[發明專利]赤泥添加型生態混凝土及其在污水凈化中的應用

無效

• 申請號: 201110243889.2
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102951887A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 毛戰坡;胡春明;王亮;王世巖;劉暢;楊素珍
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08;C02F3/34
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;王未東

技術領域

本發明涉及環境工程、水利工程技術領域，具體涉及一種污染控制型生態混凝土及其應用。

背景技術

生態混凝土最早于1993年由日本大成建設技術研究所開發，1995年日本正式提出了生態混凝土的概念。此后，國際上對生態混凝土的研究逐漸增多。自從2000年前后，我國也相繼開展了對生態混凝土的研究工作。

生態混凝土的應用和研究目前主要在于三方面：1)植被生長型生態混凝土，主要應用于河道護岸，克服了原有“三面光”河道生態性能以及水力交換性能差的缺點，使河道與岸邊帶存在了水力聯通的同時，也可使植物生長。2)透水路面型生態混凝土，主要應用于透水路面、停車場以及面源污染控制，依靠生態混凝土的強透水性能，提高區域排水性能，并可結合生態混凝土下層的相關工程，起到面源污染控制效果。3)污染控制型生態混凝土，主要用于污水凈化，基于生態混凝土較高的比表面積，依靠前期吸附、后期微生物作用，實現污染物凈化去除。此外，還有部分將生態混凝土應用于其他領域的嘗試，如應用于北方地區土壤鹽分抑制等。

總體看來，對生態混凝土的研究已經較為深入，也在工程應用上取得了較多的應用。但是各生態混凝土技術的應用還存在諸多的局限性。如植被生長型生態混凝土目前大多數僅在我國南方地區應用，在北方由于河流水量較小、水環境質量較差，植被生長型生態混凝土的應用案例極少。對于北方缺水、且污染較重的河流而言，應當弱化植被生長功能，而更注重污染控制功能，同時保證一定的水力連通性和生態性。但目前的污染控制型生態混凝土除污能力偏低，因此，新型生態混凝土的研發就顯得極為必要。

赤泥是氧化鋁工業生產的副產物，每生產1噸氧化鋁大約產出1.0～1.3噸赤泥，作為一種工業廢渣，赤泥在堆放過程中對土壤環境、地表水環境、地下水環境以及大氣環境等均產生不同程度的影響。但另一方面，赤泥中含有大量的Ca、Al、Fe等元素，使其成為一種潛在的高性能吸附劑。同時，由于其高堿性以及大量Si元素的存在，赤泥也廣泛應用于水泥添加劑及活化劑。目前還沒有將赤泥應用于生態混凝土的記載和報道。

發明內容

本發明目的是提供赤泥在制備生態混凝土中的應用。

本發明另一個目的是提供一種赤泥添加型生態混凝土，其包含膠凝材料、集料、水和萘系高效減水劑。

本發明的再一個目的是提供所述赤泥添加型生態混凝土的制備方法。

本發明還提供所述赤泥添加型生態混凝土在污水凈化中的應用。

具體實施方式

將赤泥應用于生態混凝土中，可以提高生態混凝土的污染物凈化效果，同時實現了變廢為寶，而且還可替代水泥等膠凝材料，大大降低了生態混凝土的生產成本，具有相當的實際應用價值。

本發明的目的在于將赤泥應用于生態混凝土拌制中，形成一種適用于我國北方水質較差的河流，具有較好的污染物凈化效果，同時也可保證河流護岸穩定，維持護岸水力聯通性及生態性的生態混凝土工程技術。

本發明的赤泥添加型生態混凝土包含膠凝材料、集料、水、和萘系高效減水劑。

其中，膠凝材料包含赤泥和礦渣硅酸鹽水泥。

其中，本發明的赤泥添加型生態混凝土的粗骨料粒徑、各組分適宜的重量配比以及添加量如下：

(1)優選采用粒徑為10～16mm礫石作為集料；

(2)膠凝材料由赤泥及礦渣硅酸鹽水泥混合而成，其中赤泥占膠凝材料的重量比為5～15％，優選為8～12％，最優選為10％；

(3)膠凝材料與集料重量比為1∶6.5～1∶8.5，優選為1∶8。

(4)水與膠凝材料的重量比(水灰比)為0.35～0.45，優選為0.4。

(5)萘系高效減水劑添加重量為膠凝材料的1～1.5％，優選為1.5％。

以上所述礫石為普通礫石，通過篩分選擇合適粒徑，去除部分針片狀、長條狀礫石，并經過沖洗去除礫石表面沙土。以上所述赤泥為燒結法赤泥，并經研磨至過20目方孔篩(粒徑＜0.85mm)，以充分利用赤泥性能。以上所述礦渣硅酸鹽水泥為例如市面上普通的標號為32.5MPa的礦渣硅酸鹽水泥。以上所述的萘系高效減水劑選用液態減水劑(即液態萘系高效減水劑)。

除非有特殊說明，本申請中的技術術語應當按照本領域的通常理解。例如萘系高效減水劑指萘磺酸鹽甲醛縮合物。

本發明的赤泥添加型生態混凝土在應用時，生態混凝土的總厚度以8～15cm左右為宜，優選為10cm。厚度過大則經濟性及生態性受影響，反之則凈化效果不佳。赤泥添加型生態混凝土在河流中應用，可用于河底也可用于水位波動帶以下護岸的構建。