[發明專利]一種抗凍抗泛堿赤泥免燒磚及制備方法

有效

• 申請號: 202010973609.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112209676B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 劉曉明;李澤鵬;汪政;王亞光;張未;李勇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京中礦環宇安全科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/10;B28B13/06;B28B11/24;B28B3/00;C04B111/20
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種抗凍抗泛堿赤泥基免燒磚及制備方法。各原料組分：赤泥20～40％，電廠粉煤灰10～25％，電解錳渣5～15％，冶金渣20～30％，42.5硅酸鹽水泥5～9％，級配煤矸石20～30％，激發劑3～9％，改性劑0.5～2％，萘系減水劑0.1～0.2％，復合相變材料微膠囊3～10％。本發明中復合相變材料微膠囊是由改性粉煤灰作為支撐材料吸附相變材料，再由有機樹脂包覆制得。添加復合相變材料微膠囊，能夠有效降低免燒磚對溫度的敏感性，從而降低其在凍融過程中造成的膨脹、開裂程度。本發明基于多種固廢資源的復合協同效應理論，充分激發電廠粉煤灰、冶金渣等固體廢棄物的火山灰活性，形成晶態或非晶態的水化產物，不僅可以填充基體內部孔隙結構，而且有效固化基體中的Na⁺，從而抑制免燒磚的泛堿。

技術領域

本發明屬于資源循環利用領域與建筑材料技術領域，具體地，涉及一種抗凍抗泛堿赤泥基免燒磚及制備方法。

背景技術

赤泥是以鋁土礦為原料在生產氧化鋁過程中產生的一種高堿性固體廢物，其pH值在12.1～13.0之間。平均每生產1t氧化鋁會產生1.5～2.0t赤泥。隨著氧化鋁工業的快速發展，我國赤泥排放量不斷增加。2018年，我國赤泥的排放量接近1億t，累計堆存量達到5億t，但其利用率不足10％。由于赤泥中含有大量的堿性化合物以及重金屬，在堆存過程中很容易造成嚴重的環境問題，而利用赤泥作為原料生產建筑材料能夠有效解決赤泥的資源化利用難題。CN108793847A公開了一種利用赤泥、聚合氯化鋁廢渣為主要原料，并添加改性砒砂巖以及其他原料來生產赤泥免燒磚，在砒砂巖改性過程中持續加入氫氧化鈉，此方法會導致免燒磚的堿性化合物含量過高，從而造成嚴重的泛堿問題。

因此，研發一種生產成本低、生產工藝簡單，且抗凍性能、抗泛堿性能以及環境性能優異的赤泥基免燒磚極為重要。

發明內容

本發明屬于資源循環利用領域與建筑材料技術領域，具體地，涉及一種抗凍抗泛堿赤泥基免燒磚及制備方法。

本發明第一個目的在于提供一種抗凍性能較強的赤泥基免燒磚；本發明第二個目的在于提供一種抗泛堿能力強的赤泥基免燒磚。

本發明的目的將通過以下技術方案實現：

一種抗凍抗泛堿赤泥基免燒磚，制備免燒磚各種原料的摻量如下：

赤泥15～50％，電廠粉煤灰10～30％，電解錳渣5～30％，冶金渣10～30％，42.5硅酸鹽水泥3～10％，級配煤矸石15～30％，激發劑1～9％，改性劑0.5～2％，萘系減水劑0.1～0.2％，復合相變材料微膠囊1～15％。

進一步地，所述復合相變材料微膠囊是由改性粉煤灰吸附相變材料后，再由有機樹脂包覆制得；所述相變材料選自石蠟、十六醇、癸酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、月桂酸以及脂肪酸中的至少一種。

進一步地，所述改性粉煤灰吸附相變材料采用直接浸泡法制備；改性粉煤灰吸附相變材料與改性粉煤灰的質量比為40～80:100。

進一步地，所述改性粉煤灰的改性步驟如下：

(1)取用定量粉煤灰在600～800℃的高溫爐中焙燒2～4h，并在干燥箱中干燥，冷卻至室溫；

(2)然后將粉煤灰加入到稀醋酸溶液中，并攪拌2～4h，最后用去離子水洗滌改性后的粉煤灰，至溶液呈中性；

(3)最后將改性后的粉煤灰置于90～105℃的干燥箱中干燥至恒重，備用。

進一步地，所述有機樹脂選自苯乙烯－二乙烯基苯及環氧樹脂中的至少一種；所述有機樹脂包覆是通過單位聚合法制得。

優選地，所述有機樹脂選自環氧樹脂，其單體是指雙酚A型環氧樹脂，三乙烯四胺。

優選地，所述雙酚A型環氧樹脂的單體為雙酚A、環氧氯丙烷，且雙酚A型環氧樹脂采用溶劑法制得，其制備步驟為：