[发明专利]土壤固化的胶凝材料

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别是一种用于土壤固化的胶凝材料。 

背景技术

中国的电解铝工业正处于快速发展阶段，已经成为世界电解铝的生产大国。据统计，年产量10万吨的电解铝企业每年排放的铝渣达5000吨，全国每年约有 20～30万吨的铝渣，数量极大。目前普遍采用填埋、堆存的处理方法，不但占用大量土地，造成环境污染，并使得其中许多有用的化学成分流失和浪费，另一方面，铝渣是一种可再生的资源，但一直没得到足够的重视。因此必须合理地回收利用这部分固体废物，变废为宝，同时也能达到治理工业“三废”，杜绝环境污染的目的。我国目前铝渣处理回收率低，能量消耗大，应大力发展新技术来改变这一落后状态。 

目前工业生产土壤胶凝材料普遍采用磷渣、钢渣等废渣，但由于用量大供应量不足，价格上涨成本较高。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、有益于环境保护的用于土壤固化的胶凝材料。 

 本发明的技术解决方案是，提供一种用于土壤固化的胶凝材料：它由如下重量百分比的原料组成：铝渣微粉20%~40%、矿渣微粉30%~50%、粉煤灰5%~20%、脱硫石膏10%~15%和外加剂1%~5%。 

所述的铝渣微粉需浸泡在水中2-3天，然后在70~80℃温度下烘22~26小时。因为铝渣粉中含有氧化钙和金属铝，遇水呈碱性，导致铝与碱反应生成氢氧化铝和氢气会使铝渣微粉膨胀而无法使用，因此铝渣微粉在使用前必须先让其充分浸泡后再使用。 

所述外加剂是硅酸钠、硫酸钠、高岭土、硫酸铝、硅酸钙、石灰、三乙醇胺的一种或几种。 

所述脱硫石膏（脱硫石膏的主要成分为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O，为说明石膏有效含量，可将脱硫石膏看成CaO·SO₃·2H₂O）以其中的三氧化硫计，要求其三氧化硫的含量大于38%。 

所述的铝渣微粉是电解铝生产工程中产生的含铝固体废弃物，经单独粉磨后细度为250目。 

所述的粉煤灰为电厂的一级、二级粉煤灰或达到二级粉煤灰细度的湿排灰。 

所述的矿渣微粉是经单独粉磨、比表面积为350m²/kg-600m²/kg的矿渣微粉。 

所述的铝渣粉胶凝材料，优选的质量百分比为：铝渣微粉20%、矿渣微粉50%、粉煤灰15%、脱硫石膏10%和外加剂5%。 

本发明的优点是：行业内普遍采用磷渣、钢渣等废渣作为原料生产土壤固化胶凝材料，市场价格较高，本发明采用铝渣微粉为主要原料制备用于土壤固化的胶凝材料，减少了电解铝行业内普遍采用的填埋和堆存处理铝渣方法所导致的环 

境污染，而且废物利用大大降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释： 

实施例1

铝渣微粉20%、矿渣微粉50%、粉煤灰15%、脱硫石膏10%、硅酸钠5%。铝渣微粉胶凝材料性能指标：凝结时间：初凝156min，终凝330min；安定性合格；抗压强度：F3d为16.0MPa，F28d为39.5MPa；抗折强度：F3d为3.9MPa，F28d为6.5MPa。铝渣微粉胶凝材料固化剂掺入比14%、水灰比0.45，28天无侧限抗压强度1.2MPa。

其中，F3d是指胶凝材料硬化3天时的强度，F28d指胶凝材料硬化28天时的强度，以下实施例中所述F3d和F28d意思均与实施例1相同。 

 实施例2 

铝渣微粉30%、矿渣微粉35%、粉煤灰18%、脱硫石膏12%、硫酸钠2%、

三乙醇胺3%。铝渣粉胶凝材料性能指标：凝结时间为初凝180min，终凝350min；安定性合格；抗压强度：F3d为14.0MPa，F28d为35.5MPa；抗折强度：F3d为3.5MPa，F28d为6.0MPa。铝渣微粉胶凝材料固化剂掺入比14%、水灰比0.5，28天无侧限抗压强度0.91MPa。

 实施例3 

铝渣微粉40%、矿渣微粉25%；粉煤灰20%、脱硫石膏12%、硫酸铝3%。铝渣粉胶凝材料性能指标：凝结时间为初凝200min，终凝375min；安定性合格；抗压强度：F3d为12.0MPa，F28d为33.5MPa；抗折强度：F3d为3.3MPa，F28d为5.2MPa。铝渣微粉胶凝材料固化剂掺入比14%、水灰比0.5，28天无侧限抗压强度0.88MPa。