拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆探究及利用

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1、拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆探究及利用摘要：拜耳法赤泥是生产氧化铝排出的一种废渣，长期以来难以找到有效利用途径。笔者利用拜耳法赤泥保水性好的特点，将其作为加气混凝土专用砂浆的保水剂。通过掺入磷渣粉，可以在一定程度抑制专用砂浆的泛碱。拜耳法赤泥具有较强的放射性，综合考虑其各项性能，宜限制其掺量在胶凝材料的20%以下。关键词：加气混凝土专用砂浆；拜耳法赤泥；保水性中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1拜耳法赤泥的基本特性赤泥是氧化铝生产过程中经强碱浸出时形成的不溶残渣。每生产It氧化铝将产生1.0^1.8t赤泥。我国五大氧化铝厂年

2、排出量达600万t,累积堆存量高达5000万t,其利用率仅为15%左右。赤泥的组成和性质复杂，并随铝土矿成份、生产工艺（烧结法、联合法或拜耳法）及脱水、陈化程度有所变化，其基本物理性能见表1.Io拜耳法冶炼氧化铝是采用强碱NaOH溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿，产生的赤泥中几乎不含2Ca0・Si02等活性成分。拜耳法赤泥含水率大，碱度高，呈紫灰色。原状湿排拜耳法赤泥除少数粗颗粒外，颗粒基本都在5011m以下，其中小于20卩m的约占80%,采用SSA-3500智能比表面积分析仪测得比表面积为10.811m2/go表1.1

3、赤泥的物理力学性能2拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的研究2.1拜耳法赤泥(B2)不同掺量对砂浆工作性能的影响试验砂浆的技术条件为：强度等级为M7.5；稠度80~90mm；分层度10〜30mm；胶凝材料总用量为340kg/m3,水泥为“乌江”P・042.5水泥；用水量根据砂浆的稠度调整。从表2.1可以看出，随着拜耳法赤泥(B2)掺量的增加,砂浆的分层度、泌水率降低，有效改善了机制砂新拌砂浆拌和物易离析和泌水的缺点。以上数据说明拜耳法赤泥具有良好的保水性。表2.1拜耳法赤泥B2不同掺量对砂浆工作性能的影响2.2磷渣粉掺量对拜耳法赤泥加气混凝

4、土专用砂浆泛碱的影响拜耳法赤泥的原溶液的碱度高达26348mg/L,并且主要污染物中碱、钠及铝等含量较高，用其制备的干混砂浆在干湿变化较大的环境可能会出现泛碱现象。试验采用添加活性掺合料一一磷渣粉，利用拜耳法赤泥中多余的碱激发磷渣粉的活性；试验以拜耳法赤泥B2取代水泥用量的50%为基准试验，水泥为"乌江”P・042.5水泥，在控制稠度(80〜90mm)前提下，磷渣粉采用外掺法，掺量为拜耳法赤泥(B2)用量的0^20%o试件放置28d后试验结果见表2.2、图2.1。表2.2拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆泛碱试验结果磷渣粉在较高碱性环境条件

5、下，其活性Si02、A1203与Ca(0H)2反应生成胶凝物质，增加了砂浆内部胶凝物质的数量，有效改善了界面结构，增强了集料与水泥石的结合能力,并且促进了水泥的水化，形成更多的C-S-H凝胶，降低了Ca(0H)2浓度，避免砂浆中Ca(0H)2局部富集，因此磷渣粉对拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的泛碱有一定的抑制作用。(a)基准砂浆(b)磷渣粉掺量10%(c)磷渣粉掺量20%图2.1磷渣粉掺量对拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆泛碱的影响2.3磷渣颗粒取代山砂做拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的骨料及性能测试首先对普通砂石和磷渣的压碎性进行了研究，

6、试验结果如表2.3所示。2.5〜4.75mm的磷渣颗粒压碎指标较山砂的大,这是因为磷渣颗粒是多孔材料，孔隙的存在将引起颗粒的应力集中，使颗粒在受压时容易破坏；当磷渣颗粒的粒径在1.25mm以下后，其压碎指标与山砂的压碎指标已相差不大，都在20〜25%之间，因为随着粒径的减小，磷渣颗粒内部的孔隙和缺陷不断减少，压碎指标也就有所减少。磷渣颗粒的粒径在1.25nmi以下时，从压碎指标分析，其坚固性与山砂的坚固性相差很小，说明在此粒径下的磷渣颗粒完全可以替代山砂。表2.3山砂和磷渣压碎指标对比试验经多次试验优化，最终确定了专用砂浆的配合比。结

7、果如表2.4所示。表2.4专用砂浆性能2.4拜耳法赤泥及拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的放射性安全测试根据《建筑材料放射性核素限量》中的规定：当建筑主体材料中天然放射性核素镭-226、牡-232和钾-40的放射性比活度同时满足IRaWl.0和IrWl.O时，其产销与使用范围不受限制。为了确保拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆生产的安全性，对其水化后样品和拜耳法赤泥的放射性比活度进行了检测，检测结果见表2.5根据测试结果可知：磨细后的拜耳法赤泥B2的外照射指数Ir>l.0,说明拜耳法赤泥样品的放射性安全指标不符合《建筑材料放射性核素限量》的技术

8、要求，不能单独作为建筑主体材料使用。贵州地区的拜耳法赤泥的放射性很强，其活性也很低。综合专用砂浆各项性能，同时考虑使用的安全性，其掺量宜限制在胶凝材料的20%以下。表2.5样品放射性检测结果注：B2砌筑砂浆、B2砌筑砂浆