[发明专利]一种抗冻抗泛碱赤泥免烧砖及制备方法

说明书

一种抗冻抗泛碱赤泥基免烧砖及制备方法。各原料组分：赤泥20～40％，电厂粉煤灰10～25％，电解锰渣5～15％，冶金渣20～30％，42.5硅酸盐水泥5～9％，级配煤矸石20～30％，激发剂3～9％，改性剂0.5～2％，萘系减水剂0.1～0.2％，复合相变材料微胶囊3～10％。本发明中复合相变材料微胶囊是由改性粉煤灰作为支撑材料吸附相变材料，再由有机树脂包覆制得。添加复合相变材料微胶囊，能够有效降低免烧砖对温度的敏感性，从而降低其在冻融过程中造成的膨胀、开裂程度。本发明基于多种固废资源的复合协同效应理论，充分激发电厂粉煤灰、冶金渣等固体废弃物的火山灰活性，形成晶态或非晶态的水化产物，不仅可以填充基体内部孔隙结构，而且有效固化基体中的Na⁺，从而抑制免烧砖的泛碱。

技术领域

本发明属于资源循环利用领域与建筑材料技术领域，具体地，涉及一种抗冻抗泛碱赤泥基免烧砖及制备方法。

背景技术

赤泥是以铝土矿为原料在生产氧化铝过程中产生的一种高碱性固体废物，其pH值在12.1～13.0之间。平均每生产1t氧化铝会产生1.5～2.0t赤泥。随着氧化铝工业的快速发展，我国赤泥排放量不断增加。2018年，我国赤泥的排放量接近1亿t，累计堆存量达到5亿t，但其利用率不足10％。由于赤泥中含有大量的碱性化合物以及重金属，在堆存过程中很容易造成严重的环境问题，而利用赤泥作为原料生产建筑材料能够有效解决赤泥的资源化利用难题。CN108793847A公开了一种利用赤泥、聚合氯化铝废渣为主要原料，并添加改性砒砂岩以及其他原料来生产赤泥免烧砖，在砒砂岩改性过程中持续加入氢氧化钠，此方法会导致免烧砖的碱性化合物含量过高，从而造成严重的泛碱问题。

因此，研发一种生产成本低、生产工艺简单，且抗冻性能、抗泛碱性能以及环境性能优异的赤泥基免烧砖极为重要。

发明内容

本发明属于资源循环利用领域与建筑材料技术领域，具体地，涉及一种抗冻抗泛碱赤泥基免烧砖及制备方法。

本发明第一个目的在于提供一种抗冻性能较强的赤泥基免烧砖；本发明第二个目的在于提供一种抗泛碱能力强的赤泥基免烧砖。

本发明的目的将通过以下技术方案实现：

一种抗冻抗泛碱赤泥基免烧砖，制备免烧砖各种原料的掺量如下：

赤泥15～50％，电厂粉煤灰10～30％，电解锰渣5～30％，冶金渣10～30％，42.5硅酸盐水泥3～10％，级配煤矸石15～30％，激发剂1～9％，改性剂0.5～2％，萘系减水剂0.1～0.2％，复合相变材料微胶囊1～15％。

进一步地，所述复合相变材料微胶囊是由改性粉煤灰吸附相变材料后，再由有机树脂包覆制得；所述相变材料选自石蜡、十六醇、癸酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂酸以及脂肪酸中的至少一种。

进一步地，所述改性粉煤灰吸附相变材料采用直接浸泡法制备；改性粉煤灰吸附相变材料与改性粉煤灰的质量比为40～80:100。

进一步地，所述改性粉煤灰的改性步骤如下：

(1)取用定量粉煤灰在600～800℃的高温炉中焙烧2～4h，并在干燥箱中干燥，冷却至室温；

(2)然后将粉煤灰加入到稀醋酸溶液中，并搅拌2～4h，最后用去离子水洗涤改性后的粉煤灰，至溶液呈中性；

(3)最后将改性后的粉煤灰置于90～105℃的干燥箱中干燥至恒重，备用。

进一步地，所述有机树脂选自苯乙烯－二乙烯基苯及环氧树脂中的至少一种；所述有机树脂包覆是通过单位聚合法制得。

优选地，所述有机树脂选自环氧树脂，其单体是指双酚A型环氧树脂，三乙烯四胺。

优选地，所述双酚A型环氧树脂的单体为双酚A、环氧氯丙烷，且双酚A型环氧树脂采用溶剂法制得，其制备步骤为：