[發明專利]一種海水和珊瑚砂混合赤泥-煤矸石基地聚合物混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202011518748.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112551958A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 龍志林;匡鳳蘭
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/24
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉加

本發明公開一種海水和珊瑚砂混合赤泥?煤矸石基地聚合物混凝土，包括赤泥、煤矸石、珊瑚砂、碎石、氫氧化鈉溶液、水玻璃溶液、人工海水，減水劑。其制備方法為：配制人工海水；珊瑚砂篩選出細砂；將大塊煤矸石敲成小塊后將其粉碎；將赤泥漿液風干或烘干至水分含量低于3％，測得其pH值，之后將其粉碎；制作赤泥?煤矸石混合原料；配制氫氧化鈉溶液；通過氫氧化鈉溶液將水玻璃降模；將氫氧化鈉溶液與降模后的水玻璃溶液混合形成堿性活化劑；設計材料總配比；將所有準備好的原料制備成成品。本發明制備的混凝土抗壓強度和塌落度高，成本低，運用范圍廣，不僅解決了兩大大宗固體廢物的回收利用，還為島礁建設提供了新的建筑材料來源。

技術領域

本發明屬于大宗廢棄物綜合利用和綠色建材領域，特別是涉及一種海水和珊瑚砂混合赤泥-煤矸石基地聚合物混凝土及其制備方法。

背景技術

隨著鋁工業的發展，赤泥量日益增加。堆積的赤泥不僅占用了大量農田，而且嚴重污染了周邊環境。煤矸石是煤炭開采和洗選過程中被分離出來的廢棄巖石。隨著地聚合物膠凝材料的出現，關于工業廢棄物的綜合利用有了很大的進展。

現有水泥基珊瑚混凝土的水泥水化產物以C-S-H凝膠、Ca(OH)₂和AFt為主，而我國南海處于熱帶氣候帶，海洋環境復雜，不同海域海水的化學組成、酸堿度、鹽度、海流、潮差等方面存在差異，惡劣的海洋環境下水泥水化產物穩定性差、抗蝕性差，服役環境會對水泥基珊瑚混凝土的耐久性能產生嚴重影響，水泥基珊瑚混凝土無法與惡劣環境下的穩定性之間相互協調。

珊瑚砂質輕多孔，表面粗糙，易碎，用傳統水泥基材料無法制備出高強度珊瑚混凝土，且珊瑚砂中貝殼含量較高時會增加漿體的摩擦，降低混凝土的坍落度。海水中高含量的氯鹽會加速水泥水化，加快凝結速度，導致早凝。海水海砂共同摻入氯鹽含量更高，加劇水泥基混凝土工作性能的降低。

此外，眾所周知，島礁建設已成為海洋發展中的重要任務。但是，許多島嶼都遠離大陸，如果全部原材料都是通過船運從大陸提供，建設成本將很高，而且建設周期很長。因此，海水和海砂的使用對島嶼建設具有重要意義。地聚合物膠凝材料具有耐高溫、耐腐蝕且強度高等特點，但目前將它運用于制備珊瑚混凝土的相關研究有限。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供海水和珊瑚砂混合赤泥-煤矸石基地聚合物混凝土及其制備方法，解決兩大大宗固體廢棄物的回收利用問題，并且在不加其他高活性活化劑的情況下制備出地聚合物，同時使用珊瑚砂為細骨料，為島礁建設提供了新的綠色環保材料。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種海水和珊瑚砂混合赤泥-煤矸石基地聚合物混凝土，按照質量百分比，包括赤泥6.5％-15％、煤矸石6.5％-15％、珊瑚砂21％-28％、碎石33％-42％、氫氧化鈉溶液0.65％-1.7％、水玻璃溶液3.4％-4.8％、人工海水3.8％-9.2％，減水劑1.2％-1.4％。

進一步的，所述碎石為粗骨料，碎石為篩選后的級配碎石，粒徑在5-10mm之間的碎石占碎石總質量的30％，粒徑在10-20mm之間的碎石占碎石總質量的70％；

所述珊瑚砂為細骨料，珊瑚砂為篩選后的細砂，粒徑0.25-0.35mm。

進一步的，所述混凝土按照質量百分比，還包括MgO 3％-8％。

進一步的，所述混凝土按照質量百分比，還包括LDHs 2％-4％。

進一步的，所述混凝土按照質量百分比，還包括納米粒子SiO₂ 0.5％-10％。

本發明采用的另一技術方案是：

一種海水和珊瑚砂混合赤泥-煤矸石基地聚合物混凝土制備方法，包括以下步驟：

步驟1：配制人工海水；