赤泥基膠凝材料的制備與性能研究

劉沖昊，岳雪濤，矯川本，趙永立，張旭波

(1.鐵正檢測科技有限公司，濟南 250101；2.山東建筑大學材料科學與工程學院，濟南 250101)

0 引 言

赤泥是現代鋁工業的主要廢棄物，因含有較多鐵的氧化物而呈紅色。據統計，每出產1 t氧化鋁，將排出1.0～1.8 t赤泥，截至2011年底，赤泥累計堆放量為2.79 億t[1]，并以每年近億噸的速度增長。按照氧化鋁的生產方法，赤泥分為拜耳法赤泥、燒結法赤泥和聯合法赤泥，其中燒結法赤泥和聯合法赤泥在我國占90%[2]。氧化鋁工業的生產特點使得排放出來的赤泥濾液具有很高的堿度，通常pH值為12～14[3]，遠超過國家排放標準，給環境帶來重大危害[4-6]。目前利用赤泥的途徑有從赤泥中回收有價組分[7-9]，生產建筑材料[10-12]，生產功能材料[13-15]等。赤泥的化學成分主要有SiO2、CaO、Al2O3、Na2O、Fe2O3，其中的SiO2、Al2O3具有一定的活性，可以通過相應的處理增強其活性，使其具有一定的水化膠凝能力。Senff[16]、 Abhishek等[17]發現拜耳法赤泥作為膠凝材料制備混凝土時，混凝土強度下降，主要原因在于拜耳法赤泥的活性偏低。Pan[18]、劉龍[19]、Zhang[20]、 Choo[21]等分別研究了赤泥基膠凝材料，發現采用工業廢渣為主要原料的赤泥堿激發膠凝材料，如果配比合理，水化產物主要是Ca/Si較低的C-S-H凝膠，力學性能良好，并且具有一定的耐腐蝕性、耐久性和耐高溫性。本試驗以赤泥和粉煤灰為主料，研究石灰、脫硫石膏對赤泥基膠凝材料的激發作用，并優化材料配比，并在此基礎上研究赤泥基膠凝材料的力學性能、體積穩定性和抗滲性。

1 實 驗

1.1 原材料

本試驗所用赤泥為拜耳法赤泥，取自山東某鋁業公司，外觀為膏體，棕色?！?br>