一种含拜耳法赤泥的自密实混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及赤泥的资源有效利用的技术领域，特别是一种含拜耳法赤泥的自密实 混凝±及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 赤泥是生产氧化侣时形成的副产物，其主要成分为化0、Si〇2、化2〇3和A1 2〇3,并含 有少量的氧化钢和氧化钟。赤泥的主要形成方法有拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥 =种，由于赤泥浆的碱含量较大，其容易对地下资源造成污染，同时赤泥大巧每年的维护费 用和场地费用很高，因此解决赤泥的污染问题是本领域技术人员亟待解决的问题。目前赤 泥的处理方法主要有W下几种：从赤泥中提取多种金属元素、将赤泥用作塑料填料、利用赤 泥作为净水载体、作为水泥原材料生产水泥、生产赤泥砖等。运些利用方法有效的缓解了赤 泥对环境造成的污染，具有很高的研究价值。我国赤泥的产生量较大，普通型氧化侣厂，一 年赤泥的产生量约在500万吨，因此不断的探索研究赤泥的新的利用途径，且能够大批量 消耗赤泥，是目前赤泥利用的主要趋势。
[0003] 由于拜耳法工艺产生的赤泥其矿物组成没有火山灰活性，因此较难W资源化利 用，大多数研究者的研究采用烧结法赤泥而不用拜耳法赤泥，烧结法赤泥的作用机理是：烧 结法赤泥+氨氧化巧（水泥水化后形成的一种物质）+水一火山灰胶凝材料。专利《高初性 检查井混凝±及其制备方法》中的技术方案是采用普通娃酸盐水泥、粉煤灰、般烧赤泥、矿 渣粉、异丙基二硬脂酷氧基侣酸醋、苯丙乳液、賴杆灰、改性橡胶粉、石灰岩碎石、河砂、水、 糞系高效减水剂为组分制备混凝±，其中的赤泥为般烧赤泥，具体是W烧结法工艺生产的 赤泥，由于烧结法赤泥矿物组成具有较高的火山灰活性，因此其添加到混凝±中可W少量 填料的模式来减少生产成本并且在一定范围内提高混凝±强度。专利《一种寒冷地区抗冻 混凝±》中的技术方案是采用聚乳酸纤维、普通娃酸盐水泥、石灰岩碎石、粉煤灰、新型减水 剂、赤泥、河砂、黑沙、炉尘、丙酸巧、二水石膏粉、二硬脂酸乙二醋、碱式硫酸儀晶须、水、簇 甲基纤维素钢、矿粉和引气剂为组分制备混凝±，其中的赤泥用量很少，与水泥的质量比约 为1:5,没有明确表明其是采用烧结法工艺还是拜耳法工艺制得的赤泥产物，其具体起到的 作用在文中也未提及。现有技术中，W拜耳法工艺的赤泥副产物为原料进行资源化利用的 文献还较少，因此，开发一种含拜耳法赤泥的自密实混凝±及其制备方法是本领域技术人 员要研究的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：针对【背景技术】中提到的赤泥对环境造成的严重污染 及其限制氧化侣厂发展的问题，提供一种将赤泥作为自密实混凝±的细粉渗合料，即一种 含拜耳法赤泥的自密实混凝±及其制备方法的技术方案。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含拜耳法赤泥的自密实混凝 上，按照质量份数比，该混凝上包括W下组分：
[0006] 水能： 5-乂)， 水泥： 10-30, 砂f: 50-70, 碎石： ㈱-顯:， 减水剂： 0. 05-0.L，
[0007] 水； 15-25；
[0008] 所述的赤泥是拜耳法工艺生产氧化侣所得的副产物，属于沸石类赤泥，主要成分 为化0、Si〇2、Fe2〇3和A1 2〇3,其矿物组成主要是水巧沸石、古柱沸石和柱沸石S种沸石组成， 无火山灰活性。该赤泥与烧结法和联发法工艺生产的赤泥的本质区别是在矿物组成方面完 全不同。
[0009] 进一步，本发明的上述配方中还可W加入质量份数为3-15的粉煤灰等其它矿物 填料，还可W加入质量份数为0-4的径丙基甲基纤维素HPMC等助剂；所述水泥为普通娃 酸盐水泥、矿渣水泥、复合娃酸盐水泥中的一种或几种的复合物，水泥的主要成分为CaO和 Si化，其在配方中所起的作用主要是发生水化反应，生成胶凝材料。
[0010] 进一步，所述砂子为粗砂或中砂，具体为机制砂、天然河砂、海砂或山砂中的一种 或几种的复合物，其级配符合相应粗砂或中砂的级配。
[0011] 进一步，所述碎石为粒径大于5mm的人工破碎石子，其级配符合国家标准规定的 级配。
[0012] 进一步，所述减水剂又名塑化剂或超塑化剂，是砂浆或混凝±中所用的外加剂，其 主要为簇酸类减水剂或糞系减水剂；所述水为自来水。
[0013] 一种含拜耳法赤泥的自密实混凝±的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0014] (1)赤泥预处理
[0015] 将赤泥在室溫下惊干或者在溫度为105°C的烘箱中烘干至恒重，将烘干后的赤泥 破碎，用0. 045mm的筛子过筛，得预处理好的赤泥粉；
[0016] 似称量混合
[0017] 按质量份计，准备如下组分：赤泥5-30,水泥10-30,砂子50-70,碎石60-95,减水 剂0. 05-0. 1,水15-25,将赤泥、水泥、砂子、碎石加入立式揽拌机中，在转速为GOr/min机械 揽拌l-5min;上述配方中还可W加入质量份数为3-15的粉煤灰等其它矿物填料，还可W加 入质量份数为0-4的径丙基甲基纤维素HPMC等助剂；
[001引 （3)加水及减水剂揽拌
[0019] 在上述揽拌干料中加入水和减水剂，在转速为60r/min机械揽拌5-lOmin。
[0020] (4)诱注产品和养护
[0021] 将上述揽拌好的新鲜混凝±进入模具进行诱注，诱注完毕后用塑料薄膜覆盖养护 2地，将脱模后的产品在溫度为20±5°C的养护室或在水中养护28天后即可使用。
[0022] 本发明的技术方案中所用拜耳法赤泥量较多，水泥与赤泥的质量比为2:1-1:1 ; 该种赤泥加入到混凝±中可提高自密实混凝±材料的强度，最重要的是可W降低自密实混 凝±的收缩量（烧结法赤泥不能降低混凝±的收缩量），其主要作用机理就是拜耳法赤泥 的内养护作用，如果发挥内养护作用，拜耳法赤泥的用量必须很多，【背景技术】中提到的专利 《一种寒冷地区抗冻混凝±》的技术方案中的赤泥用量较少，因此其采用的不是拜耳法工艺 的赤泥，该赤泥在混凝±中几乎起不到任何内养护作用。内养护作用表现如下：拜耳法赤泥 本身具有多孔特性，可W吸收和存储大量的水分；在水泥水化过程中，由于消耗掉大量的水 与水泥发生反应从而使水泥水化体系内部环境干燥，水泥的水化便不能充分进行；当加入 拜耳法赤泥后，由于该赤泥中已存储了大量的水分，就像是水泥水化体系中的"储水池"，当 水泥水化过程中出现了干燥环境时，运些"储水池"（含水的赤泥）就会源源不断提供水分， 使水泥继续水化。
[0023] 有益效果：本发明中的赤泥是氧化侣厂拜耳法工艺生产所得的副产物，其主要矿 物组成为水巧沸石、古柱沸石和柱沸石，无火山灰活性，由于本发明中所述赤泥为多孔性沸 石类材料，所W利用该种赤泥作为自密实混凝±的原材料之一可改善混凝±材料整体的易 泌水性和易离析性能；同时赤泥具有一定内养护作用，可W提高混凝上的强度和减小混凝 ±的自收缩性能，采用本发明的技术方案可显著提高赤泥的资源化利用，有利于环境保护， 所得自密实混凝±材料的工作性能可W达到国际标准BSEN12350,2010,其制备方法具有 如下优点：
[0024] (1)生产成本低
[00巧]本发明设及的原材料之一为氧化侣厂生产过程中产生的副产物赤泥，属于废弃 物，几乎没有成本且非常易得，因此生产工艺成本较目前采用其他矿物渗合料的自密实混 凝±的价格低很多；
[002引 似节能环保
[0027] 本发明为拜耳法工艺产生的赤泥的资源化利用提供了一条新的利用途径，具有环 保意义；
[0028] (3)具有较高的推广价值
[0029] 本发明的技术方案利用赤泥作为自密实混凝±的矿物渗合料，能很好的改善混凝 ±的工作性能，同时提高了自密实的强度，改善了收缩性能，具有较高的推广价值。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于W下实施例。实 施例中所用的原料除另有说明外，均为建筑行业通用材料，并可通过商业渠道购得。实施例 中所用的赤泥来自于山西省析州市某氧化侣厂。水泥、砂子、碎石和粉煤灰均购于常州市； 减水剂购于日本。径丙基甲基纤维素（HPMC，型号HT-E，胶凝溫度58-64°C，干燥失重《5%， 残渣《1.0% )产于河北任丘鹏宇化工，购于常州塑化城。
[00引]实施例一
[0032] 一种含拜耳法赤泥的自密实混凝±的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0033] (1)赤泥