CN116396020A - 一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料及制备方法，灌浆材料由赤泥、矿渣、废玻璃粉、萘系减水剂、氢氧化钠碱性激发剂组成；灌浆材料的水胶比为0.6‑1.0。制备时：将赤泥、矿渣、废玻璃粉按照质量份数混合并搅拌均匀，得到胶料组分A；将氢氧化钠溶解于水中，控制浓度为2mol/L，形成碱性激发剂，将萘系减水剂按照质量份数溶解于碱性激发剂中，得到添加剂组分B；将胶料组分A加入添加剂组分B中，控制水胶比为0.6‑1.0。本发明使用赤泥、矿渣、废玻璃等废弃物，变废为宝，加入萘基减水剂有效地增加了地聚物灌浆料的流动性和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其涉及一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料及制备方法。
背景技术
赤泥是铝冶炼工业中产生的一种碱性工业固体废物，因赤泥产量巨大并且含有多种金属离子和碱性物质导致其处置困难。赤泥大多被堆积储存在铝土矿废渣处置基地中，造成大量土地资源浪费，对周边的土壤和水体也会形成一定的危害。在赤泥的多种利用方式中，制备地质聚合物基胶凝材料是一种大规模利用赤泥的新方法。注浆技术广泛应用于岩土工程灾害处置，注浆材料需要流动性好、机械强度高，才能保证长距离泵送和加固效果。但随着水胶比的增加，灌浆材料的流动性增加，机械强度降低，限制了赤泥地聚物灌浆料的使用。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料及制备方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，由赤泥、矿渣、废玻璃粉、萘系减水剂、氢氧化钠碱性激发剂组成；其中赤泥、矿渣、废玻璃粉、萘系减水剂的质量份数分别为：40-60份、40-50份、2-5份、0.5-1.0份；灌浆材料的水胶比为0.6-1.0。
赤泥的组成成分为：SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O和TiO2，各组分的质量百分比分别为：15.6％、7.4％、12.6％、55.3％、8.1％和1％。
矿渣的组成成分为：SiO2、CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、SO3和K2O，各组分的质量百分比分别为：26.4％、56.3％、9.1％、3.4％、2.87％、1.05％和0.88％。
废玻璃粉的粒径为75-100μm。
上述高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料的制备方法，具体步骤为：
S1、将赤泥、矿渣、废玻璃粉按照质量份数混合并搅拌均匀，得到胶料组分A；
S2、将氢氧化钠溶解于水中，控制浓度为2mol/L，形成碱性激发剂，将萘系减水剂按照质量份数溶解于碱性激发剂中，得到添加剂组分B；
S3、将胶料组分A加入添加剂组分B中，控制水胶比为0.6-1.0，得到地聚物灌浆材料。
本发明的有益效果是：本发明使用赤泥、矿渣、废玻璃等废弃物，变废为宝，加入萘基减水剂有效地增加了地聚物灌浆料的流动性和力学性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，该灌浆材料由胶料组分A和添加剂组分B组成：
胶料组分A为胶凝材料：包括赤泥40-60份，矿渣40-50份，废玻璃粉2-5份。
添加剂组分B为添加剂：包括氢氧化钠碱性激发剂、萘系减水剂0.5-1.0份。
进一步的，所述废玻璃粉粒径为75-100μm。
进一步的，所述氢氧化钠碱性激发剂使用时将其溶解于水中，控制浓度为2mol/L。
进一步的，将萘系减水剂根据胶料组分A用量，按使用比例溶解于碱激发液中，控制水胶比：0.6-1.0。
赤泥的成分为：
| 成分 | 含量(％) |
| SiO2 | 15.6 |
| CaO | 7.4 |
| Al2O3 | 12.6 |
| Fe2O3 | 55.3 |
| Na2O | 8.1 |
| TiO2 | 1 |
矿渣的成分为：
上述高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料的制备方法，具体步骤为：
S1、将赤泥、矿渣、废玻璃粉按照质量份数混合并搅拌均匀，得到胶料组分A；
S2、将氢氧化钠溶解于水中，控制浓度为2mol/L，形成碱性激发剂，将萘系减水剂按照质量份数溶解于碱性激发剂中，得到添加剂组分B；
S3、将胶料组分A加入添加剂组分B中，控制水胶比为0.6-1.0，得到地聚物灌浆材料。
本发明材料配比基于现有赤泥和矿渣主要成分含量确定，主要指碱激发液浓度应根据成分进行调控。因此在应用本发明进行配置制品时，应对赤泥和矿渣含量进行有效测定，对碱激发剂进行微小调控。二氧化硅和三氧化二铝含量低于建议含量时，应适当增加废玻璃粉，并适当提高碱激发剂浓度。
具体实施例：
经检测，本实施例所制得的灌浆料，1d抗压强度24.3MPa，3d抗压强度56.5MPa，28d抗压强度89.6MPa；流动度16s，初凝时间20min，终凝时间50min，收缩率80℃-100℃小于0.03％。
本发明使用赤泥、矿渣、废玻璃等废弃物，变废为宝，加入萘基减水剂有效地增加了地聚物灌浆料的流动性和力学性能。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，其特征在于，由赤泥、矿渣、废玻璃粉、萘系减水剂、氢氧化钠碱性激发剂组成；其中赤泥、矿渣、废玻璃粉、萘系减水剂的质量份数分别为：40-60份、40-50份、2-5份、0.5-1.0份；灌浆材料的水胶比为0.6-1.0。
2.根据权利要求1所述的一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，其特征在于，赤泥的组成成分为：SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O和TiO2，各组分的质量百分比分别为：15.6％、7.4％、12.6％、55.3％、8.1％和1％。
3.根据权利要求2所述的一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，其特征在于，矿渣的组成成分为：SiO2、CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、SO3和K2O，各组分的质量百分比分别为：26.4％、56.3％、9.1％、3.4％、2.87％、1.05％和0.88％。
4.根据权利要求3所述的一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料，其特征在于，废玻璃粉的粒径为75-100μm。
5.根据权利要求4所述的一种高流动性赤泥矿渣地聚物灌浆材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、将赤泥、矿渣、废玻璃粉按照质量份数混合并搅拌均匀，得到胶料组分A；
S2、将氢氧化钠溶解于水中，控制浓度为2mol/L，形成碱性激发剂，将萘系减水剂按照质量份数溶解于碱性激发剂中，得到添加剂组分B；
S3、将胶料组分A加入添加剂组分B中，控制水胶比为0.6-1.0，得到地聚物灌浆材料。
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