CN117700166A - 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法 - Google Patents

一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117700166A
CN117700166A CN202311805656.6A CN202311805656A CN117700166A CN 117700166 A CN117700166 A CN 117700166A CN 202311805656 A CN202311805656 A CN 202311805656A CN 117700166 A CN117700166 A CN 117700166A
Authority
CN
China
Prior art keywords
red mud
foam concrete
water
preparation
based foam
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.)
Pending
Application number
CN202311805656.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李保亮
周奕泽
陆雪
陈伟豪
蔡韵浩
丁银泉
李雪妍
燕雨婷
刘守花
尹得余
陈家瑞
刘泽俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaiyin Institute of Technology
Original Assignee
Huaiyin Institute of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaiyin Institute of Technology filed Critical Huaiyin Institute of Technology
Priority to CN202311805656.6A priority Critical patent/CN117700166A/zh
Publication of CN117700166A publication Critical patent/CN117700166A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域,公开了一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:调整赤泥含水率;加入锯末,搅拌;接着加入石灰粉,搅拌后通入工业废气;再将陶砂颗粒浸入其中;将水和水泥混合均匀后加入发泡剂进行发泡,得发泡液;向浸入陶砂颗粒的混合液中加入水泥熟料、石灰石粉、石膏晶须、辅助胶凝材料,搅拌均匀;然后向其中加入发泡液,继续搅拌,得赤泥基泡沫混凝土。本发明通过在湿状态下利用赤泥,充分利用了赤泥中的水,避免了对赤泥的烘干;通过在赤泥中加入石灰粉,以及通入含有大量CO2、SO2、NOX等工业废气,在赤泥颗粒表面形成了碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙等纳米颗粒,提高了赤泥的活性。

Description

一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,特别涉及一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法。
背景技术
赤泥,是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物,因其为赤红色泥浆状而得名。每生产一吨的氧化铝大约要产生0.5-2.5吨的赤泥,每吨赤泥还附带有3-4立方米的含碱废液,随着铝土业的不断发展,我国的赤泥排放量每年为1500万吨以上。赤泥依氧化铝生产方法的不同,可分为烧结法、拜耳法和联合法赤泥三种,由于铝土矿的含量丰度不同,国内外氧化铝生产所采取的方法也不同。拜耳法产量约占世界总产量的90%以上。
拜耳法赤泥中富含Fe(OH)3凝胶和Al(OH)3凝胶,使得赤泥的保水性较强,不易干燥,脱水能耗大。另外,赤泥碱性较高,赤泥滤液通常pH值为12~14远超过国家排放标准,给环境带来重大危害。赤泥中较高含量的碱性渗滤液以及赤泥作为矿物掺合料使用时,较低的活性,给其建材资源化利用带来了较大的困难。
目前赤泥在混凝土的应用主要是作为矿物掺合料,其活性提高主要通过酸化、热活化、物理活化、碱激发等手段,但能耗较高,而赤泥中较高的碱性渗滤液主要用来激发其他矿物掺合料的活性。采用赤泥制备泡沫混凝土是目前利用赤泥的方法之一。
专利201710279623.0公开了一种地聚物泡沫混凝土及其制备方法,所述混凝土由钢渣粉、改性赤泥、改性偏高岭土、粉煤灰、磨细矿渣粉、赤泥附液、发泡剂组成,所述赤泥为压滤后赤泥并利用赤泥附液作为激发剂。
专利201810642800.1公开了一种赤泥泡沫混凝土砌块及其制备方法,包括水泥、赤泥、二氧化锰、双氧水、聚羧酸系高性能减水剂、稳泡剂、水,其中稳泡剂包括硬脂酸钙和花生油,所述赤泥经过了100℃烘干和100目筛过筛处理。
专利202110477218.6公开了一种赤泥改性泡沫轻质土及其制备方法和应用,各原料的重量份比为:赤泥25-50份、掺合料15-50份、纤维0.3-2.5份、激发剂1-30份、表面活性剂0.3-1.0份、发泡剂0.5-20份、减水剂0.5-1.8份;所述赤泥经过了500-900℃高温活化。
202210825851.4公开了冷弯薄壁型钢填充用地聚合物泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1制备浆料:按重量份计称取干料,取矿渣微粉18-22份、磷酸基硅铝酸盐粉体32-36份、烧结赤泥8-12份、熟石灰6-9份和水玻璃13-15份,水与干料的水灰重量比为0.4-0.45,S2制备泡沫;S3制备地聚合物浆液;S4浇注成型;S5养护。
专利202310328789.2公开了一种碱-赤泥激发泡沫混凝土、其制备方法及应用,利用赤泥中的碱性渗滤液和水泥、化学激发剂等激发矿渣粉、赤泥、粉煤灰、水泥,然后利用发泡剂进行发泡制备发泡混凝土。
然而上述专利均对赤泥进行了脱水处理,对赤泥进行了烘干、高温活化等环节,能耗较高。本发明提供了一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,同时利用了赤泥中的渗滤液与赤泥,避免了赤泥使用时的脱水环节,降低了赤泥在脱水时的能耗,提高了赤泥的活性,提高了赤泥的利用率。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法。本发明解决了赤泥在利用时脱水能耗高以及活性低的问题。
技术方案:本发明提供了一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:称取赤泥与水混合,制备一定水固比的赤泥溶液;
S2. 锯末处理:向所述赤泥溶液中加入锯末,搅拌;
S3. 通入工业废气:向S2所得物中加入石灰粉,并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm的陶砂颗粒,将其浸入到S3所得物中;
S5. 发泡:在水中加入水泥,搅拌均匀,接着向其中加入发泡剂进行发泡;
S6. 制备泡沫混凝土:向S4所得物中加入水泥熟料、石灰石粉、石膏晶须、辅助胶凝材料,搅拌均匀;然后向其中加入S5所得物,继续搅拌均匀,得赤泥基泡沫混凝土。
进一步地,S1中,所述水固比为5:1~10:1。
进一步地,S2中,所述锯末的质量为赤泥质量的5~15%;所述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材。
进一步地,S3中,所述石灰粉的质量为赤泥质量的1~10%;所述石灰粉为熟石灰粉或生石灰粉中的一种。
进一步地,S3中,所述工业废气为煤电、钢铁、水泥工业废气的一种。
进一步地,S4中,所述陶砂的质量为赤泥质量的0.5~0.8倍。
进一步地,S4中,所述浸入的时间为10~30min。
进一步地,S5中,所述水泥与水的质量比为1~10:100;所述发泡剂与水的比例为1:30~50。
有益效果:与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1)按照本发明公开的制备方法,利用赤泥来制备胶凝材料时,一方面通过在湿状态下利用赤泥,充分利用了赤泥中的水,也避免了对赤泥的烘干,以及烘干后赤泥中Fe(OH)3凝胶和Al(OH)3凝胶对水的吸附,避免了因赤泥粘度较大,难以分散均匀的问题;另一方面,通过在赤泥中加入石灰粉,以及通入含有大量CO2、SO2、NOX等气体的煤电、钢铁、水泥工业废气,上述废气中可以在碱性溶液中与石灰粉反应生成碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙,一方面解决了工业废气的排放问题,二来降低了赤泥浆体中的碱度,并在赤泥颗粒表面形成了碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙等纳米颗粒、晶须,提高了赤泥的活性。
2)赤泥中含有的Fe(OH)3凝胶和Al(OH)3凝胶可以提高泡沫混凝土中泡沫的稳定性。
3)采用木材加工时粉末状木屑、锯末在赤泥渗滤液中进行搅拌,一方面锯末可以吸附赤泥渗滤液中的碱液,在混凝土硬化缺水后,锯末可以释放出部分碱液来为混凝土补水,并激发未反应的水泥颗粒、矿物掺合料,抑制赤泥在混凝土中使用时引起的返碱;另外,锯末在碱性滤液中搅拌,会释放木材中的纤维素,可以提高浆体稠度,提高泡沫混凝土的稳定性。
4)将水泥在大水灰比的水中分散、水化,在搅拌作用下,可以使水泥迅速水化,并形成水化硅酸钙C-S-H、氢氧化钙、钙矾石等纳米颗粒,在此条件下进行发泡,泡沫可以以上述纳米颗粒为成核、发泡位点,有助于泡沫的分散和稳定性,降低泡沫的破损率。
5)将陶砂置于赤泥渗滤液中,陶砂可以吸附部分渗滤液,在混凝土硬化缺水后,陶砂可以释放出部分碱液来为混凝土补水,并激发未反应的水泥颗粒、矿物掺合料,抑制赤泥在混凝土中使用时引起的返碱。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明进行详细的介绍。
实施方式1:
一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:测取赤泥含水率为10%,称取赤泥(干料)100份,并调整赤泥溶液中水固比到10:1;
S2. 锯末处理:向S1所得溶液中加入5份锯末,并搅拌10min;上述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材;
S3. 通入工业废气:向S2所得溶液中加入赤泥质量1%的石灰粉(1份),并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;上述工业废气为煤电;上述石灰粉为熟石灰粉;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm陶砂颗粒,并将其浸入到S3所得混合溶液中10min,陶砂质量为赤泥质量的0.5倍,为50份;
S5. 发泡:在水中加入水泥,使水泥与水的质量比为1:100,并搅拌均匀,然后加入10份发泡剂进行30倍发泡,其中水泥与水分别是3份和300份;
S6. 制备泡沫混凝土:向S4所得混合溶液中加入1000份普通水泥熟料、160份石灰石粉、54份石膏晶须、345份矿粉搅拌均匀,然后加入S5所得泡沫,搅拌均匀。
实施方式2:
一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:测取赤泥含水率为20%,称取200份赤泥(干料)并调整赤泥溶液中水固比到5:1;
S2. 锯末处理:向S1所得溶液中加入30份锯末,并搅拌60min;上述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材;
S3. 通入工业废气:向S2所得溶液中加入赤泥质量10%的石灰粉(20份),并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;上述工业废气为钢铁;上述石灰粉为生石灰粉;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm陶砂颗粒,并将其浸入到S3所得混合溶液中30min,陶砂质量为赤泥质量的0.8倍,为160份;
S5. 发泡:在水中加入水泥,使水泥与水的质量比为10:100,并搅拌均匀,然后加入10份发泡剂进行50倍发泡,其中水泥与水分别为50份与500份;
S6. 制备泡沫混凝土:向S4所得混合溶液中加入1000份普通水泥熟料、200份石灰石粉、50石膏晶须、500份粉煤灰搅拌均匀,然后加入S5所得泡沫,搅拌均匀。
实施方式3:
一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:测取赤泥含水率15%,称取赤泥(干料)100份并调整赤泥溶液中水固比到5:1;
S2. 锯末处理:向S1所得溶液中加入10份锯末,并搅拌30min;上述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材;
S3. 通入工业废气:向S2所得溶液中加入赤泥质量5%的石灰粉(5份),并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;上述工业废气为水泥工业废气;上述石灰粉为熟石灰粉;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm陶砂颗粒,并将其浸入到S3所得混合溶液中10min,陶砂质量为赤泥质量的0.6倍,为60份;
S5. 发泡:在水中加入水泥,使水泥与水的质量比为1:100,并搅拌均匀,然后加入5份发泡剂进行发泡40倍发泡,其中水泥和水为2份和200份;
6)制备泡沫混凝土:向S4所得混合溶液中加入600份普通水泥熟料、100份石灰石粉、45份石膏晶须、400份粉煤灰搅拌均匀,然后加入S5所得泡沫;搅拌均匀。
实施方式4:
一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:测取赤泥含水率为18%,称取赤泥(干料)120份并调整赤泥溶液中水固比到6:1;
S2. 锯末处理:向S1所得溶液中加入12份锯末,并搅拌20min;上述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材;
S3. 通入工业废气:向S2所得溶液中加入赤泥质量5%的石灰粉(6份),并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;上述工业废气为水泥工业废气;上述石灰粉为生石灰粉;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm陶砂颗粒,并将其浸入到S3所得混合溶液中20min,陶砂质量为赤泥质量的0.6倍,为72份;
S5. 发泡:在水中加入水泥,使水泥与水的质量比为3:100,并搅拌均匀,然后加入10份发泡剂进行40倍发泡,其中水泥与水分别为12份和400份;
S6. 制备泡沫混凝土:向S4所得混合溶液中加入700份普通水泥熟料、200份石灰石粉、54份石膏晶须、360份矿粉搅拌均匀,然后加入S5所得泡沫,搅拌均匀。
实施方式1~实施方式4中赤泥基泡沫混凝土各组分的具体配合比,见表1。
性能检测
表2为经过本发明处理方法处理后(按照实施方式1~4中S1、S3依次处理)的赤泥烘干后,根据标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2017测得的28d强度活性指数,对比例赤泥为未经任何处理的赤泥。
可见经过本发明技术处理后的赤泥活性明显提升。
表3为本发明性能考核指标,泡沫混凝土性能考核指标按照《泡沫混凝土》(JGJ266-2011)、《泡沫混凝土应用技术规程》(JGJ/T 341-2014)等执行,其中对比例的配合比为52.5水泥600份,赤泥200份,粉煤灰200份,水400份,动物蛋白发泡剂10份(进行40倍发泡)。
由表3可见,本发明制备的泡沫混凝土各龄期强度、28d沉降率(与泡沫的破损率有关)、90d干燥收缩等性能均优于对比例。
由表3可见,相同密度等级以及密度等级比对比例低的情况下,本发明实施方式的力学性能、沉降率以及收缩变形值均优于对比例。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1. 调整赤泥含水率:称取赤泥与水混合,制备一定水固比的赤泥溶液;
S2. 锯末处理:向所述赤泥溶液中加入锯末,搅拌;
S3. 通入工业废气:向S2所得物中加入石灰粉,并搅拌均匀;接着向其中通入工业废气;
S4. 浸润陶砂颗粒:选取粒径小于2mm的陶砂颗粒,将其浸入到S3所得物中;
S5. 发泡:在水中加入水泥,搅拌均匀,接着向其中加入发泡剂进行发泡;
S6. 制备泡沫混凝土:向S4所得物中加入水泥熟料、石灰石粉、石膏晶须、辅助胶凝材料,搅拌均匀;然后向其中加入S5所得物,继续搅拌均匀,得赤泥基泡沫混凝土。
2.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S1中,所述水固比为5:1~10:1。
3.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S2中,所述锯末的质量为赤泥质量的5~15%;所述锯末为木材加工时掉落下来的粉末状木材。
4.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S3中,所述石灰粉的质量为赤泥质量的1~10%;所述石灰粉为熟石灰粉或生石灰粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S3中,所述工业废气为煤电、钢铁、水泥工业废气的一种。
6.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S4中,所述陶砂的质量为赤泥质量的0.5~0.8倍。
7.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S4中,所述浸入的时间为10~30min。
8.根据权利要求1所述的赤泥基泡沫混凝土的制备方法,其特征在于:S5中,所述水泥与水的质量比为1~10:100;所述发泡剂与水的比例为1:30~50。
CN202311805656.6A 2023-12-26 2023-12-26 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法 Pending CN117700166A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311805656.6A CN117700166A (zh) 2023-12-26 2023-12-26 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311805656.6A CN117700166A (zh) 2023-12-26 2023-12-26 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117700166A true CN117700166A (zh) 2024-03-15

Family

ID=90147915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311805656.6A Pending CN117700166A (zh) 2023-12-26 2023-12-26 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117700166A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112125541B (zh) 一种湿法碳化活化废旧混凝土再生微粉的方法及再生微粉的应用
CN110204258B (zh) 一种基于尾气碳化的全固废免烧发泡混凝土及其制备方法和应用
CN112430051A (zh) 钢渣-脱硫石膏-粉煤灰协同碳化制备的建材及方法
CN112266264B (zh) 基于碱激发与加速碳化协同作用的加气混凝土及制备方法
CN112266193A (zh) 人造钢渣骨料及其制备方法和应用
CN116041008B (zh) 一种淤泥质固废资源化利用方法及其应用
CN114605121B (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
CN111499329A (zh) 一种含有钢渣尾泥的蒸压灰砂砖及其制备方法
CN115745447B (zh) 废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法
CN112194419A (zh) 碱激发自密实混凝土及其制备方法
CN111559896A (zh) 一种发泡磷石膏砌块及其制备方法
CN115259726B (zh) 一种用于胶凝材料的复合激发剂及其制备方法
CN115108739B (zh) 一种高胶凝活性的铜尾矿地聚物及其制备方法
CN113929394B (zh) 一种赤泥基碳化砖及其制备方法
CN115536358A (zh) 一种工业固废碳化固化免烧砌块及制备方法
CN117700166A (zh) 一种赤泥基泡沫混凝土的制备方法
CN109020397A (zh) 一种相变储能砂浆及其制备方法
CN112441765B (zh) 碱激发剂、碱激发凝胶材料、混凝土和混凝土的制备方法
CN115925306A (zh) 一种硅酸二钙活化剂及其制备方法和应用
CN108530015A (zh) 一种利用铝土矿尾矿制造的蒸养砖及其制备方法
CN115124308A (zh) 一种多孔骨料、板材及其制备方法
CN114315195A (zh) 一种单组份早强速凝型地聚合物的制备方法
CN113666674A (zh) 一种利用赤泥生产装配式墙板的方法
CN112851213A (zh) 一种含赤泥之环保高强度市政型砖材料及其制备方法
CN112250400A (zh) 一种电解锰渣和灼烧生料协同制备蒸压加气混凝土砌块及方法

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