CN116730638B - 一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硫铝酸盐水泥技术领域，具体涉及一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料及其制备工艺。所述复合胶凝材料包括如下组分：富铁硫铝酸盐水泥熟料120～145重量份、改性抗碱剂30～42重量份、活性拌合水48～61重量份、缓凝剂0.22～0.3重量份。其中：所述富铁硫铝酸盐水泥熟料是以改性赤泥为原料之一制备而成。所述工艺包括如下步骤：将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合均匀，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂搅拌均匀，即得。本发明通过对赤泥进行预处理以及添加抗碱剂，有效提高了以赤泥为原料制备的富铁硫铝酸盐水泥抵抗泛碱的能力。
Description
技术领域
本发明涉及硫铝酸盐水泥技术领域，具体涉及一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料及其制备工艺。
背景技术
硫铝酸盐水泥是以石灰石、矾土、石膏等形成的生料经过煅烧后得到的以无水硫铝酸钙、硅酸二钙为主要矿物成分的熟料制成的水泥胶凝材料。硫铝酸盐水泥由中国建筑材料科学研究院于二十世纪70年代研发，其和硅酸盐水泥、铝酸盐水泥是目前使用量最大的三大类型的水泥。由于硫铝酸盐水泥具有快硬早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀等特点而更加适合抢修抢建工程、抗海水腐蚀工程等的建设。富铁硫铝酸盐水泥是硫铝酸盐水泥的衍生产品，相对于普通硫铝酸盐水泥，富铁硫铝酸盐水泥熟料的矿物成分中含有铁铝酸钙，对应地，富铁硫铝酸盐水泥生料中铁含量较高，从而在煅烧时有助于降低煅烧温度，从降低水泥生产的能耗。另外，通过铁源替代部分矾土还有利于降低对这种铝源不可再生资源的依赖。
目前，已经开展了大量通过各类工业固废(如赤泥、钢渣、含铝粉煤灰、电石渣、脱硫石膏等)制备富铁硫铝酸盐水泥熟料的研究，以实现对大宗工业固废的资源化利用，减少对不可再生原料的依赖。其中，所述赤泥中由于含有二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁等而成为制备富铁硫铝酸盐水泥熟料的潜在原料。然而，本发明人发现，由于赤泥是一种钠钾等碱金属元素含量较高的固废，这些钠钾元素随富铁硫铝酸盐水泥熟料与其他组分形成混凝土后，由于钠、钾离子的溶解度高，而且与混凝土基体间的结合较弱，难以固化。再加上混凝土中通常都存在大量孔隙，导致这些钠、钾离子容易以水分为载体迁移至混凝土表面造成泛碱现象，不仅影响混凝土的外观，而且还容易引起混凝土表面的涂料层等掉粉、脱落等问题。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料及其制备工艺，本发明通过对赤泥进行预处理以及添加抗碱剂，有效提高了以赤泥为原料制备的富铁硫铝酸盐水泥抵抗泛碱的能力。具体地，本发明的技术方案如下所示。
首先，本发明公开一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，以重量份计，包括如下组分：富铁硫铝酸盐水泥熟料120～145份、改性抗碱剂30～42份、活性拌合水48～61份、缓凝剂0.22～0.3份。其中：所述富铁硫铝酸盐水泥熟料是以改性赤泥为原料之一制备而成。
所述改性赤泥、改性抗碱剂、活性拌合水的制备工艺包括如下步骤：
(1)将赤泥与清水混合均匀后静置，然后进行固液分离，分别收集得到的赤泥浆体、碱性水相，将所述赤泥浆体烘干后粉磨，即得改性赤泥。
(2)将所述碱性水相与珍珠岩粉混匀后进行加热保温反应，完成后进行固液分离，分别收集得到的固相产物、液相，将固相产物洗涤去除残留碱性水相后干燥，得到粉状的改性抗碱剂。
(3)在所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后分离出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液。然后在该饱和石灰水溶液中加入茶多酚并混匀，得改性饱和石灰水溶液。
(4)向所述改性饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至固相产物不再产生，然后分离出所述固相产物，将其洗涤后分散在水中，即得所述活性拌合水。
进一步地，步骤(1)中，所述赤泥与清水的比例为1g：30～50ml，以利用清水对赤泥进行洗脱，降低赤泥中的碱含量。可选地，所述赤泥包括拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥等中的任意一种。
进一步地，步骤(1)中，将所述赤泥浆体在80～130℃烘干至含水率不高于3％即可。
进一步地，步骤(2)中，所述碱性水相与珍珠岩粉的比例为1g：15～30ml。可选地，所述珍珠岩粉的粒径为200～300目。在本步骤中，本发明利用所述碱性水相对珍珠岩粉进行表面改性，提高其表面活性，同时利用两者间的反应对珍珠岩中的微孔进行改性。
进一步地，步骤(2)中，所述加热温度为50～70℃，反应时间为40～60min。完成后分离出所述固相产物用清水清洗至洗涤液的pH＝7.0～7.2，完成后将得到的固相产物在70～90℃之间干燥1～1.5小时，即得所述改性抗碱剂。
进一步地，步骤(3)中，所述改性饱和石灰水溶液中茶多酚的质量分数为0.2～0.5％。茶多酚的苯环上含有大量羟基，易失去电子后表现出良好的离子络合能力，从而可在后续反应中制备含有活性碳酸钙的活性拌合水。另外，本步骤中分离出的所述未溶解的电石渣可重复使用，也可以作为制备所述富铁硫铝酸盐水泥熟料的钙质原料。
进一步地，步骤(4)中，所述二氧化碳的通入速率为2～4.5L/min，在此过程中所述茶多酚络合在形成的亚稳相碳酸钙表面，阻止其进一步向稳定相的碳酸钙转变，得到高活性的碳酸钙有助于同时提高混凝土的力学性能和抗碱能力。
进一步地，步骤(4)中，所述活性拌合水中固相产物的含量为5～8g/L。本发明将固相产物/活性碳酸钙分散在水相中不仅有助于其分散到所述复合胶凝材料中，同时所述水相还可作为复合胶凝材料的拌合水供其进行水化反应。
进一步地，所述缓凝剂包括但不限于酒石酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸钠等中的任意一种。本发明利用所述缓凝剂使改性抗碱剂中的珍珠岩更充分得吸收所述复合胶凝材料中的钠钾离子，提高抗碱效果。
进一步地，所述富铁硫铝酸盐水泥熟料的制备包括如下步骤：
(i)准备如下质量百分比的原料：钙质材料51～54％，铝质材料28～35％，石膏类材料8～12％，改性赤泥6～10％。
(ii)将所述原料混合形成的生料先加热至850～950℃预热10～20min，然后转入1230～1300℃的温度之间煅烧40～60min。完成后急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料。
进一步地，所述钙质材料包括但不限于石灰石、电石渣等中的至少一种。
进一步地，所述铝质材料包括但不限于铝灰、铝矾土、铝尾矿、粉煤灰等中的至少一种。
进一步地，所述石膏类材料包括但不限于脱硫灰膏、磷石膏、氟石膏等中的至少一种。
其次，本发明公开所述抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备工艺，包括如下步骤：将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合均匀，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂搅拌均匀，即得。
与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益技术效果：赤泥在直接作为制备富铁硫铝酸盐水泥熟料的原料时，其含有的高含量的钠钾等碱金属元素形成的碳酸钠、碳酸钾等会在后期造成严重的泛碱现象。为此，本发明首先对赤泥用清水进行降碱，使赤泥中的钠钾等快速溶出，降低赤泥中钠钾元素含量。上述方法虽然简单便于操作，但得到的改性赤泥中仍含有部分钠钾元素，其最终进入所述富铁硫铝酸盐水泥熟料中，容易引起该水泥熟料制造的混凝土体在后期泛碱的现象。为此，本发明进一步借助洗涤所述赤泥得到的碱性液相与珍珠岩制备改性抗碱剂。在此过程中，一方面利用珍珠岩含有氧化铝成分的特点，氧化铝在碱性液相作用下发生溶解对多孔状的珍珠岩进一步改性，当珍珠岩与所述富铁硫铝酸盐水泥熟料混合后，熟料中赤泥等引入的钠钾离子溶出后被珍珠岩丰富的孔隙快速吸收，降低水泥基体中钠钾离子含量的同时，利用所述水泥基体水化产生的凝胶将所述钠钾离子密封在珍珠岩的孔隙中，降低钠钾离子溶出的难度，提高对钠钾离子的固化能力，从而抑制泛碱现象。另一方面，由于珍珠岩主要成分是二氧化硅，并含有部分氧化铝，因此珍珠岩在常温下的反应活性很低，本发明借助所述碱性液相的特点对珍珠岩改性后，珍珠岩表面的硅氧键、铝氧键发生断裂，使珍珠岩表面形成大量的活性键，当所述富铁硫铝酸盐水泥熟料进入水化阶段时，其产生的水化产物氢氧化钙与所述珍珠岩表面的活性键反应形成水化硅酸钙、水化铝酸钙(C-(A)-S-H)等胶凝相，这些胶凝相不仅可进一步提高对珍珠岩孔隙的密封性，增加其中钠钾离子的溶出难度，而且消耗所述水化产物氢氧化钙也有助于减轻泛碱现象。同时，这些胶凝相使珍珠岩微粒与水泥基体之间的结合更加紧密，不仅有助于降低水泥基体中的孔隙率，减少供钠钾离子迁移的通道，抑制泛碱现象；而且珍珠岩微粒与水泥基体之间更加紧密的结合有助于提高水泥基体的强度。另外，经过密封后有利于克服珍珠岩微粒在发挥对水泥基体中孔道填充、阻断作用时因孔隙的导通作用而削弱所述阻断作用的问题，增加钠钾离子迁移的难度，从而抑制泛碱现象。除此之外，由于所述洗涤赤泥后的碱性水相中含有大量钙离子，本发明进一步利用电石渣和茶多酚将碱性水相中的钙离子转换为活性碳酸钙并和水复配成拌合水，充分利用洗涤赤泥产生的废液使其资源化。在此过程中，本发明首先加入了电石渣这种制备硫铝酸盐水泥的固废原料将所述碱性水相/液相转化为饱和石灰水溶液，以提高活性碳酸钙的制备效率，同时对电石渣进行有效利用。进一步地，本发明利用所述茶多酚的苯环上含有大量羟基易失电子后吸附在形成的亚稳中间相的碳酸钙表面的特点，抑制这些中间相碳酸钙向稳定态的碳酸钙的转变。这些中间相的碳酸钙在所述富铁硫铝酸盐水泥熟料的水化阶段溶解、重结晶与水泥熟料共同水化形成复合胶结产物，有助于提高水泥基体的强度，减少供钠钾离子迁移的通道，从而抑制泛碱现象。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为下列实施例1的富铁硫铝酸盐水泥熟料的SEM图。
图2为下列实施例1的富铁硫铝酸盐水泥熟料的XRD测试图。
图3为下列实施例2的富铁硫铝酸盐水泥熟料的XRD测试图。
图4为下列实施例3的富铁硫铝酸盐水泥熟料的XRD测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
下列实施例中，所述烧结法赤泥的主要成分为：SiO2 22.7％、CaO 48.3％、Al2O35.4％、Fe2O3 9.8％、Na2O 3.7％、K2O 0.6％、MgO 1.4％、TiO2 2.8％，余量为其他不可避免的杂质。
实施例1
1、富铁硫铝酸盐水泥熟料、改性赤泥、改性抗碱剂、活性拌合水的制备，包括如下步骤
(1)将烧结法赤泥与清水按照1g：40ml的比例混合后搅拌15min，然后静置30min，使赤泥中的碱性物质充分溶出。然后对得到的浆料过滤，分别收集得到的赤泥浆体、碱性水相。将所述赤泥浆体在110℃烘干至含水率低于3％后粉磨，过300目筛(筛余2％)，即得改性赤泥，备用。
(2)将所述碱性水相与粒径300目的珍珠岩粉按照1g：25ml的比例混合后搅拌均匀，然后加热至65℃保温50min。完成后过滤，分别收集得到的固相产物、液相，用清水将所述固相产物洗涤至洗涤液的pH＝7.1，完成后将得到的固相产物在80℃之间干燥1.5小时，即得所述改性抗碱剂。
(3)在步骤(2)的所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后过滤出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液。然后在该饱和石灰水溶液中加入茶多酚并搅拌均匀，得茶多酚质量分数为0.4％的改性饱和石灰水溶液。
(4)以3L/min的速率向所述改性饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至固相产物不再产生，然后过滤出所述固相产物用清水洗涤3次。最后按照7g/L的比例将所述固相产物分散在水中，即得活性拌合水。
(5)准备如下质量百分比的原料：电石渣52％、铝矾土28.5％、脱硫灰膏12％，所述改性赤泥7.5％。
(6)将上述原料混合形成的生料先加热至920℃预热15min，然后在1280℃煅烧50min。完成后将得到的煅烧产物吹风急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨成表面积400m2/kg的粉末，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料(参考图1)。
2、一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，包括步骤：
(1)准备如下原料：本实施例制备的所述富铁硫铝酸盐水泥熟料130重量份、改性抗碱剂36重量份和活性拌合水55重量份、酒石酸钠缓凝剂0.27重量份。
(2)将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合后机械搅拌10min，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂后继续搅拌5min，即得抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料。
1、测试所述富铁硫铝酸盐水泥熟料中各组分的百分含量(参考图2)，分别为C4A3S：53.9％、C2S：20.8％、C6AF2：21.4％，其他3.9％。
2、对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为71.46MPa。
3、本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征。测定的离子浓度越大，泛碱程度越严重。具体方法如下：将本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料制备的试件浸没于蒸馏水中静置30min，然后施加超声振动15min，完成后取水样，并测试其中钠、钾离子的总浓度，结果为7.418ppm。
实施例2
1、富铁硫铝酸盐水泥熟料、改性赤泥、改性抗碱剂、活性拌合水的制备，包括如下步骤
(1)将烧结法赤泥与清水按照1g：30ml的比例混合后搅拌10min，然后静置25min，使赤泥中的碱性物质充分溶出。然后对得到的浆料过滤，分别收集得到的赤泥浆体、碱性水相。将所述赤泥浆体在130℃烘干至含水率低于3％后粉磨，过350目筛(筛余3％)，即得改性赤泥，备用。
(2)将所述碱性水相与粒径200目的珍珠岩粉按照1g：30ml的比例混合后搅拌均匀，然后加热至50℃保温60min。完成后过滤，分别收集得到的固相产物、液相，用清水将所述固相产物洗涤至洗涤液的pH＝7.0，完成后将得到的固相产物在90℃之间干燥1.0小时，即得所述改性抗碱剂。
(3)在步骤(2)的所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后过滤出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液。然后在该饱和石灰水溶液中加入茶多酚并搅拌均匀，得茶多酚质量分数为0.2％的改性饱和石灰水溶液。
(4)以2L/min的速率向所述改性饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至固相产物不再产生，然后过滤出所述固相产物用清水洗涤4次。最后按照5g/L的比例将所述固相产物分散在水中，即得活性拌合水。
(5)准备如下质量百分比的原料：石灰石51％、铝灰35％、磷石膏8％，所述改性赤泥6％。
(6)将上述原料混合形成的生料先加热至850℃预热20min，然后在1300℃煅烧40min。完成后将得到的煅烧产物吹风急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨成表面积400m2/kg的粉末，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料。
2、一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，包括步骤：
(1)准备如下原料：本实施例制备的所述富铁硫铝酸盐水泥熟料145重量份、改性抗碱剂42重量份和活性拌合水61重量份、葡萄糖酸钠缓凝剂0.3重量份。
(2)将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合后机械搅拌10min，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂后继续搅拌5min，即得抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料。
1、测试所述富铁硫铝酸盐水泥熟料中各组分的百分含量(参考图3)，分别为C4A3S：51.6％、C2S：23.3％、C6AF2：20.9％，其他4.2％。
2、对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为74.21MPa。
3、本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为7.246ppm。
实施例3
1、富铁硫铝酸盐水泥熟料、改性赤泥、改性抗碱剂、活性拌合水的制备，包括如下步骤
(1)将烧结法赤泥与清水按照1g：50ml的比例混合后搅拌15min，然后静置25min，使赤泥中的碱性物质充分溶出。然后对得到的浆料过滤，分别收集得到的赤泥浆体、碱性水相。将所述赤泥浆体在80℃烘干至含水率低于3％后粉磨，过300目筛(筛余2％)，即得改性赤泥，备用。
(2)将所述碱性水相与粒径300目的珍珠岩粉按照1g：15ml的比例混合后搅拌均匀，然后加热至70℃保温40min。完成后过滤，分别收集得到的固相产物、液相，用清水将所述固相产物洗涤至洗涤液的pH＝7.2，完成后将得到的固相产物在70℃之间干燥1.5小时，即得所述改性抗碱剂。
(3)在步骤(2)的所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后过滤出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液。然后在该饱和石灰水溶液中加入茶多酚并搅拌均匀，得茶多酚质量分数为0.5％的改性饱和石灰水溶液。
(4)以4.5L/min的速率向所述改性饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至固相产物不再产生，然后过滤出所述固相产物用清水洗涤3次。最后按照8g/L的比例将所述固相产物分散在水中，即得活性拌合水。
(5)准备如下质量百分比的原料：电石渣54％、粉煤灰28％、氟石膏8％，所述改性赤泥10％。
(6)将上述原料混合形成的生料先加热至950℃预热10min，然后在1230℃煅烧60min。完成后将得到的煅烧产物吹风急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨成表面积400m2/kg的粉末，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料。
2、一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，包括步骤：
(1)准备如下原料：本实施例制备的所述富铁硫铝酸盐水泥熟料120重量份、改性抗碱剂30重量份和活性拌合水48重量份、柠檬酸钠缓凝剂0.22重量份。
(2)将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合后机械搅拌10min，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂后继续搅拌5min，即得抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料。
1、测试所述富铁硫铝酸盐水泥熟料中各组分的百分含量(参考图4)，分别为C4A3S：56.2％、C2S：20.7％、C6AF2：19.4％，其他3.7％。
2、对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为69.63MPa。
3、本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为7.522ppm。
实施例4
一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，同上述实施例1，区别在于所述材料的制备采用步骤：
(1)准备如下原料：上述实施例1制备的所述富铁硫铝酸盐水泥熟料130重量份和活性拌合水55重量份、酒石酸钠缓凝剂0.27重量份。
(2)将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料与活性拌合水和缓凝剂后继续搅拌5min，即得抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料。
对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为53.87MPa。
本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为28.536ppm。
实施例5
一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，同上述实施例1，区别在于：所述改性抗碱剂的制备采用如下工艺：将清水与粒径300目的珍珠岩粉按照1g：25ml的比例混合后搅拌均匀，然后加热至65℃保温50min。完成后过滤出固相产物，将其在80℃之间干燥1.5小时，即得改性抗碱剂。
对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为60.32MPa。
本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为32.741ppm。
实施例6
一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，同上述实施例2，区别在于所述活性拌合水的制备采用如下工艺：
(3)在步骤(2)的所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后过滤出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液，备用。
(4)以2L/min的速率向所述饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至沉淀物不再产生，然后过滤出所述沉淀物用清水洗涤4次。最后按照5g/L的比例将所述固相产物分散在水中，即得活性拌合水。
对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为66.84MPa。
本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为30.603ppm。
实施例7
一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，同上述实施例2，区别在于：
(1)准备如下原料：上述实施例2制备的所述富铁硫铝酸盐水泥熟料145重量份和改性抗碱剂42重量份、去离子水61重量份、葡萄糖酸钠缓凝剂0.3重量份。
(2)将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合后机械搅拌10min，然后加入所述去离子水和缓凝剂后继续搅拌5min，即得抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料。
对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为62.45MPa。
本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为25.187ppm。
实施例8
一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备，同上述实施例3，区别在于所述富铁硫铝酸盐水泥熟料的制备采用如下工艺：准备如下质量百分比的原料：电石渣54％、粉煤灰28％、氟石膏8％，未经水洗处理的烧结法赤泥10％。将上述原料混合形成的生料先加热至950℃预热10min，然后在1230℃煅烧60min。完成后将得到的煅烧产物吹风急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨成表面积400m2/kg的粉末，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料。
对本实施例的所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的各项性能指标进行测试：将所述富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料浇筑在模具中制成标准试件，然后测试所述标准试件的28d抗压强度，结果为68.08MPa。
本实施例采用离子浸出浓度的方法对泛碱程度进行定量表征，具体方法同上述实施例1。测得水样中钠、钾离子的总浓度的结果为4***ppm。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：富铁硫铝酸盐水泥熟料120～145份、改性抗碱剂30～42份、活性拌合水48～61份、缓凝剂0.22～0.3份；其中：
所述富铁硫铝酸盐水泥熟料是以改性赤泥为原料之一制备而成；
所述改性赤泥、改性抗碱剂、活性拌合水的制备工艺包括如下步骤：
(1)将赤泥与清水混合均匀后静置，然后进行固液分离，分别收集得到的赤泥浆体、碱性水相，将所述赤泥浆体烘干后粉磨，即得改性赤泥；
(2)将所述碱性水相与珍珠岩粉混匀后进行加热保温反应，完成后进行固液分离，分别收集得到的固相产物、液相，将固相产物洗涤后干燥，得到粉状的改性抗碱剂；
(3)在所述液相中加入电石渣搅拌至不再溶解，冷却至室温后分离出未溶解的电石渣，得到饱和石灰水溶液；然后在该饱和石灰水溶液中加入茶多酚并混匀，得改性饱和石灰水溶液；
(4)向所述改性饱和石灰水溶液中通入二氧化碳至固相产物不再产生，然后分离出所述固相产物，将其洗涤后分散在水中，即得所述活性拌合水。
2.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(1)中，所述赤泥与清水的比例为1g：30～50ml；
可选地，步骤(1)中，将所述赤泥浆体在80～130℃烘干至含水率不高于3％即可。
3.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(2)中，所述碱性水相与珍珠岩粉的比例为1g：15～30ml；
可选地，步骤(2)中，所述珍珠岩粉的粒径为200～300目。
4.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(2)中，所述加热温度为50～70℃，反应时间为40～60min；完成后分离出所述固相产物用清水清洗至洗涤液的pH＝7.0～7.2，完成后将得到的固相产物在70～90℃之间干燥1～1.5小时，即得所述改性抗碱剂。
5.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(3)中，所述改性饱和石灰水溶液中茶多酚的质量分数为0.2～0.5％。
6.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(4)中，所述二氧化碳的通入速率为2～4.5L/min。
7.根据权利要求1所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，步骤(4)中，所述活性拌合水中固相产物的含量为5～8g/L。
8.根据权利要求1-7任一项所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，所述富铁硫铝酸盐水泥熟料的制备包括如下步骤：
(i)准备如下质量百分比的原料：钙质材料51～54％，铝质材料28～35％，石膏类材料8～12％，改性赤泥6～10％；
(ii)将所述原料混合形成的生料先加热至850～950℃预热10～20min，然后转入1230～1300℃的温度之间煅烧40～60min；完成后急冷至室温，将得到的产物破碎后粉磨，即得富铁硫铝酸盐水泥熟料。
9.根据权利要求8所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料，其特征在于，所述钙质材料包括石灰石、电石渣中的至少一种；
可选地，所述铝质材料包括铝灰、铝矾土、铝尾矿、粉煤灰中的至少一种；
可选地，所述石膏类材料包括脱硫灰膏、磷石膏、氟石膏中的至少一种；
可选地，所述缓凝剂包括酒石酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸钠中的任意一种。
10.权利要求1-9任一项所述的抗碱型富铁硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将所述富铁硫铝酸盐水泥熟料和改性抗碱剂混合均匀，然后加入所述活性拌合水和缓凝剂搅拌均匀，即得。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| CN102515590A (zh) * | 2011-11-26 | 2012-06-27 | 山东大学 | 一种赤泥直接浆液配料生产硫铝酸盐水泥的工艺 |
| CN111943533A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-17 | 济南大学 | 一种赤泥基硫硅酸钙-铁铝酸钙水泥生料、水泥熟料、水泥及其制备方法 |
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| AU2020104285A4 (en) * | 2020-12-23 | 2021-03-11 | Guilin University Of Technology | Marine cement and preparation method and application thereof |
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