉3份、脱硫石膏的二水石膏2份、硅灰3份、可分散性乳胶粉1份、减水剂1份、高岭土10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过20℃保湿养护28d得到成品。
实施例2：
将赤泥50份、矿粉15份、脱硫石膏的二水石膏5份、石英粉10份、可分散性乳胶粉3份、减水剂1份、粉煤灰22份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过30℃保湿养护14d得到成品。
实施例3：
将赤泥60份、钢渣5份、脱硫石膏的半水石膏3份、硅灰6份、可分散性乳胶粉2.5份、减水剂0.5份、高岭土23份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过40℃保湿养护7d得到成品。
实施例4：
将赤泥70份、钢渣8份、天然石膏的二水石膏2份、石英粉2份、可分散性乳胶粉1.5份、减水剂1.5份、高岭土10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过60℃保湿养护3d得到成品。
实施例5：
将赤泥75份、矿粉6份、天然石膏的半水石膏1份、硅灰3份、石英粉3份、可分散性乳胶粉1份、减水剂1份、粉煤灰10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过80℃保湿养护1d得到成品。
实施例6：
将赤泥55份、矿粉10份、钢渣5份、磷石膏的二水石膏5份、石英粉7份、石英粉3份、可分散性乳胶粉2.5份、减水剂0.5份、粉煤灰15份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过80℃保湿养护7d得到成品。
实施例7：
将赤泥65份、钢渣10份、磷石膏的半水石膏4份、硅灰4份、可分散性乳胶粉2份、减水剂1份、高岭土14份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过60℃保湿养护7d得到成品。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于，本对比例未添加矿粉，具体如下：
将赤泥80份、脱硫石膏的二水石膏2份、硅灰3份、可分散性乳胶粉1份、减水剂1份、高岭土10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过20℃保湿养护28d得到成品。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于，本对比例未添加脱硫石膏的二水石膏，具体如下：
将赤泥80份、矿粉3份、硅灰3份、可分散性乳胶粉1份、减水剂1份、高岭土10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过20℃保湿养护28d得到成品。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于，本对比例未添加抑碱剂，具体如下：
将赤泥80份、矿粉3份、脱硫石膏的二水石膏2份、硅灰3份、可分散性乳胶粉1份、减水剂1份、高岭土10份混合均匀，然后通过大型造粒机造粒，得到骨料半成品；将半成品通过4.75mm的筛网进行筛分，分别得到粗骨料和细骨料，经过20℃保湿养护28d得到成品。
以上实施例和对比例制备得到的粗骨料和细骨料的性能测试如下：
粗骨料：
| 组别 | 筒压强度/MPa | 吸水率/份 | 堆积密度(kg/m<sup>3</sup>) |
| 实施例1 | 7.1 | 9.8 | 1200 |
| 实施例2 | 13.4 | 5.2 | 1080 |
| 实施例3 | 9.7 | 7.7 | 1030 |
| 实施例4 | 8.5 | 9.0 | 1100 |
| 实施例5 | 8.7 | 9.0 | 1140 |
| 实施例6 | 11.7 | 6.7 | 1080 |
| 实施例7 | 9.5 | 8.0 | 1050 |
| 对比例1 | 5.8 | 9.3 | 1160 |
| 对比例2 | 7.3 | 10.8 | 1010 |
细骨料：
由实施例1-7可知，本发明的赤泥免烧骨料中的粗骨料的筒压强度不低于8.5MPa，细骨料的压碎值不高于10份。由对比例1可知，由于本发明在原料中添加的矿粉及钢渣粉引入活性较高的硅、铝等，在赤泥的碱性作用下溶出，形成主要反应物，同时消耗掉赤泥中大量的游离钙，减少溶出，提高赤泥免烧骨料的抗压强度。此外，本发明的赤泥免烧骨料吸水率较低，堆积密度较高，由对比例2可知这是由于石膏含有大量的硫酸钙等物质，能在碱性条件下生成钙矾石等结构，吸收游离钙，填充骨料的缝隙，降低骨料吸水率。
Claims (7)
1.一种赤泥免烧骨料，其特征在于，包括如下质量份的原料：赤泥50-80份，矿粉3-15份，钢渣粉5-15份，石膏粉1-5份，增强剂3-10份，减水剂0.5-1.5份，可分散性乳胶粉1-3份，抑碱剂10-23份。
2.根据权利要求1所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，
所述增强剂包括硅灰、石英粉中的一种或两种；
所述抑碱剂包括粉煤灰、高岭土中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，所述增强剂为粉末状，比表面积大于等于350m2/kg。
4.根据权利要求1所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，所述石膏粉包括天然石膏的二水石膏或半水石膏、脱硫石膏的二水石膏或半水石膏或磷石膏的二水石膏或半水石膏中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
(1)将所述原料粉碎后按比例称取并混合均匀，造粒后得到骨料半成品；
(2)用网筛筛分所述骨料半成品，分别得到粗骨料和细骨料；
(3)所述粗骨料和细骨料经养护后得成品，并包装。
6.根据权利要求5所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，所述网筛孔径为4-5mm。
7.根据权利要求5所述的赤泥免烧骨料，其特征在于，步骤(3)养护温度为20-80℃，养护时间为1-28天。
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