拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿探究及利用

1、拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿探究及利用摘要：拜耳法赤泥是生產(chǎn)氧化鋁排出的一種廢渣，長(zhǎng)期以 來難以找到有效利用途徑。筆者利用拜耳法赤泥保水性好的 特點(diǎn)，將其作為加氣混凝土專用砂漿的保水劑。通過摻入磷 渣粉，可以在一定程度抑制專用砂漿的泛堿。拜耳法赤泥具 有較強(qiáng)的放射性，綜合考慮其各項(xiàng)性能，宜限制其摻量在膠 凝材料的20%以下。關(guān)鍵詞：加氣混凝土專用砂漿；拜耳法赤泥；保水性 中圖分類號(hào)：tu37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1拜耳法赤泥的基本特性赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中經(jīng)強(qiáng)堿浸出時(shí)形成的不溶殘 渣。每生產(chǎn)it氧化鋁將產(chǎn)生1.01.8t赤泥。我國(guó)五大氧化 鋁廠年排出量達(dá)600萬t,累積堆存量高達(dá)5000萬t

2、,其利 用率僅為15%左右。赤泥的組成和性質(zhì)復(fù)雜，并隨鋁土礦成份、生產(chǎn)工藝（燒 結(jié)法、聯(lián)合法或拜耳法）及脫水、陳化程度有所變化，其基 本物理性能見表1. io拜耳法冶煉氧化鋁是采用強(qiáng)堿naoh溶 出高鋁、高鐵、一水軟鋁石型和三水鋁石型鋁土礦，產(chǎn)生的 赤泥中幾乎不含2ca0 si02等活性成分。拜耳法赤泥含水 率大，堿度高，呈紫灰色。原狀濕排拜耳法赤泥除少數(shù)粗顆 粒外，顆?；径荚?0 11 m以下，其中小于20卩m的約占80%, 采用ssa-3500智能比表面積分析儀測(cè)得比表面積為 10.811m2/go表1.1赤泥的物理力學(xué)性能2拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿的研究2.1拜耳法赤泥(b2)不同

3、摻量對(duì)砂漿工作性能的影響 試驗(yàn)砂漿的技術(shù)條件為：強(qiáng)度等級(jí)為m7.5；稠度 8090mm；分層度1030mm；膠凝材料總用量為340kg/m3, 水泥為“烏江” p042.5水泥；用水量根據(jù)砂漿的稠度調(diào) 整。從表2. 1可以看出，隨著拜耳法赤泥(b2)摻量的增加, 砂漿的分層度、泌水率降低，有效改善了機(jī)制砂新拌砂漿拌 和物易離析和泌水的缺點(diǎn)。以上數(shù)據(jù)說明拜耳法赤泥具有良 好的保水性。表2. 1拜耳法赤泥b2不同摻量對(duì)砂漿工作性能的影響2.2磷渣粉摻量對(duì)拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿泛 堿的影響拜耳法赤泥的原溶液的堿度高達(dá)26348mg/l,并且主要 污染物中堿、鈉及鋁等含量較高，用其制備的干混砂漿

4、在干 濕變化較大的環(huán)境可能會(huì)出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。試驗(yàn)采用添加活性摻合料一一磷渣粉，利用拜耳法赤泥 中多余的堿激發(fā)磷渣粉的活性；試驗(yàn)以拜耳法赤泥b2取代 水泥用量的50%為基準(zhǔn)試驗(yàn)，水泥為"烏江” p 042.5水 泥，在控制稠度(8090mm)前提下，磷渣粉采用外摻法，摻 量為拜耳法赤泥(b2)用量的020%o試件放置28d后試驗(yàn) 結(jié)果見表2. 2、圖2. 1。表2. 2拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿泛堿試驗(yàn)結(jié)果磷渣粉在較高堿性環(huán)境條件下，其活性si02、a1203與 ca(0h)2反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，增加了砂漿內(nèi)部膠凝物質(zhì)的數(shù) 量，有效改善了界面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了集料與水泥石的結(jié)合能力, 并且促進(jìn)

5、了水泥的水化，形成更多的c-s-h凝膠，降低了 ca(0h)2濃度，避免砂漿中ca(0h)2局部富集，因此磷渣粉 對(duì)拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿的泛堿有一定的抑制作 用。(a)基準(zhǔn)砂漿(b)磷渣粉摻量10% (c)磷渣粉摻量20%圖2. 1磷渣粉摻量對(duì)拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿泛 堿的影響2.3磷渣顆粒取代山砂做拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂 漿的骨料及性能測(cè)試首先對(duì)普通砂石和磷渣的壓碎性進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果 如表2. 3所示。2. 54. 75mm的磷渣顆粒壓碎指標(biāo)較山砂的大, 這是因?yàn)榱自w粒是多孔材料，孔隙的存在將引起顆粒的應(yīng) 力集中，使顆粒在受壓時(shí)容易破壞；當(dāng)磷渣顆粒的粒徑在 1. 25

6、mm以下后，其壓碎指標(biāo)與山砂的壓碎指標(biāo)已相差不大， 都在2025%之間，因?yàn)殡S著粒徑的減小，磷渣顆粒內(nèi)部的孔 隙和缺陷不斷減少，壓碎指標(biāo)也就有所減少。磷渣顆粒的粒 徑在1.25nmi以下時(shí)，從壓碎指標(biāo)分析，其堅(jiān)固性與山砂的 堅(jiān)固性相差很小，說明在此粒徑下的磷渣顆粒完全可以替代 山砂。表2. 3山砂和磷渣壓碎指標(biāo)對(duì)比試驗(yàn)經(jīng)多次試驗(yàn)優(yōu)化，最終確定了專用砂漿的配合比。結(jié)果 如表2. 4所示。表2. 4專用砂漿性能2.4拜耳法赤泥及拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿的 放射性安全測(cè)試根據(jù)建筑材料放射性核素限量中的規(guī)定：當(dāng)建筑主 體材料中天然放射性核素鐳-226、牡-232和鉀-40的放射性 比活度同時(shí)滿足i

7、rawl. 0和irwl.o時(shí)，其產(chǎn)銷與使用范 圍不受限制。為了確保拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿生產(chǎn) 的安全性，對(duì)其水化后樣品和拜耳法赤泥的放射性比活度進(jìn) 行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2. 5根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知：磨細(xì)后的拜耳法赤泥b2的外照射指數(shù)ir>l. 0,說明拜 耳法赤泥樣品的放射性安全指標(biāo)不符合建筑材料放射性核 素限量的技術(shù)要求，不能單獨(dú)作為建筑主體材料使用。貴州地區(qū)的拜耳法赤泥的放射性很強(qiáng)，其活性也很低。 綜合專用砂漿各項(xiàng)性能，同時(shí)考慮使用的安全性，其摻量宜 限制在膠凝材料的20%以下。表2. 5樣品放射性檢測(cè)結(jié)果注：b2砌筑砂漿、b2砌筑砂漿（摻加磷渣顆粒做骨料） 的b2摻量為水泥的

8、70%o3拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿的應(yīng)用為了研究拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿在實(shí)際工程 應(yīng)用中的各種性能，將生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用到本單位自建的磷渣 加氣混凝土節(jié)能示范樓中。示范樓的墻體材料為加氣混凝 土，砌筑砂漿與抹面砂漿為拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂 漿。為了檢驗(yàn)摻有拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿對(duì)室內(nèi)環(huán) 境空氣質(zhì)量的影響，在工程竣工后即根據(jù)民用建筑工程室 內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范中的相關(guān)要求對(duì)室內(nèi)氮含量進(jìn)行了測(cè) 試，氮含量為59. lbq/m3,遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)中i類建筑氮含量 w200 bq/m3和ii類建筑氮含量w400bq/m3的規(guī)定。4結(jié)論（1）拜耳法赤泥顆粒細(xì)小，顆粒內(nèi)毛細(xì)孔發(fā)達(dá)，保水 性強(qiáng)，能夠改善砂漿中粉料的顆粒級(jí)配和拌和物的和易性。 隨著拜耳法赤泥摻量的增加，砂漿拌和物的分層度和泌水率 隨之降低，保水性能提高，改善了砂漿拌和物的和易性。(2) 拜耳法赤泥堿含量高，在干濕交替的環(huán)境中容易 出現(xiàn)泛堿的現(xiàn)象。通過摻入磷渣粉，可以在一定程度上抑制 拜耳法赤泥加氣混凝土專用砂漿的泛堿。(3) 為進(jìn)一步消耗廢渣，可以用磷渣顆粒(<1. 25mm) 完全取代山砂作為骨料，其性能仍可滿足加氣混凝土專用砂 漿的要求。(4) 從工程應(yīng)用情況看：拜耳法赤泥加氣混凝土專用 砂漿產(chǎn)品性能穩(wěn)定，在施工現(xiàn)場(chǎng)具有良好的施工性能