CN116063019A - 一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 - Google Patents
一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116063019A CN116063019A CN202211591787.4A CN202211591787A CN116063019A CN 116063019 A CN116063019 A CN 116063019A CN 202211591787 A CN202211591787 A CN 202211591787A CN 116063019 A CN116063019 A CN 116063019A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- red mud
- composite admixture
- mineral
- fly ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 85
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 32
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical group [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 4
- -1 alcohol amine Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 4
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001680 bayerite Inorganic materials 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
- C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供一种赤泥基复合掺合料及其制备方法。所述复合掺合料以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份‑30份，矿粉20份‑35份，粉煤灰30份‑60份，矿物调节剂5份‑10份；其中，所述复合掺合料的细度为45μm筛余量不超过所筛物料总质量的12％。本发明的制备方法包括如下步骤：(1)将所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与任选的助磨剂混合，得到混合料；(2)将所述混合料粉磨至比表面积≥500m2/kg，得到赤泥基复合掺合料。本发明的方法利用混料超细联合粉磨工艺，通过控制粉磨时间，使粉磨后的赤泥基复合掺合料无需经过煅烧工艺即可达到Ⅰ类复合掺合料性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及工业固废资源化处理技术领域，具体为一种赤泥基超细复合掺合料及其制备方法。
背景技术
随着我国工业化的进程，铝土矿资源的开采量和使用量大幅攀升，在生产氧化铝的过程中，固体废弃物量也逐年增加，而赤泥是氧化铝生产过程中的工业副产物，每生产1吨氧化铝，随之排放的赤泥平均可达1～2.5吨。由于氧化铝的生产方法以碱法为主，提炼氧化铝后的赤泥残渣具有极强碱性，加之其组成复杂，资源化利用的局限性较大，目前我国赤泥利用率仅为4％左右，堆存量达到11.8亿吨。
赤泥作为生产氧化铝过程中排放的固体废物，按工艺的区别主要分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥，相较于拜耳法赤泥，烧结法赤泥(S-RM)含有一定的C2S(硅酸二钙)，活性较高，但由于含碱量均较高，颜色较深甚至偏红，导致其利用率一直较低，大量堆存，造成了土地资源的占用及污染。
CN103193403A公布了一种高活性赤泥基混凝土掺合料的制备方法，将混料在球磨机中粉磨至比表面积≥600m2/kg，然后将其在600-800℃温度进行煅烧处理。但是上述专利在大规模资源化利用赤泥的时候，除了需要达到粉磨到相应比表面积要求之外，还需要进行600℃的高温煅烧，制备时间长，能耗和碳排放量不能有效的降低，无法大规模推广。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题之一，本发明提供一种赤泥基复合掺合料，该掺合料利用赤泥和潜在活性较高的矿粉、粉煤灰等之间的协同效应，结合合适的矿物调节剂，通过联合粉磨工艺制备得到，无需高温焙烧，即可达到I类复合掺合料的性能要求，提高经济效益和环保效益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种赤泥基复合掺合料，以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份-30份，矿粉20份-35份，粉煤灰30份-60份，矿物调节剂5份-10份；
其中，所述复合掺合料的细度为45μm筛余量不超过所筛物料总质量的12％。
本发明提供的赤泥基复合掺合料其细度、流动度比、活性指数和胶砂抗压强度增长比等均达到I类复合掺合料的性能要求。
本发明所述赤泥基复合掺合料中，所述赤泥10份-30份，可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份或30份。
本发明所述赤泥基复合掺合料中，所述矿粉20份-35份，可以是22份、25份、28份、30份、32份或35份。
本发明所述赤泥基复合掺合料中，所述粉煤灰30份-60份，可以是30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份。
本发明所述赤泥基复合掺合料中，所述矿物调节剂5份-10份，可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份。
在一些实施方案中，所述复合掺合料的流动度比不低于105％。
在一些实施方案中，所述复合掺合料的7天活性指数不低于80％，28天活性指数不低于90％。
在一些实施方案中，所述复合掺合料的胶砂抗压强度增长比不低于95％。
在一些优选实施方案中，以重量份数计，所述复合掺合料包括：赤泥10份-20份，矿粉20份-25份，粉煤灰45份-60份，矿物调节剂5份-10份。
在一些实施方案中，所述赤泥选自烧结法赤泥、拜耳法赤泥或联合法赤泥中的一种或多种。在一些具体实施方案中，所述赤泥选自烧结法赤泥。在一些具体实施方案中，所述赤泥的比表面积≥400m2/kg。
在一些实施方案中，所述矿粉为S95标准矿粉或S105级矿粉。
在一些实施方案中，所述粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。
在一些实施方案中，所述矿物调节剂选自脱硫石膏、工业副产石膏和石灰中的一种或多种。在一些具体实施方案中，所述脱硫石膏的比表面积≥300m2/kg。在一些具体实施方案中，所述石灰为生石灰。
本发明的第二方面提供第一方面所述赤泥基矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与任选的助磨剂混合，得到混合料；
(2)将所述混合料粉磨至比表面积≥500m2/kg，得到赤泥基复合掺合料。
赤泥的主要晶相组成是方解石、文石、钙钛矿、赤铁矿、三羟铝石、加藤石以及β-C2S等，单独粉磨赤泥极易产生团聚效应，粉磨效果不佳，对性能提升不明显。通过将赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂等原料先混合后，再共同粉磨，即联合粉磨工艺，将赤泥等固废颗粒之间进行颗粒整形，使得赤泥、矿粉、粉煤灰等颗粒相互改性、活性组分暴露出来，极大程度避免了因为颗粒团聚效应造成负面影响。本发明的制备方法不需经过高温焙烧，工艺简单，还可大幅提高复合掺合料的活性指数和流动度比，使复合掺合料的性能满足或者远超I类复合掺合料的性能要求。另外，联合粉磨过程中还可以加入助磨剂，使得普通联合粉磨达到最佳性能效果的粉磨时间大大缩短缩的同时，还可以改善掺合料的流动性。
在一些实施方案中，步骤(1)中，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂的含水率均不高于1％。本发明可通过将所述赤泥、矿粉和粉煤灰等原料在100℃～110℃例如105℃下烘干24h，使其含水率不高于1％。本发明可通过将所述矿物调节剂在80℃～90℃例如85℃下烘干24h，使其含水率不高于1％。
在一些实施方案中，步骤(1)中，所述粉磨的时间为15min-45min，例如15min，20min，25min，30min，35min，40min或45min。
在一些实施方案中，所述助磨剂选自醇胺类物质。在一些优选实施方案中，所述醇胺类物质为三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种。
在一些实施方案中，所述助磨剂包括三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺。
在一些具体实施方案中，步骤(1)包括如下步骤：
将所述粉煤灰与三乙醇胺混合，得到第一混合物，
将所述矿粉与二乙醇单异丙醇胺混合，得到第二混合物，
将所述第一混合物、第二混合物与所述赤泥和矿物调节剂混合，得到所述混合料。
在一些实施方案中，所述三乙醇胺的用量为所述粉煤灰质量的0.02％-0.04％，例如0.02％、0.025％、0.03％、0.035％或0.04％。
在一些实施方案中，所述二乙醇单异丙醇胺的用量为所述矿粉质量的0.04％-0.06％，例如0.04％、0.045％、0.05％、0.055％或0.06％。
在一些实施方案中，所述三乙醇胺与所述二乙醇单异丙醇胺的质量比为1：(1-3)，例如1：1、1：1.5、1：2、1：2.5或1：3。
在一些实施方案中，步骤(1)中，以重量份数计，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与所述助磨剂的用量为：赤泥10份-30份，矿粉20份-35份，粉煤灰30份-60份，矿物调节剂5份-10份，助磨剂0-0.1份。
本发明所述助磨剂的用量0-0.1份，可以是0份、0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或0.1份。
在一些实施方案中，步骤(1)中，以重量份数计，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与所述助磨剂的用量为：赤泥10份-30份，矿粉20份-35份，粉煤灰30份-60份，矿物调节剂5份-10份，三乙醇胺0-0.024份，二乙醇单异丙醇胺0-0.021份。
在一些优选实施方案中，步骤(1)中，以重量份数计，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与所述助磨剂的用量为：赤泥10份-20份，矿粉20份-25份，粉煤灰45份-60份，矿物调节剂5份-10份，三乙醇胺0.006份-0.024份，二乙醇单异丙醇胺0.01份-0.021份。
本发明的第三方面提供一种赤泥基砂浆，其包括本发明第一方面所述的赤泥基复合掺合料和骨料；或者其由包括本发明第一方面所述的赤泥基复合掺合料和骨料的原料制备得到。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的赤泥基复合掺合料细度小，且流动度比和活性指数以及胶砂抗压强度增长比均较高，满足I级复合掺合料的性能要求。
2.本发明提供的赤泥基复合掺合料的制备方法，利用联合粉磨工艺解决了因单独粉磨原料产生的团聚效应导致的粉磨效果不佳的问题，使得赤泥、矿粉、粉煤灰等颗粒相互改性、活性组分暴露出来，不仅降低了颗粒团聚效应造成负面影响，还大大提高了掺合料的力学性能。制备过程中加入助磨剂使得联合粉磨达到最佳性能效果的粉磨时间大大缩短，且能有效改善粉体流动性。
附图说明
图1为本发明实施例1以及对比例1和对比例2得到的赤泥基复合掺合料的活性指数结果。
图2为单独粉磨后的烧结法赤泥表面SEM图，其中图a粉磨时间为5min，图b粉磨时间为45min。
图3为烧结法赤泥、矿粉、粉煤灰和水泥的粒度分布曲线图。
图4为本发明实施例1至实施例6中联合粉磨得到的赤泥基复合掺合料的活性指数结果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于构成对本发明的任何限制。
以下各实施例中所涉及的仪器设备均为常规仪器设备，工业原料均为常规工业原料。
所用烧结法赤泥取自河南焦作，组成为：SiO2:19.26％，Al2O3:6.30％，Fe2O3:10.24％，CaO：52.6％，Na2O:3.21％，TiO2:5.14％，烧失量5.94％，其他3.25％。
所用矿粉为标准S95级矿粉。
所用粉煤灰为标准二级灰。
所用矿物调节剂为脱硫石膏，二水硫酸钙含量为90％且比表面积大于300m2/kg。
赤泥基矿物掺合料按照复合掺合料的物理性能测试，即以JG/T486-2015混凝土用复合掺合料规定进行测定。
实施例1
将5.0kg原料(烧结法赤泥10份，矿粉25份，粉煤灰60份，矿物调节剂5份)混合在球磨机中进行联合粉磨，得到粉磨时间分别为15min、30min、45min的复合掺合料。
流动度比、活性指数、胶砂抗压强度增长比的测试方法为：参照JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》附录A进行。
表1胶砂配合比
将复合掺合料粉磨后完全通过0.075mm分子筛，然后按照GB/T17671的规定(如表1所示)进行胶砂的搅拌，慢速搅拌120s，停止15s，快速搅拌120s后停机，按照要求进行流动度测试；同样的方法将搅拌后的砂浆装入40×40×160mm的模具中，标准养护后按照要求进行7天、28天、90天的强度测试，实验结果见表3。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，将复合掺合料的原料配合比调整为：烧结法赤泥20份，矿粉30份，粉煤灰45份，矿物调节剂5份，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，将复合掺合料的原料配合比调整为：烧结法赤泥30份，矿粉35份，粉煤灰30份，矿物调节剂5份，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例4
与实施例1的不同之处在于，联合粉磨前，将助磨剂三乙醇胺均匀混合到粉煤灰中，其中三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.04％，即0.024份，同时将助磨剂二乙醇单异丙醇胺均匀混合到矿粉中，其中三乙醇胺的用量为矿粉质量的0.04％，即0.01份；然后再将各原料在球磨机中进行联合粉磨，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例5
与实施例2的不同之处在于，联合粉磨前，将助磨剂三乙醇胺均匀混合到粉煤灰中，其中三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.03％，即0.0135份，同时将助磨剂二乙醇单异丙醇胺均匀混合到矿粉中，其中三乙醇胺的用量为矿粉质量的0.05％，即0.015份；然后再将各原料在球磨机中进行联合粉磨，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例6
与实施例3的不同之处在于，联合粉磨前，将助磨剂三乙醇胺均匀混合到粉煤灰中，其中三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.02％，即0.006份，同时将助磨剂二乙醇单异丙醇胺0.06份均匀混合到矿粉中，其中三乙醇胺的用量为矿粉质量的0.06％，即0.021份；然后再将各原料在球磨机中进行联合粉磨，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，复合掺合料的原料中烧结法赤泥为15份，矿粉20份，粉煤灰60份，矿物调节剂5份；得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例8
与实施例4的区别仅在于，复合掺合料的原料中不添加助磨剂三乙醇胺，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例9
与实施例4的区别仅在于，复合掺合料的原料中不添加助磨剂二乙醇单异丙醇胺，得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例10
与实施例4的区别仅在于，复合掺合料的原料中助磨剂三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.01％，即0.06份；助磨剂二乙醇单异丙醇胺的用量为矿粉质量的0.08％，即0.02份；得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
实施例11
与实施例4的区别仅在于，复合掺合料的原料中助磨剂三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.02％，即0.012份；助磨剂二乙醇单异丙醇胺的用量为矿粉质量的0.06％，即0.015份；得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
对比例1
采用纯基准水泥作为性能比较的参照，进行胶砂试验验证，测试结果见表3。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，复合掺合料的原料中烧结法赤泥为35份，矿粉40份，粉煤灰20份，矿物调节剂5份。得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，复合掺合料的原料中烧结法赤泥为35份，矿粉40份，粉煤灰20份，矿物调节剂5份，联合粉磨前，将助磨剂三乙醇胺均匀混合到粉煤灰中，其中三乙醇胺的用量为粉煤灰质量的0.02％，即0.004份，同时将助磨剂二乙醇单异丙醇胺均匀混合到矿粉中，其中三乙醇胺的用量为矿粉质量的0.06％，即0.024份；得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，复合掺合料的原料中烧结法赤泥为30份，矿粉40份，粉煤灰30份，不含矿物调节剂。得到的复合掺合料的各项性能测试结果见表3。
以上实施例1-11以及对比例2-4的复合掺合料原料组成(质量份数)以及粉磨过程中添加的助磨剂的质量份数如表2所示。
表2
表3复合掺合料的性能测试结果
表4复合掺合料相关参数标准
图1为对比例1、对比例2以及实施例1中得到的不同赤泥基复合掺合料的28d天活性指数结果。
图2是单独粉磨不同时间的赤泥表面SEM照片，从图中可以看出，粉磨能明显降低赤泥颗粒粒径大小，改善粒度分布，但是单独粉磨赤泥效果不好，极易发生团聚效应，造成性能倒缩。
图3是赤泥、矿粉、粉煤灰、水泥等的粒度分布曲线，从图中可以看出，烧结法赤泥粒度分布不太合理，偏离粒度正态分布曲线较大，细颗粒和粗颗粒呈现两个鼓包峰，分布不均，掺量越大对复合掺合料性能越不利。
图4是实施例1-6中，联合粉磨15min、30min和45min得到的不同赤泥基复合掺合料的7天活性指数和28天活性指数，结果表明超细联合粉磨对于赤泥基复合掺合料活性指数的提升显著，28天时30min效果最佳，能有效改善因单独粉磨赤泥对强度影响不大的问题，且流动度比也几乎都达到Ⅰ级要求(复合掺合料相关参数标准见表4)。实施例4-6与实施例1-3相比，添加助磨剂能有效减少达到Ⅰ级复合掺合料性能要求所需的粉磨时间，赤泥掺量越低，助磨剂对复合掺合料流动度比的提升效果越明显，实施例4中添加助磨剂组分的联合粉磨15min，流动度比即为107％，流动度比得到一定程度的改善，且联合粉磨时间减少；赤泥掺量越高时，助磨剂对复合掺合料活性的增加更显著，特别是15min时活性即可达到101％，远高于实施例3中未加助磨剂的95％，达到Ⅰ类复合掺合料标准的时间大大缩短。
由试验数据，矿粉中活性硅铝物质含量较高，是复合掺合料中主要的活性来源，含量过低会导致其强度性能较低，因此需要控制在合适的范围内。粉煤灰能较好的改善体系需水量，含量过高也会损害强度性能；赤泥中碱含量及其它放射性物质都较高，增加需水量，掺量应控制在一定范围内，而碱同时又能激发体系前期的性能，在本发明限定的用量范围内均有较好的增益效果。此外，矿物外加剂主要提供钙质组分，能有效促进钙钒石的生成，有利于强度的增加，低掺量的矿物外加剂能大大提升复合掺合料性能。由实施例8-10的结果与实施例4-6的结果对比可知，助磨剂的用量控制在合适的范围内，可以改善掺合料的流动度，增加流动度比，使得达到Ⅰ类复合掺合料标准的粉磨时间缩短，但是，仅使用一种助磨剂或者使用两种助磨剂但两种助磨剂的用量比例不合适，会降低掺合料的流动度，因此，其掺量应严格控制。
应当注意的是，以上所述的的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出相关改善工艺，这些改善工艺应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种赤泥基复合掺合料，以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份-30份，矿粉20份-35份，粉煤灰30份-60份，矿物调节剂5份-10份；
其中，所述复合掺合料的细度为45μm筛余量不超过所筛物料总质量的12％。
2.根据权利要求1所述的复合掺合料，其特征在于，以重量份数计，所述复合掺合料包括：赤泥10份-20份，矿粉20份-25份，粉煤灰45份-60份，矿物调节剂5份-10份；
和/或所述复合掺合料的流动度比不低于105％；和/或所述复合掺合料的7天活性指数不低于80％，28天活性指数不低于90％；和/或所述复合掺合料的胶砂抗压强度增长比不低于95％。
3.根据权利要求1或2所述的复合掺合料，其特征在于，所述赤泥选自烧结法赤泥、拜耳法赤泥或联合法赤泥中的一种或多种，优选地，所述赤泥比表面积≥400m2/kg；和/或所述矿粉选自S95级矿粉或S105级矿粉。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合掺合料，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰；
和/或所述矿物调节剂选自脱硫石膏、工业副产石膏和石灰中的一种或多种，优选地，所述脱硫石膏的比表面积≥300m2/kg，所述石灰为生石灰。
5.权利要求1-4任一项所述的复合掺合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与任选的助磨剂混合，得到混合料；
(2)将所述混合料粉磨至比表面积≥500m2/kg，得到赤泥基复合掺合料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂的含水率均不高于1％；和/或所述粉磨的时间为15min-45min。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述助磨剂选自醇胺类物质，优选三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种；
和/或，以重量份数计，所述赤泥、矿粉、粉煤灰、矿物调节剂和助磨剂的用量为：赤泥10份-30份，矿粉20份-35份，粉煤灰30份-60份，矿物调节剂5份-10份，助磨剂0-0.1份。
8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下步骤：
将所述粉煤灰与三乙醇胺混合，得到第一混合物，
将所述矿粉与二乙醇单异丙醇胺混合，得到第二混合物，
将所述第一混合物、第二混合物与所述赤泥和矿物调节剂混合，得到所述混合料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述三乙醇胺的用量为所述粉煤灰质量的0.02％-0.04％，所述二乙醇单异丙醇胺的用量为所述矿粉质量的0.04％-0.06％；
和/或所述三乙醇胺与所述二乙醇单异丙醇胺的质量比为1：(1-3)。
10.一种赤泥基砂浆，其包括权利要求1-4任一项所述的赤泥基复合掺合料和骨料；或者其由包括权利要求1-4任一项所述的赤泥基复合掺合料和骨料的原料制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211591787.4A CN116063019B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211591787.4A CN116063019B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116063019A true CN116063019A (zh) | 2023-05-05 |
| CN116063019B CN116063019B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=86181149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211591787.4A Active CN116063019B (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116063019B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102718423A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-10 | 中国矿业大学 | 活化低等粉煤灰复合材料制备方法 |
| CN103193403A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-10 | 中国矿业大学 | 高活性赤泥基混凝土掺合料制备方法 |
| KR20140069910A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 주식회사 삼표 | 개질 플라이애시 혼화재 조성물 및 그 제조방법 |
| CN106746882A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 安徽省建筑工程质量监督检测站 | 一种矿渣助磨剂 |
| CN111072325A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-28 | 江苏盐砼新材料科技有限公司 | 一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆 |
| US20200231504A1 (en) * | 2019-01-23 | 2020-07-23 | Kunming University Of Science And Technology | Method for synergistic stabilization/solidification of red mud and phosphogypsum |
| CN111747719A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-09 | 上海百奥恒再生资源有限公司 | 一种prm混凝土增强剂 |
| AU2019379427A1 (en) * | 2018-11-16 | 2021-06-24 | Canasia Australia Pty Ltd | Geopolymers produced from mineral processing by-products |
| CN113603383A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-05 | 上海百奥恒再生资源有限公司 | 一种prm混凝土增强剂 |
| CN113860802A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-12-31 | 江苏东交智控科技集团股份有限公司 | 一种环保型高性能矿物掺合料及其制备方法和应用 |
| CN114230256A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-03-25 | 山东交通学院 | 一种利用赤泥碱激发粉煤灰制备可控低强度材料的方法及其产品 |
| CN114394772A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-26 | 上海百奥恒新材料有限公司 | 一种生态胶凝材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202211591787.4A patent/CN116063019B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102718423A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-10 | 中国矿业大学 | 活化低等粉煤灰复合材料制备方法 |
| KR20140069910A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 주식회사 삼표 | 개질 플라이애시 혼화재 조성물 및 그 제조방법 |
| CN103193403A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-10 | 中国矿业大学 | 高活性赤泥基混凝土掺合料制备方法 |
| CN106746882A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 安徽省建筑工程质量监督检测站 | 一种矿渣助磨剂 |
| AU2019379427A1 (en) * | 2018-11-16 | 2021-06-24 | Canasia Australia Pty Ltd | Geopolymers produced from mineral processing by-products |
| US20200231504A1 (en) * | 2019-01-23 | 2020-07-23 | Kunming University Of Science And Technology | Method for synergistic stabilization/solidification of red mud and phosphogypsum |
| CN111072325A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-28 | 江苏盐砼新材料科技有限公司 | 一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆 |
| CN111747719A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-09 | 上海百奥恒再生资源有限公司 | 一种prm混凝土增强剂 |
| CN113860802A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-12-31 | 江苏东交智控科技集团股份有限公司 | 一种环保型高性能矿物掺合料及其制备方法和应用 |
| CN113603383A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-05 | 上海百奥恒再生资源有限公司 | 一种prm混凝土增强剂 |
| CN114230256A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-03-25 | 山东交通学院 | 一种利用赤泥碱激发粉煤灰制备可控低强度材料的方法及其产品 |
| CN114394772A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-26 | 上海百奥恒新材料有限公司 | 一种生态胶凝材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李俭之: "《立窑水泥企业技术进步指南》", 中国矿业大学出版社, pages: 37 - 38 * |
| 王军委;李秋义;唐巍;张修勤;齐秀山;: "赤泥的性能及其用作矿物掺合料的研究", 混凝土与水泥制品, no. 01, pages 92 - 95 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116063019B (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110041028A (zh) | 一种利用建筑垃圾的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN112079589A (zh) | 一种改性锂渣复合矿物掺合料及其制备和应用 | |
| JPH10504514A (ja) | 改良粉砕助剤組成物およびセメント製品 | |
| CN111747672B (zh) | 超细改性磷渣粉及混凝土用超细复合掺合料 | |
| CN110104984B (zh) | 一种基于改性复合脱水相的磷石膏矿渣水泥早强促凝剂 | |
| CN101337779B (zh) | 复合硅酸盐水泥外加剂及其生产方法 | |
| CN102329119B (zh) | 一种高性能混凝土掺合料及其制备方法 | |
| CN112745045B (zh) | 一种工业废渣纳米活化浆料及其制备方法 | |
| CN112125543A (zh) | 一种以大宗固废为原料的复合凝胶材料及其制备方法 | |
| CN114292081B (zh) | 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法 | |
| CN112430001A (zh) | 一种人造岗石废渣基水泥砂浆增强剂及其制备方法 | |
| CN114735955A (zh) | 一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法 | |
| CN114716164A (zh) | 一种以磷石膏为主要原料的硫铝酸盐水泥及其制备方法 | |
| CN110255943B (zh) | 一种湿磨钡渣掺合料及其制备方法和应用 | |
| CN116063019B (zh) | 一种赤泥基复合掺合料及其制备方法 | |
| CN109020476B (zh) | 一种改性复合黏土及其制备方法 | |
| CN116143461A (zh) | 一种c50自密实补偿收缩混凝土及其制备方法 | |
| CN109020273B (zh) | 一种纳米铁铝酸盐水泥的制备方法 | |
| CN115180844A (zh) | 一种活化超细粉煤灰掺杂的水泥及其制备方法 | |
| CN101343156A (zh) | 一种提高粉煤灰混凝土掺合料质量的方法 | |
| CN116409948A (zh) | 基于再生微粉的低碳复合胶凝材料、及其制备方法和应用 | |
| CN114249549A (zh) | 一种锂渣生产早强水泥的方法 | |
| CN114477810A (zh) | 一种基于废弃混凝土的低碳低热高贝利特水泥熟料及其制备方法 | |
| CN115304296B (zh) | 一种可循环水泥及其制备方法 | |
| CN114988729B (zh) | 一种提高贝利特硫铝酸盐水泥抗折强度的方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |