一种半水磷石膏-赤泥基混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种半水磷石膏

【技术实现步骤摘要】
一种半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及废弃物利用
，尤其涉及一种半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]磷石膏是磷肥与磷酸工业产生的副产物；赤泥是提取氧化铝过程中排出的红褐色固体废弃物
。
为了改善和保护生态环境推进磷石膏
、
赤泥的高效综合利用，促进磷
、
铝化工产业的高质量发展，开展磷石膏资源综合利用评价，推动磷石膏
、
赤泥资源化
、
规模化综合利用，将具有重要的社会意义
。
[0003]原状磷石膏主要成分为二水硫酸钙
(CaSO4·
2H2O)
，除此外还有残留的酸化物
、
氟化物
、
微量金属元素以及覆盖在石膏晶体表面的有机物等杂质，且本身不具有胶凝性，通过烘培
、
煅烧不同晶型的原状磷石膏，可在水环境或饱和蒸汽环境下将二水磷石膏脱去
1.5
个结晶水形成半水磷石膏，此类石膏具有一定的胶凝性，
β
‑
半水磷石膏制成试件通常是原状磷石膏的3倍以上，所以为了在建材方面实现磷石膏变废为宝，将原状磷石膏转化为
β
‑
半水石膏是资源合理利用的首选重要方向；赤泥因在生产氧化铝时工艺流程的差异，可分为拜尔法赤泥
、
烧结法赤泥和联合法赤泥
。/>三种赤泥在化学成分上，含有成分比例差别较大的
Al2O3、Fe2O3、SiO2等，根据三种赤泥的不同成分比例
、
生产工艺及脱水
、
陈化程度，使得不同种类的赤泥有着不同的应用方向，同时由于赤泥表现出一定的胶凝性能，将其用于建筑材料方向也是实现赤泥规模化消耗存储量的重要手段，因此将赤泥作为原料替代水泥
、
生产混凝土作为重要研究方向之一
。
[0004]然而，目前对于磷石膏和赤泥的单独或共同运用存在着以下问题：
[0005]1)
单独运用磷石膏酸性和胶凝性方面：由于磷石膏中可溶性磷酸化合物和氟酸化合物的存在，磷石膏的
pH
值较低，导致纯掺磷石膏的构件容易被腐蚀；并且其酸性会导致构件凝结硬化时间延长
、
有机物杂质析出
、
硬化后的制品结构较为疏松进而强度降低等问题
。
[0006]2)
单独运用赤泥的碱性和胶凝性方面：在混凝土或复合胶凝材料中以赤泥作为胶凝材料，可以提高赤泥的利用率和经济价值，但由于赤泥胶凝性较弱
、
碱性成分较多且大多属于可溶惰性碱，大掺量情况下容易引起材料表面出现析碱现象导致力学性能降低，承载和抗侵蚀能力减弱
。
[0007]3)
共同运用磷石膏
、
赤泥综合性能方面：目前在建筑工程领域对于赤泥和磷石膏的综合运用主要体现在制备胶凝材料上，且大多数赤泥和磷石膏的协同均采用原状磷石膏，原状磷石膏不具有胶凝性，会对混凝土的力学性能和物理性能指标产生较大不利影响，限制了赤泥和磷石膏在制备混凝土中的协同应用
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土及其制备方法和应用，不仅能够实现赤泥
、
磷石膏在混凝土中的协同应用，同时有效增加赤泥
、
磷石膏的综合利用
率，得到高性能
、
高利用率
、
高经济型的“固废协同”类混凝土
。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土，包括以下质量份数的制备原料：
[0011]赤泥
30
～
50
份，半水磷石膏0～
20
份，水泥
30
～
70
份，机制砂
200
～
230
份，碎石
260
～
280
份，减水剂
1.5
～2份，水4～
4.5
份；
[0012]所述半水磷石膏的质量份数不为
0。
[0013]优选的，所述赤泥由拜耳法排放赤泥依次进行破碎
、
筛分和煅烧制得；所述筛分所用筛为孔径
0.6mm
的方孔筛；所述煅烧的温度为
105
～
120℃
，时间为4～
6h。
[0014]优选的，所述半水磷石膏的制备方法包括：将原状磷石膏依次进行破碎
、
风干
、
过筛和干燥，得到半水磷石膏；所述煅烧的温度为
150
～
170℃
，时间为
1.5
～
2.5h
；所述过筛所用筛为孔径
0.15mm
的方孔筛
。
[0015]优选的，所述水泥为
P
·
C42.5
级复合硅酸盐水泥
。
[0016]优选的，所述机制砂为公称粒径
0.15
～
4.75mm
的岩石颗粒
。
[0017]优选的，所述碎石为公称粒径
2.36
～
26.5mm
的岩石颗粒
。
[0018]优选的，所述减水剂为三聚氰胺系减水剂，所述减水剂的减水率为
16
～
22
％
。
[0019]优选的，包括以下质量份数的制备原料：
[0020]赤泥
35
～
45
份，半水磷石膏5～
15
份，水泥
40
～
60
份，机制砂
219
份，碎石
268
份，减水剂
1.5
份，水
4.5
份
。
[0021]本专利技术提供了上述技术方案所述半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0022]将赤泥
、
半水磷石膏
、
水泥
、
机制砂和碎石混合，得到混合干物料；
[0023]将减水剂与水掺入所述混合干物料中，得到混凝土拌合物；
[0024]将所述混凝土拌合物进行养护，得到半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土
。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土或上述技术方案所述制备方法制备得到的半水磷石膏
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：赤泥
30
～
50
份，半水磷石膏0～
20
份，水泥
30
～
70
份，机制砂
200
～
230
份，碎石
260
～
280
份，减水剂
1.5
～2份，水4～
4.5
份；所述半水磷石膏的质量份数不为
0。2.
根据权利要求1所述的半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土，其特征在于，所述赤泥由拜耳法排放赤泥依次进行破碎
、
筛分和煅烧制得；所述筛分所用筛为孔径
0.6mm
的方孔筛；所述煅烧的温度为
105
～
120℃
，时间为4～
6h。3.
根据权利要求1所述的半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土，其特征在于，所述半水磷石膏的制备方法包括：将原状磷石膏依次进行破碎
、
风干
、
过筛和干燥，得到半水磷石膏；所述煅烧的温度为
150
～
170℃
，时间为
1.5
～
2.5h
；所述过筛所用筛为孔径
0.15mm
的方孔筛
。4.
根据权利要求1所述的半水磷石膏
‑
赤泥基混凝土，其特征在于，所述水泥为
P
·
C42.5
级复合硅酸盐水泥
。5.
根据权利要求1所述的半水磷石膏
‑
赤泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德文，韩宇瑞，周生辉，胡宁贵，冯金鹏，舒菁，原泉顺，黄蓥蓥，刘澳，蒋佳桐，王玲玲，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：