[发明专利]一种高强度赤泥混凝土及其工业生产方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于利用工业废料制备高强度结构材料技术领域，尤其是涉及一种高强度赤泥混凝土及其工业生产方法和应用。

背景技术

利用硫磺、沙石、钢渣、炉灰、贝壳粉等制备高强度硫磺混凝土的技术在欧美和日本获得了广泛关注和研究，特别是对于酸性土壤地区或地下水设施以及需要耐磨损的土木建筑物，一般的硅酸盐水泥很难满足实际使用要求，需采用高强度硫磺混凝土。

由于硫磺主要来自于石油和天然气脱硫而产生的副产品，处于严重的供大于求局面。因此，从上世纪70年代开始，发达国家便对如何更好地利用硫磺进行了广泛的研究，目前已经开发出许多成型产品，如新日本石油的Recosul^TM、美国和加拿大的Chempruf^TM和STARcrete^TM等。以上这些产品均采用沙石、钢渣、炉灰、煤灰分、贝壳粉等作为骨料，并获得了非常优异的机械性能。

赤泥是铝土矿制取Al₂O₃所剩余的红褐色、粉泥状强碱性固体废料，是Al₂O₃生产过程中的副产物。一般每生产1吨Al₂O₃，可附带产出1.0吨～2.0吨赤泥。中国作为世界第四大Al₂O₃生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能得到充分有效地利用，只能依靠大面积的堆场堆放，不仅占用了大量土地，而且也对环境造成了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000×10⁴吨，中国每年产生的赤泥均在3000×10⁴吨以上。大量赤泥的产生，已经对人类的生产、生活等造成多方面直接和间接的影响。因此，最大限度地减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

赤泥的化学成分取决于铝土矿的成分。生产氧化铝的方法和生产过程中添加剂的物质成分,以及新生成的化合物的成分等因素。赤泥因含有较多的Fe₂O₃，其外观颜色与赤泥泥土相似，因而得名。赤泥主要矿物成分为硅酸二钙53.0%，方钠石11.0%，水化石10.0%，赤铁矿7.5%，钙钛矿石5.0%。

赤泥及其浸出液中的污染物主要有氟化物、碱、氯化物等，其中赤泥的pH值为10.29～11.83，氟化物含量4.89mg/l～8.6mg/l；浸出液的pH值为12.1～13.0，氟化物含量11.5mg/l～26.7mg/l。按《有色金属工业固体废物污染控制标准》(GB5058-85)，因赤泥的pH值小于12.5，氟化物含量小于50mg/l，故赤泥属于一般固体废渣。但赤泥浸出液pH值大于12.5，氟化物含量小于50mg/l，污水综合排放划分为超标废水，因此赤泥(含浸出液)属于有害废渣(强碱性土)。

由于我国目前缺乏既经济又可行的技术，赤泥的综合利用率一直处于较低水平，仅为4%左右，远低于中国工业固体废物65%的平均利用水平。目前，中国赤泥累计堆存量约2×10⁸吨，预计到2015年将达3.5×10⁸吨，排出的赤泥主要采取筑坝堆存处理，因而造成土地碱化，地下水受到污染，危害人们的健康。因此，必须加快赤泥的综合利用研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种加工过程简单、造价低、性能优良且使用效果好、能对工业废料赤泥进行有效利用的高强度赤泥混凝土。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高强度赤泥混凝土，其特征在于：该高强度赤泥混凝土为由骨料和改性硫磺均匀混合而成且抗压强度不小于50MPa的赤泥混凝土，所述改性硫磺为在硫磺中添加烯烃类改性剂进行改性后制得的改性硫磺，所添加烯烃类改性剂与所述硫磺的重量比为（1～10）︰（99～90）；所述骨料与所述改性硫磺的重量比为（80～60）︰（20～40）；所述骨料为骨料一或骨料二，所述骨料一为赤泥颗粒，所述骨料二由赤泥颗粒和钢渣颗粒均匀混合而成，且所述骨料二中所述钢渣颗粒的重量百分比不大于25%，所述钢渣颗粒的粒径≤10mm；所述烯烃类改性剂为低密度聚乙烯、热融性聚氨酯、二聚环戊二烯和环戊二烯中的一种或两种；所述赤泥颗粒的粒径≤0.1mm。

上述高强度赤泥混凝土，其特征是：所述钢渣颗粒的粒径优选≤5mm。

同时，本发明还提供了一种方法步骤简单、操作简便、实现方便且投入成本低的高强度赤泥混凝土的工业生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤：