一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，具体涉及混凝土生产领域，步骤一，取600‑650kg拜耳法赤泥轻粗骨料、650‑750kg天然河砂、350‑400kg PO42.5普通硅酸盐水泥、100‑150kg I‑级低钙粉煤灰、40‑60kg硅灰、130‑150kg饮用水和15‑20kg聚羧酸减水剂进行称重备用。本发明专利技术显著提高了混凝土材料的抗冻融循环、抗氯离子渗透、抗碳化等耐久性能，实现了拜耳法赤泥固废高附加值应用。

A Method of Producing Ultra-durable Concrete with Red Mud Lightweight Aggregate of Bayer Process

The invention discloses a method for producing ultra-durable concrete with red mud lightweight aggregate of Bayer process, which specifically relates to the field of concrete production. The first step is to take 600 to 650 kg red mud lightweight coarse aggregate, 650 to 750 kg natural river sand, 350 to 400 kg PO42.5 ordinary Portland cement, 100 to 150 kg I to low calcium fly ash, 40 to 60 kg silica fume, 130 to 150 kg drinking water and 15 to 20 kg polycarboxylic acid. The water reducer is weighed and reserved. The invention significantly improves the durability of concrete materials such as freeze-thaw cycle resistance, chloride ion penetration resistance and carbonization resistance, and realizes high value-added application of red mud solid waste of Bayer process.

【技术实现步骤摘要】
一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法
本专利技术涉及混凝土生产领域，更具体地说，本专利技术涉及一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法。
技术介绍
赤泥(包括拜耳法赤泥和烧结法赤泥)是一种不溶性的无机非金属矿物残渣，主要由细颗粒的泥和粗颗粒的砂组成，是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物，也是氧化铝生产过程中的最大污染源。由于生产方法和铝土矿品位的不同，每生产一吨的氧化铝大约要产生0.8～2.5吨的赤泥。2009年，我国生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30％，产生的赤泥近3000万吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4％，累积堆存量超过2亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，到2015年，赤泥累计堆存量已经达到3.5亿吨。赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。因此，开发规模化利用赤泥的长新技术和产品迫在眉睫。拜耳法赤泥轻骨料是利用70％-100％以上的拜耳法赤泥为主要原材料，掺加少量添加剂采用高温烧结工艺制成的一种多孔的轻质高强材料。拜耳法赤泥轻骨料具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨等特点，是一种变废为宝的优质绿色建筑材料。用赤泥生产轻骨料在国内外虽有相关研究报道，但用70-100％拜耳法赤泥生产轻骨料未见报道。中国专利：一种利用赤泥生产高性能陶粒的方法(专利申请号：201010236268.7，公布日为2012.02.01)披露了一种利用赤泥制作陶粒的方法，该方法烧结时间长，能耗大，筒压强度(7.5Mpa)也较低，用来配制C50以上轻质高强混凝土的成本非常高。中国专利：一种利用赤泥生产高性能陶粒的方法(专利号：CN102336579A，公布日20120201)采用的拜耳法赤泥量少于70％，且没有提供陶粒的物理和力学性能指标。超耐久混凝土是发展绿色、低碳、可持续基础设施的关键技术，是解决极端环境条件下，确保混凝土结构安全性和使用寿命急需的技术。如何将拜耳法赤泥与混凝土完美结合，从而提高拜耳法赤泥的附加值是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法。本专利技术提高了混凝土材料的抗冻融循环、抗氯离子渗透、抗碳化等耐久性能，实现了拜耳法赤泥固废高附加值应用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，具体包括如下步骤：步骤一，取600-650kg拜耳法赤泥轻粗骨料、650-750kg天然河砂、350-400kgPO42.5普通硅酸盐水泥、100-150kgI-级低钙粉煤灰、40-60kg硅灰、130-150kg饮用水和15-20kg聚羧酸减水剂进行称重备用；步骤二，将步骤一中准备好的拜耳法赤泥轻粗骨料、天然河砂、普通硅酸盐水泥、I-级低钙粉煤灰和硅灰依次投放于强制式搅拌机搅拌30秒，然后倒入2/3的饮用水搅拌30秒；步骤三，向强制式搅拌机内加入聚羧酸减水剂和剩余的饮用水搅拌120秒，然后静停30秒，使强制式搅拌机内的原料得到充分混合，然后继续搅拌60秒后，得到产品超耐久轻骨料混凝土。在一个优选地实施方式中，所述步骤一中拜耳法赤泥轻粗骨料的粒径为5-15mm；赤泥轻骨料中拜耳法赤泥含量在70-100％；堆积密度为900kg/m3-1050kg/m3；常压吸水率0-1.5％，真空吸水率0-3％；筒压强度13-20Mpa；饱和硫酸镁溶液侵蚀条件下质量损失0-0.5％；抗冻融循环质量损失0-0.5％。在一个优选地实施方式中，所述步骤三中的产品容重为1950-2100kg/m3。在一个优选地实施方式中，所述步骤三中的产品塌落度为250-270mm，扩展度大于550-650mm。在一个优选地实施方式中，所述步骤三中的产品在标准养护条件下养护28天后抗压强度大于60-100Mpa，氯离子渗透系数DRCM为0-1.0×10-13m2/s，28天碳化深度为0-1mm，300次慢冻循环后质量损失0-0.5％，强度损失0-5.0％，150次抗硫酸盐干湿循环后，抗硫酸盐侵蚀系数100-120％。在一个优选地实施方式中，所述步骤一中拜耳法赤泥轻骨料(堆积密度900kg/m3)取650kg；天然河砂取690kg；PO42.5普通硅酸盐水泥取350kg；I-级低钙粉煤灰取110kg；硅灰取40kg；饮用水取150kg；固含量为20％的聚羧酸减水剂取15kg。在一个优选地实施方式中，所述步骤一中拜耳法赤泥轻骨料(堆积密度900kg/m3)取600kg；天然河砂取650kg；PO42.5普通硅酸盐水泥取400kg；I-级低钙粉煤灰取120kg；硅灰取50kg；饮用水取140kg；固含量为20％的聚羧酸减水剂取17kg。在一个优选地实施方式中，所述步骤一中拜耳法赤泥轻骨料(堆积密度900kg/m3)取630kg；天然河砂取700kg；PO42.5普通硅酸盐水泥取380kg；I-级低钙粉煤灰取140kg；硅灰取45kg；饮用水取150kg；固含量为20％的聚羧酸减水剂取20kg。本专利技术的技术效果和优点：1、通过采用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久轻骨料混凝土，本专利技术提高了混凝土材料的抗冻融循环、抗氯离子渗透、抗碳化等耐久性能，实现了拜耳法赤泥固废高附加值应用；2、本专利技术在标准养护条件下养护28天后抗压强度大于60Mpa；氯离子渗透系数DRCM小于1.0×10-13m2/s；28天碳化深度小于1mm；300次慢冻循环后质量损失小于0.5％，强度损失小于5.0％；150次抗硫酸盐干湿循环后，抗硫酸盐侵蚀系数大于100％；3、本专利技术工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，所述原材料配方包含下列质量百分比的材料：上述的原材料配方中，拜耳法赤泥轻粗骨料的粒径为5-15mm；拜耳法赤泥轻骨料中拜耳法赤泥含量在76％；堆积密度为900kg/m3；常压吸水率1.0％，真空吸水率2％；筒压强度13Mpa；饱和硫酸镁溶液侵蚀条件下质量损失0.3％；抗冻融循环质量损失0.3％。具体包括如下步骤：将固体原材料按照给定比例称量后采用强制式搅拌机搅拌30秒，然后倒入2/3的拌和水搅拌30秒，然后加入聚羧酸减水剂和剩余的拌和水搅拌120秒，然后静停30秒，然后搅拌60秒，得到产品。新拌混凝土塌落度250mm，扩展度610mm，实测容重为2030kg/m3。超耐久轻骨料混凝土在标准养护条件下养护28天后抗压强度69.3Mpa；氯离子渗透系数DRCM为0.5×10-13m2/s；28天碳化深度0mm；300次慢冻循环后质量损失为0，强度损失为4.1％；150次抗硫酸盐干湿循环后，抗硫酸盐侵蚀系数102％。实施例2一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，所述原材料配方包含下列质量百分比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一，取600‑650kg拜耳法赤泥轻粗骨料、650‑750kg天然河砂、350‑400kg PO42.5普通硅酸盐水泥、100‑150kg I‑级低钙粉煤灰、40‑60kg硅灰、130‑150kg饮用水和15‑20kg聚羧酸减水剂进行称重备用；步骤二，将步骤一中准备好的拜耳法赤泥轻粗骨料、天然河砂、普通硅酸盐水泥、I‑级低钙粉煤灰和硅灰依次投放于强制式搅拌机搅拌30秒，然后倒入2/3的饮用水搅拌30秒；步骤三，向强制式搅拌机内加入聚羧酸减水剂和剩余的饮用水搅拌120秒，然后静停30秒，使强制式搅拌机内的原料得到充分混合，然后继续搅拌60秒后，得到产品超耐久轻骨料混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤一，取600-650kg拜耳法赤泥轻粗骨料、650-750kg天然河砂、350-400kgPO42.5普通硅酸盐水泥、100-150kgI-级低钙粉煤灰、40-60kg硅灰、130-150kg饮用水和15-20kg聚羧酸减水剂进行称重备用；步骤二，将步骤一中准备好的拜耳法赤泥轻粗骨料、天然河砂、普通硅酸盐水泥、I-级低钙粉煤灰和硅灰依次投放于强制式搅拌机搅拌30秒，然后倒入2/3的饮用水搅拌30秒；步骤三，向强制式搅拌机内加入聚羧酸减水剂和剩余的饮用水搅拌120秒，然后静停30秒，使强制式搅拌机内的原料得到充分混合，然后继续搅拌60秒后，得到产品超耐久轻骨料混凝土。2.根据权利要求1所述的一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，其特征在于：所述步骤一中拜耳法赤泥轻粗骨料的粒径为5-15mm；拜耳法赤泥轻骨料中赤泥含量在70-90％；堆积密度为900kg/m3-1050kg/m3；常压吸水率0-1.5％，真空吸水率0-3％；筒压强度13-20Mpa；饱和硫酸镁溶液侵蚀条件下质量损失0-0.5％；抗冻融循环质量损失0-0.5％。3.根据权利要求1所述的一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，其特征在于：所述步骤三中的产品容重为1950-2100kg/m3。4.根据权利要求1所述的一种利用拜耳法赤泥轻骨料生产超耐久混凝土的方法，其特征在于：所述步骤三中的产品塌落度为250-270mm，扩展度大于550-650mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：景东皓，刘艳军，郎辰芳，于焕洲，吴建朝，
申请(专利权)人：郑州市王楼水泥工业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41