一种复掺型绿色高强混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种复掺型绿色高强混凝土及其制备方法。一种复掺型绿色高强混凝土的原料包括水泥15

【技术实现步骤摘要】
一种复掺型绿色高强混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种复掺型绿色高强混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]赤泥是一种工业生产中产生的固体废弃物，它的强碱性会对土壤、空气、水造成极大的污染。赤泥堆积过的土地具有很强的盐碱性，因此无法用于植被的生长。正因为如此，土地直接裸露在空气中，在北方的大风环境下容易引起扬尘污染，造成更大范围的恶劣影响，甚至危害人体的健康。另一方面，强碱性的赤泥附着液会渗透到地下水中，其中含有的砷、铬等有害元素会使得水体具有毒性，并随着地下水的循环流动对整个环境造成极其严重的影响。
[0003]目前，由于我国目前缺乏既经济又可行的技术，赤泥的综合利用率一直处于较低水平，仅为4％左右，远低于中国工业固体废物65％的平均利用水平。排出的赤泥主要采取筑坝堆存处理，因而造成土地碱化，地下水受到污染，危害人们的健康。在相关技术中，人们利用赤泥制备成陶粒作为混凝土的骨料来使用，一方面减少了对河沙的开采，另一方面又提高了对赤泥的利用，对环境保护起到了极大的作用。
[0004]针对上述中的相关技术，在利用赤泥制备成陶粒来替代骨料时，混凝土的胶凝材料依旧为普通的硅酸盐水泥，普通的硅酸盐水泥在对骨料粘接时，骨料之间还是会存在一些缝隙，这种缝隙的存在会导致混凝土的强度降低，要解决这种问题就要增加水泥的用量，但增加了水泥的用量就会提高成本。

技术实现思路

[0005]为了减少水泥在混凝土中的用量，本申请提供一种复掺型绿色高强混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种复掺型绿色高强混凝土，采用如下的技术方案：一种复掺型绿色高强混凝土，由包括如下重量份的原料制成：水泥15
‑
25份；赤泥20
‑
30份；金尾矿渣55
‑
75份；沸石45
‑
85份；硅酸钠3.2
‑
3.8份；石子37
‑
52份；河沙66
‑
90份；聚羧酸减水剂4
‑
7份；水78
‑
113份。
[0007]通过采用上述技术方案，其中赤泥、金尾矿渣和沸石均含有大量的硅、铝化合物，
在硅酸钠的催化促进作用下，使其中的硅、铝化合物容易溶解，进而生成硅酸盐和偏铝酸盐，当硅酸盐和偏铝酸盐在碱性条件下分解时会产生[SiO4]4‑
四面体结构和[AlO4]4‑
四面体结构，而[SiO4]4‑
四面体结构和[AlO4]4‑
四面体结构通过共享氧桥连接形成三维网状结构的聚铝硅酸盐，使得内部结构变得更加紧凑，胶凝能力更强，从而能替代部分水泥，对混凝土的强度有很大的提升，同时，也消耗了金尾矿渣和赤泥，对保护环境也作出了贡献。
[0008]优选的，所述金金尾矿渣为改性金尾矿渣，所述改性金尾矿渣的制备包括如下步骤：(1)将金金尾矿渣加入KCl溶液中进行搅拌制得固液混合相，将搅拌后得到的固液混合相进行离心，取离心后的沉淀进行清洗烘干制得疏水金金尾矿渣；(2)将步骤(1)中制得的疏水金金尾矿渣与NaOH固体混合进行球磨，将球磨之后的改性金尾矿进行高温加热，冷却，将冷却之后的金尾矿进行破碎研磨，制得改性金尾矿渣。
[0009]通过采用上述技术方案，首先将K
+
嵌入金金尾矿渣的晶层中，K
+
的水化能较低不容易水化，因此会使晶层间存在的水分子排出，从而晶层受到一定的挤压缩进，最终使得水化难以进行，能更充分的发挥出金尾矿硬度高的优点并且能增强混凝土的耐水性。
[0010]将疏水金金尾矿渣和NaOH固体共同球磨，受氢氧根离子的作用，会使原先聚合度较高的玻璃态网络中的部分Si
‑
O和Al
‑
O键发生断裂，形成不饱和活性键，进而促使网络解聚及硅铝的溶解扩散，加速形成水化物。
[0011]在球磨的作用下，增大疏水金金尾矿渣的比表面积，即破坏其矿物结构，使其内部结构由不规则化转变为多相晶形，形成大量活性质点，使其对尾矿达到活化的作用，最终得到的改性金尾矿渣为具有火山灰活性的疏水金金尾矿渣，具有火山灰活性的金金尾矿渣能与氧化钙和氢氧化钙在常温下反应生成具有水硬性的凝胶水化物，从而提高混凝土的强度。
[0012]优选的，所述KCl溶液为饱和KCl溶液。
[0013]通过采用上述技术方案，采用饱和KCl溶液是为了使得溶液当中的K
+
。浓度变高，从而对金金尾矿渣的疏水改性更加的充分，使得改性之后的金金尾矿渣的疏水性能更好。
[0014]优选的，所述赤泥为改性赤泥，其改性方法为：将赤泥在200℃，0.8MPa的条件下，加入石灰和NaOH水溶液反应，制备出改性赤泥。
[0015]通过采用上述技术方案，赤泥中含有大量的硅、铝氧化物和难容的硅、铝酸盐，在石灰和NaOH的作用下加热反应，使得赤泥中的硅、铝氧化物和难容的硅、铝酸盐变成易容的硅、铝酸盐，进而在后期和水泥中的氧化钙和氢氧化钙能产生反应生成中间产物，从而提高混凝土的硬度。
[0016]优选的，所述NaOH为52％浓度的NaOH水溶液。
[0017]通过采用上述技术方案，在高浓度的NaOH水溶液的作用下加热反应。赤泥中的铝硅酸盐分解的更为充分。
[0018]优选的，所述沸石为沸石粉，所述沸石粉的颗粒尺寸为2
‑
10μm，其比表面积为24000
‑
26000m3/kg。
[0019]通过采用上述技术方案，沸石拥有大量的硅、铝酸盐，通过将沸石磨制成尺寸为2
‑
10μm的沸石粉可有效地增大沸石的比表面积，从而在进行一系列的反应时，沸石能更充分的和各组分进行接触反应，进而增强混凝土当中的胶凝性能，使得混凝土的结构更加紧密，
有效的降低了水泥的使用量，并且提高了混凝土的力学性能，增加了混凝土整体的强度。
[0020]优选的，所述硅酸钠模数为：SiO2/Na2O＝1:1。
[0021]通过采用上述技术方案，硅酸钠在混凝土中充当的是激发剂的作用，在硅酸钠的催化促进作用下，使其中的硅、铝化合物容易溶解，进而生成硅酸盐和偏铝酸盐，当硅酸钠的模数SiO2/Na2O＝1:1时，硅酸钠能在常温水中有较好的溶解性，从而拥有更好的激发效果。
[0022]第二方面，本申请提供一种复掺型绿色高强混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种复掺型绿色高强混凝土的制备方法，制备步骤如下：S1：将赤泥、金尾矿渣、沸石、水泥和硅酸钠混合制成中间胶凝材料；S2：向S1中的中间胶凝材料中加入石子、河沙和聚羧酸减水剂，分次加水搅拌，制得复掺型绿色高强混凝土。
[0023]通过采用上述技术方案，首先将赤泥、金尾矿渣、沸石、水泥和硅酸钠混合制成中间胶凝材料，进一步加入河沙和石子后进行分次加水搅拌，加水之后，硅酸钠溶解，在体系中开始激发改性赤泥、金尾矿渣和沸石进行反应，促使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复掺型绿色高强混凝土，其特征在于，包括如下重量份的原料制成：水泥15
‑
25份；赤泥20
‑
30份；金尾矿渣55
‑
75份；沸石45
‑
85份；硅酸钠3.2
‑
3.8份；石子37
‑
52份；河沙66
‑
90份；聚羧酸减水剂4
‑
7份；水78
‑
113份。2.根据权利要求1所述的一种复掺型绿色高强混凝土，其特征在于：所述金金尾矿渣为改性金尾矿渣，所述改性金尾矿渣的制备包括如下步骤：（1）将金尾矿加入KCl溶液中进行搅拌制得固液混合相，将搅拌后得到的固液混合相进行离心，取离心后的沉淀进行清洗烘干制得疏水金金尾矿渣；（2）将步骤（1）中制得的疏水金金尾矿渣与NaOH固体混合进行球磨，将球磨之后的改性金尾矿进行高温加热，冷却，将冷却之后的金尾矿进行破碎研磨，制得改性金尾矿渣。3.根据权利要求2所述的一种复掺型绿色高强混凝土，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛威，李云国，张晓波，
申请(专利权)人：台州东部建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：