耐火混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐火混凝土及其制备方法，涉及混凝土技术领域。耐火混凝土包括以下重量份的组分：改性二次铝灰140

【技术实现步骤摘要】
耐火混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种耐火混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐火混凝土材料广泛应用于化工、冶金、建材等领域，并且应用体量极大。但以其耐火(热)性能要求极高等原因，存在原材料特殊、成本高、制备工艺较为复杂等问题。另一方面，铝灰作为一种电解铝、高炉炼铝等铝制品生产过程中产生的固体废弃物，因其安全处置困难，应用价值较低，处置不当会污染环境等问题，逐步成为制约我国铝制品企业发展的重要因素。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种耐火混凝土，其可充分利用二次铝灰，成本低。且具备较好的力学性能和耐久性能。
[0004]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种耐火混凝土的制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐火混凝土，其包括以下重量份的组分：
[0006]改性二次铝灰140
‑
180份，胶凝材料80
‑
130份，碱激发剂180
‑
250份，耐火骨料1600
‑
2000份，辅料6
‑
10份；
[0007]其中，所改性二次铝灰、碱激发剂的制备方法包括以下步骤：
[0008](1)将二次铝灰、水混合，在80
‑
90℃反应后得到反应液；
[0009](2)将所述反应液的pH调节为12.5
‑
14，并固液分离，得到液相中间物和固相中间物；
[0010](3)在所述液相中间物中加入纳米二氧化硅，反应后得到碱激发剂，将所述固相中间物干燥，得到改性二次铝灰。
[0011]作为上述技术方案的改进，步骤(1)中，将二次铝灰、水、催化剂按照重量比为1：(4
‑
6)：(0.05
‑
0.1)混合均匀，在80
‑
90℃反应4
‑
8h后得到反应液；
[0012]其中，所述催化剂选用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、锡酸钠中的一种或多种。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述催化剂选用氢氧化钠和锡酸钠的混合物，且氢氧化钠与锡酸钠的重量比为(20
‑
30):1。
[0014]作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，在所述液相中间物中按照10
‑
30g/L的比例加入纳米二氧化硅，并在60
‑
90℃搅拌反应10
‑
15min，得到碱激发剂。
[0015]作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，在所述反应液中加入pH调节剂，以将反应液的pH调节为12.5
‑
14；
[0016]所述pH调节剂选用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或几种。
[0017]作为上述技术方案的改进，所述耐火骨料选用菱镁矿、白云石、大理石、橄榄石中
的一种或几种；
[0018]所述胶凝材料选用偏高岭土、矿渣粉、粉煤灰中的一种或几种；
[0019]所述辅料选用保坍剂、引气剂、消泡剂、减水剂、葡萄糖酸钠中一种或多种。
[0020]作为上述技术方案的改进，所述辅料为保坍剂母液、引气剂、消泡剂、葡萄糖酸钠和水的混合物，且其质量比为(400
‑
500)：(400
‑
500)：(0.1
‑
0.2)：(0.1
‑
0.2)：(0.3
‑
0.5)。
[0021]作为上述技术方案的改进，所述耐火骨料包括耐火粗骨料和耐火细骨料；
[0022]所述耐火粗骨料的粒径为0.075mm
‑
4.75mm，所述耐火细骨料的粒径为4.755mm
‑
37.5mm；。
[0023]作为上述技术方案的改进，所述二次铝灰中Al元素的含量为40
‑
55wt％，粒径＞80μm的颗粒占比≤10wt％。
[0024]相应的，本专利技术还公开了一种上述的耐火混凝土的制备方法，其包括：
[0025](1)制备改性二次铝灰、碱激发剂；
[0026](2)将改性二次铝灰、胶凝材料、耐火骨料混合，得到预混物；
[0027](3)将所述预混物与碱激发剂、辅料混合均匀，即得耐火混凝土成品。
[0028]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0029]1.本专利技术通过特定的处理工艺，将二次铝灰中遇水易分解的氮化铝、碳化铝等分解，并将二次铝灰转化成改性二次铝灰、碱激发剂，全部利用在耐火混凝土中，实现了二次铝灰的完全资源化利用，不产生二次废渣；也降低了耐火混凝土的生产成本。
[0030]2.本专利技术通过特定的处理工艺制备得到的改性二次铝灰中，化学成分以氧化铝为主，其可有效提升耐火混凝土的耐火性能。本专利技术处理得到的碱激发剂中，主要成分为硅酸钠，其可有效激发耐火混凝土中胶凝组分的活性，提升耐火混凝土的力学性能和耐久性能。同时也使得本专利技术可不引入水泥胶凝材料，而采用粉煤灰、矿渣份等低品位的材料，进一步降低耐火混凝土的生产成本。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式对本专利技术作进一步地详细描述。
[0032]本专利技术公开了一种耐火混凝土，其包括以下重量份的组分：
[0033]改性二次铝灰140
‑
180份，胶凝材料80
‑
130份，碱激发剂180
‑
250份，耐火骨料1600
‑
2000份，辅料6
‑
10份；
[0034]其中，其中，所述改性二次铝灰、碱激发剂的制备方法包括以下步骤：
[0035](1)将二次铝灰、水混合，在80
‑
90℃反应后得到反应液；
[0036]具体的，二次铝灰中存在氮化铝、碳化铝、氟化铝、单质铝等遇水易发生反应的物质，若直接引入耐火混凝土，在耐火混凝土加水应用过程中易发生反应。为此，本专利技术先将二次铝灰进行处理，先将上述有害物质转化。
[0037]优选的，在本专利技术的一个实施例中，将二次铝灰、水、催化剂按照重量比为1：(4
‑
6)：(0.05
‑
0.1)混合均匀，在80
‑
90℃反应4
‑
8h后得到反应液；其中，催化剂可选用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、锡酸钠中的一种或多种。基于上述反应条件，可加快反应速度，同时确保有害物质充分分解。进一步优选的，催化剂选用氢氧化钠和锡酸钠的
混合物，且氢氧化钠和锡酸钠的重量比为20
‑
30:1，选用氢氧化钠，一者可加快反应速度，二者可实现后期碱激发剂制备过程中液相产物的循环利用。选用锡酸钠，在加快反应速度的同时还可有效的保留二次铝灰中的镁铝尖晶石相，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐火混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性二次铝灰140
‑
180份，胶凝材料80
‑
130份，碱激发剂180
‑
250份，耐火骨料1600
‑
2000份，辅料6
‑
10份；其中，所述改性二次铝灰、碱激发剂的制备方法包括以下步骤：(1)将二次铝灰、水混合，在80
‑
90℃反应后得到反应液；(2)将所述反应液的pH调节为12.5
‑
14，并固液分离，得到液相中间物和固相中间物；(3)在所述液相中间物中加入纳米二氧化硅，反应后得到碱激发剂，将所述固相中间物干燥，得到改性二次铝灰。2.如权利要求1所述的耐火混凝土，其特征在于，步骤(1)中，将二次铝灰、水、催化剂按照重量比为1：(4
‑
6)：(0.05
‑
0.1)混合均匀，在80
‑
90℃反应4
‑
8h后得到反应液；其中，所述催化剂选用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、锡酸钠中的一种或多种。3.如权利要求2所述的耐火混凝土，其特征在于，所述催化剂选用氢氧化钠和锡酸钠的混合物，且氢氧化钠与锡酸钠的重量比为(20
‑
30):1。4.如权利要求1所述的耐火混凝土，其特征在于，步骤(3)中，在所述液相中间物中按照10
‑
30g/L的比例加入纳米二氧化硅，并在60
‑
90℃搅拌反应10
‑
15min，得到碱激发剂。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：邝俊燊，邝文辉，张大康，张玉露，梁洪滔，
申请(专利权)人：广东至道先进土木工程材料技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：