一种赤泥矿渣体系无机聚合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种赤泥矿渣体系无机聚合材料及其制备方法，属于建筑材料领域。


背景技术：

2.由于无机聚合材料与由低温形成的三维结构缩聚的硅铝酸盐具有良好的物理、机械和热性能而受到越来越多的关注。据报道，用于建筑应用的地质聚合物材料的开发减少了co2与普通波特兰水泥(opc)的生产相比。实际上，生产1吨opc会释放约1吨co2，而opc总产量目前约占全球人为co2的5％
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7％。此外，发现优化配方的地质聚合物水泥能够将与opc水泥生产行业相关的co2减少80％。地质聚合物的另一个重要优势是有机会对广泛的二次原材料进行增值，包括矿渣和赤泥，它们的使用可以促进不可再生自然资源的可持续性，例如建筑行业的石灰石和粘土。还报告了在自然资源情况下无需进行地表开挖作业所带来的额外环境效益。因此，工业副产品如矿渣和赤泥的建筑材料的成功开发和利用有望促进opc行业的可持续发展和co2减排。
3.矿渣(磨碎的高炉矿渣)是生铁制造过程中产生的一种工业副产品材料。它以其在恶劣环境条件下的高长期强度和抗劣化性以及由于在胶凝材料的开发中降低co2排放和能源消耗而具有环境优势而著称。除了矿渣、赤泥是铝工业产生的大量废物。据报道，每生产1t氧化铝会产生1.5
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1.6t赤泥，其中大部分储存在垃圾填埋区或现场废物湖中。赤泥的矿物和化学成分取决于其铝土矿质量，以及在较小程度上取决于加工参数。大量赤泥废弃物的处理利用一直是全球氧化铝行业面临的重大挑战。赤泥在结构材料的开发为一个潜在的有待探索的领域。不同来源的赤泥中化学和矿物成分不同，因此许多类型的赤泥反应性不足以合成地质聚合物，因此通常与反应性更强的铝硅酸盐材料混合，主要是粉煤灰和偏高岭土。基于赤泥结合硅粉、偏高岭土或粉煤灰的潜在结构材料已有的学说，关于开发赤泥/矿渣系统发现，与矿渣混合的贫铝赤泥在碱活化后可呈现可接受的强度和耐化学性。仍需要进一步研究，探讨的赤泥材料价稳定措施的可能性。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种能够合理利用赤泥、矿渣的无机聚合材料的制备方法。
5.为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：矿渣22.5
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90份，赤泥22.5
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67.5份，水玻璃38份，水6份。
6.所述的赤泥细度为80μm。
7.所述的水玻璃模量为2.0。
8.本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种赤泥矿渣体系无机聚合材料的制备方法。
9.为解决第二个技术问题，提供的技术方案为：将赤泥粉磨至80μm得a料，将固体水玻璃、水混合得b料，然后再将a料、b料与矿渣混合均匀，即制得赤泥矿渣体系无机聚合材
料。
10.本发明的有益效果：矿渣具有更高的反应性、更快的凝固和更低的收缩率，赤泥自收缩性小、大量的掺入能降低成本。在25℃下的7d抗压强度约为68mpa且掺达25％的赤泥不影响干燥收缩。在由矿渣和赤泥制成的地质聚合物中添加1/4和3/4砂导致砂浆强度降低，但仍可用于建筑应用。
附图说明
11.图1是发明实施1、2不同赤泥掺量下赤泥矿渣无机聚合材料净浆试块抗压强度数据图。
12.图2是发明实施1、2不同赤泥掺量下赤泥矿渣无机聚合材料净浆试块自收缩数据图。
具体实施方式
13.实施例1
14.将22.5份赤泥粉磨至细度为80μm得a料，将38份固体水玻璃、6份水混合得b料，然后再将a料、b料与67.5份矿渣混合均匀，即制得赤泥矿渣体系混合料。
15.实施例2
16.将67.5份赤泥粉磨至细度为80μm得a料，将38份固体水玻璃、6份水混合得b料，然后再将a料、b料与22.5份矿渣混合均匀，即制得赤泥矿渣体系混合料。


技术特征：
1.一种赤泥矿渣体系无机聚合材料及其制备方法，其特征在于取赤泥、矿渣与水玻璃液混合后进行反应，进行养护即得产品。2.一种赤泥矿渣体系无机聚合材料，按质量份数组成为：矿渣22.5
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90份，赤泥22.5
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67.5份，水玻璃38份，水6份。3.根据权利要求2所述的赤泥矿渣体系无机聚合材料的制备方法，其特征在于，所述的赤泥细度为80μm。4.根据权利要求2所述的赤泥矿渣体系无机聚合材料的制备方法，其特征在于，所述的水玻璃模量为2.0。5.权利要求2所述的赤泥矿渣体系无机聚合材料的制备方法，其步骤为：将赤泥粉磨至80μm得a料，将固体水玻璃、水混合得b料，然后再将a料、b料与矿渣混合均匀，即制得赤泥矿渣体系无机聚合材料。

技术总结
本发明公开了一种赤泥矿渣体系无机聚合材料，由赤泥和矿渣系统组成。在系统中用赤泥替代了25％和75％的矿渣。使用模量2.0的硅酸钠溶液，样品在25℃下固化。矿渣为无定形相，而赤泥则含有一些结晶相，主要是赤铁矿、长晶石和卡托石。较高的矿渣含量具有更好的反应性、更快的凝固和更低的收缩率等特性。由25％赤泥和75％矿渣制成的无机聚合材料在25℃下固化7d达到68MPa的抗压强度。7d达到68MPa的抗压强度。7d达到68MPa的抗压强度。


技术研发人员：宋雨露 李润龙 王晶晶
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/11/9