一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂制造技术

本发明专利技术属于先进材料及资源回收利用技术领域，涉及一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂。按照重量份数计，由以下原料组成：金属氢氧化物20～40份，硫酸盐5～10份，高钙固废材料0～15份，碳酸盐4～8份，水泥类组分0～8份，金属有机骨架材料0～3份；其中，金属氢氧化物中的金属为碱金属或碱土金属。本发明专利技术提供的胶凝活性激发剂具有激发效率高、成本低、绿色环保等优点。本发明专利技术提供的赤泥基凝胶材料具有力学强度高、凝结时间短等优点，可以代替硅酸盐水泥在交通工程中施工。以代替硅酸盐水泥在交通工程中施工。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂


[0001]本专利技术属于先进材料及资源回收利用
，涉及一种适用于交通工程 用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而 不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人 员所公知的现有技术。
[0003]制铝工业提取氧化铝时排出的大量工业固体废弃物，即赤泥。赤泥的主要 化学组成为氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化纳等组分，具有制备水泥类胶凝材 料的潜在活性。然而，研究表明，赤泥存在胶凝活性低，制备的胶凝材料性能 差等缺陷，限制了其在交通工程中的使用，因此如何激发赤泥潜在的胶凝活性 成本制备赤泥基胶凝材料的技术瓶颈。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种适用于交通工程用赤 泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂，本专利技术提供的胶凝活性激发剂具有激发效率 高、成本低、绿色环保等优点。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一方面，一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂，按照 重量份数计，由以下原料组成：金属氢氧化物20～40份，硫酸盐5～10份，高钙 固废材料0～15份，碳酸盐4～8份，水泥类组分0～8份，金属有机骨架材料0～3份； 其中，金属氢氧化物中的金属为碱金属或碱土金属。
[0007]本专利技术以碱金属或碱土金属的金属氢氧化物作为主要成分，具有更强的碱 性，可以破坏赤泥中硅铝质稳定组分的结构，从而提升胶凝活性；添加硫酸盐、 碳酸盐组分对赤泥的胶凝活性具有盐激发作用，且二者之间存在一定的协同提 升作用；高钙固废材料中的钙源可以参与赤泥中硅铝质组分的地质聚合反应， 进而提升赤泥基胶凝材料的力学强度并缩短凝结时间；水泥类材料具有自身水 化胶结固化和碱性组分活性激发的双重作用；金属有机骨架材料具有比表面积 大、反应活性位点多等特性，可以提高赤泥的胶凝活性，专利技术人研究表明，金 属有机骨架材料激发作用下的赤泥基胶凝材料力学强度提升了约40％。
[0008]另一方面，一种上述胶凝活性激发剂的制备方法，按照比例将金属氢氧化 物、硫酸盐组分、高钙固废材料、碳酸盐组分、水泥类组分、金属有机骨架材 料组分混合均匀，粉磨即得。
[0009]第三方面，一种上述胶凝活性激发剂在激发赤泥基凝胶材料中的应用。
[0010]第四方面，一种赤泥基凝胶材料，包括主凝胶材料和上述胶凝活性激发剂， 所述主凝胶材料的主要成分为赤泥，所述胶凝活性激发剂为主凝胶材料质量的 5～10％。
[0011]本专利技术提供的赤泥基凝胶材料具有力学强度高、凝结时间短等优点，可以 代替硅
酸盐水泥在交通工程中施工。
[0012]第五方面，一种上述赤泥基凝胶材料在交通工程和/或建筑工程中的应用。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术提供的胶凝活性激发剂能够大大提高赤泥的凝胶活性，能够显著提 高赤泥基凝胶的力学性能，使形成的赤泥基凝胶材料可代替传统硅酸盐水泥进 行应用，本专利技术提供的胶凝活性激发剂还具有绿色环保及成本低廉等优点，且 制作流程简单、易于推广，另外，本专利技术提供的胶凝活性激发剂和赤泥基凝胶 材料具有普适性，易于规模化生产。
具体实施方式
[0015]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的 普通技术人员通常理解的相同含义。
[0016]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、 器件、组件和/或它们的组合。
[0017]正如
技术介绍
所介绍的，赤泥存在胶凝活性低，为了解决如上的技术问题， 本专利技术提出了一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂。
[0018]本专利技术的一种典型实施方式，提供了一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材 料的胶凝活性激发剂，按照重量份数计，由以下原料组成：金属氢氧化物20～40 份，硫酸盐5～10份，高钙固废材料0～15份，碳酸盐4～8份，水泥类组分0～8份， 金属有机骨架材料0～3份；其中，金属氢氧化物中的金属为碱金属或碱土金属。
[0019]本专利技术提供的胶凝活性激发剂具有激发效率高的特点，用于激发赤泥基凝 胶材料，不仅能够提高赤泥基凝胶材料的活性，而且能够提高赤泥基凝胶材料 的力学性能。
[0020]碱金属或碱土金属的金属氢氧化物强碱性可以破坏赤泥稳定的晶格结构， 从而提升胶凝活性。在一些实施例中，所述金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化 钾、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种。采用上述金属氢氧化物获得的胶凝 活性激发剂的性能更好。
[0021]硫酸盐中的SO
42
‑
可以促进赤泥中硅铝质组分的地质聚合反应，生成更多的 水化产物。在一些实施例中，所述的硫酸盐为硫酸钠、硫酸镁、硫酸钾、硫酸 铝中的一种或多种。采用上述硫酸盐获得的胶凝活性激发剂的性能更好。
[0022]高钙固废中的钙源可以参与赤泥中硅铝质组分的地质聚合反应，进而缩短 赤泥基胶凝材料的凝结时间，提升其早期力学强度。在一些实施例中，所述的 高钙固废材料为电石渣、脱硫石膏、氟石膏、磷石膏中的一种或多种。采用上 述高钙固废材料获得的胶凝活性激发剂的性能更好。
[0023]碳酸盐中的CO
32
‑
可以促进赤泥中硅铝质组分的地质聚合反应，生成更多的 水化产物。在一些实施例中，所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸 铝中的一种或多种。采用上述碳酸盐获得的胶凝活性激发剂的性能更好。
[0024]水泥类材料具有自身水化胶结固化和碱性组分活性激发的双重作用。在一 些实施例中，所述的水泥类组分为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、 铁铝酸盐水泥中的
一种或多种。
[0025]金属有机骨架材料具有比表面积高、反应活性位点多、催化活性强等优点， 可显著提升赤泥基胶凝材料的力学强度。在一些实施例中，所述的金属有机骨 架材料为ZIF系列、UIO系列、BUT系列、MIL系列、PCN系列中的一种或几种。
[0026]本专利技术另一种实施方式，提供了一种上述胶凝活性激发剂的制备方法，按 照比例将金属氢氧化物、硫酸盐组分、高钙固废材料、碳酸盐组分、水泥类组 分、金属有机骨架材料组分混合均匀，粉磨即得。
[0027]在一些实施例中，粉磨至比表面积为500～800m2/Kg。该条件下的激发性 能更好。
[0028]第三方面，一种上述胶凝活性激发剂在激发赤泥基凝胶材料中的应用。
[0029]第四方面，一种赤泥基凝胶材料，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂，其特征是，按照重量份数计，由以下原料组成：金属氢氧化物20～40份，硫酸盐5～10份，高钙固废材料0～15份，碳酸盐4～8份，水泥类组分0～8份，金属有机骨架材料0～3份；其中，金属氢氧化物中的金属为碱金属或碱土金属。2.如权利要求1所述的适用于交通工程用赤泥基胶凝材料的胶凝活性激发剂，其特征是，所述金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种；或，所述的硫酸盐为硫酸钠、硫酸镁、硫酸钾、硫酸铝中的一种或多种；或，所述的高钙固废材料为电石渣、脱硫石膏、氟石膏、磷石膏中的一种或多种；或，所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸铝中的一种或多种；或，所述的水泥类组分为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种或多种；或，所述的金属有机骨架材料为ZIF系列、UIO系列、BUT系列、MIL系列、PCN系列中的一种或几种。3.一种权利要求1或2所述的胶凝活性激发剂的制备方法，其特征是，按照比例将金属氢氧化物、硫酸盐组分、高钙固废材料、碳酸盐组分、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，周勇，李召峰，左志武，刘晓林，王川，林春金，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：