拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆探究及利用

1、拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆探究及利用摘要：拜耳法赤泥是生产氧化铝排出的一种废渣，长期以 来难以找到有效利用途径。笔者利用拜耳法赤泥保水性好的 特点，将其作为加气混凝土专用砂浆的保水剂。通过掺入磷 渣粉，可以在一定程度抑制专用砂浆的泛碱。拜耳法赤泥具 有较强的放射性，综合考虑其各项性能，宜限制其掺量在胶 凝材料的20%以下。关键词：加气混凝土专用砂浆；拜耳法赤泥；保水性 中图分类号：tu37文献标识码：a文章编号：1拜耳法赤泥的基本特性赤泥是氧化铝生产过程中经强碱浸出时形成的不溶残 渣。每生产it氧化铝将产生1.01.8t赤泥。我国五大氧化 铝厂年排出量达600万t,累积堆存量高达5000万t

2、,其利 用率仅为15%左右。赤泥的组成和性质复杂，并随铝土矿成份、生产工艺（烧 结法、联合法或拜耳法）及脱水、陈化程度有所变化，其基 本物理性能见表1. io拜耳法冶炼氧化铝是采用强碱naoh溶 出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型铝土矿，产生的 赤泥中几乎不含2ca0 si02等活性成分。拜耳法赤泥含水 率大，碱度高，呈紫灰色。原状湿排拜耳法赤泥除少数粗颗 粒外，颗粒基本都在50 11 m以下，其中小于20卩m的约占80%, 采用ssa-3500智能比表面积分析仪测得比表面积为 10.811m2/go表1.1赤泥的物理力学性能2拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的研究2.1拜耳法赤泥(b2)不同

3、掺量对砂浆工作性能的影响 试验砂浆的技术条件为：强度等级为m7.5；稠度 8090mm；分层度1030mm；胶凝材料总用量为340kg/m3, 水泥为“乌江” p042.5水泥；用水量根据砂浆的稠度调 整。从表2. 1可以看出，随着拜耳法赤泥(b2)掺量的增加, 砂浆的分层度、泌水率降低，有效改善了机制砂新拌砂浆拌 和物易离析和泌水的缺点。以上数据说明拜耳法赤泥具有良 好的保水性。表2. 1拜耳法赤泥b2不同掺量对砂浆工作性能的影响2.2磷渣粉掺量对拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆泛 碱的影响拜耳法赤泥的原溶液的碱度高达26348mg/l,并且主要 污染物中碱、钠及铝等含量较高，用其制备的干混砂浆

4、在干 湿变化较大的环境可能会出现泛碱现象。试验采用添加活性掺合料一一磷渣粉，利用拜耳法赤泥 中多余的碱激发磷渣粉的活性；试验以拜耳法赤泥b2取代 水泥用量的50%为基准试验，水泥为"乌江” p 042.5水 泥，在控制稠度(8090mm)前提下，磷渣粉采用外掺法，掺 量为拜耳法赤泥(b2)用量的020%o试件放置28d后试验 结果见表2. 2、图2. 1。表2. 2拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆泛碱试验结果磷渣粉在较高碱性环境条件下，其活性si02、a1203与 ca(0h)2反应生成胶凝物质，增加了砂浆内部胶凝物质的数 量，有效改善了界面结构，增强了集料与水泥石的结合能力, 并且促进

5、了水泥的水化，形成更多的c-s-h凝胶，降低了 ca(0h)2浓度，避免砂浆中ca(0h)2局部富集，因此磷渣粉 对拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的泛碱有一定的抑制作 用。(a)基准砂浆(b)磷渣粉掺量10% (c)磷渣粉掺量20%图2. 1磷渣粉掺量对拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆泛 碱的影响2.3磷渣颗粒取代山砂做拜耳法赤泥加气混凝土专用砂 浆的骨料及性能测试首先对普通砂石和磷渣的压碎性进行了研究，试验结果 如表2. 3所示。2. 54. 75mm的磷渣颗粒压碎指标较山砂的大, 这是因为磷渣颗粒是多孔材料，孔隙的存在将引起颗粒的应 力集中，使颗粒在受压时容易破坏；当磷渣颗粒的粒径在 1. 25

6、mm以下后，其压碎指标与山砂的压碎指标已相差不大， 都在2025%之间，因为随着粒径的减小，磷渣颗粒内部的孔 隙和缺陷不断减少，压碎指标也就有所减少。磷渣颗粒的粒 径在1.25nmi以下时，从压碎指标分析，其坚固性与山砂的 坚固性相差很小，说明在此粒径下的磷渣颗粒完全可以替代 山砂。表2. 3山砂和磷渣压碎指标对比试验经多次试验优化，最终确定了专用砂浆的配合比。结果 如表2. 4所示。表2. 4专用砂浆性能2.4拜耳法赤泥及拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的 放射性安全测试根据建筑材料放射性核素限量中的规定：当建筑主 体材料中天然放射性核素镭-226、牡-232和钾-40的放射性 比活度同时满足i

7、rawl. 0和irwl.o时，其产销与使用范 围不受限制。为了确保拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆生产 的安全性，对其水化后样品和拜耳法赤泥的放射性比活度进 行了检测，检测结果见表2. 5根据测试结果可知：磨细后的拜耳法赤泥b2的外照射指数ir>l. 0,说明拜 耳法赤泥样品的放射性安全指标不符合建筑材料放射性核 素限量的技术要求，不能单独作为建筑主体材料使用。贵州地区的拜耳法赤泥的放射性很强，其活性也很低。 综合专用砂浆各项性能，同时考虑使用的安全性，其掺量宜 限制在胶凝材料的20%以下。表2. 5样品放射性检测结果注：b2砌筑砂浆、b2砌筑砂浆（掺加磷渣颗粒做骨料） 的b2掺量为水泥的

8、70%o3拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的应用为了研究拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆在实际工程 应用中的各种性能，将生产的产品应用到本单位自建的磷渣 加气混凝土节能示范楼中。示范楼的墙体材料为加气混凝 土，砌筑砂浆与抹面砂浆为拜耳法赤泥加气混凝土专用砂 浆。为了检验掺有拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆对室内环 境空气质量的影响，在工程竣工后即根据民用建筑工程室 内环境污染控制规范中的相关要求对室内氮含量进行了测 试，氮含量为59. lbq/m3,远小于标准中i类建筑氮含量 w200 bq/m3和ii类建筑氮含量w400bq/m3的规定。4结论（1）拜耳法赤泥颗粒细小，颗粒内毛细孔发达，保水 性强，能够改善砂浆中粉料的颗粒级配和拌和物的和易性。 随着拜耳法赤泥掺量的增加，砂浆拌和物的分层度和泌水率 随之降低，保水性能提高，改善了砂浆拌和物的和易性。(2) 拜耳法赤泥碱含量高，在干湿交替的环境中容易 出现泛碱的现象。通过掺入磷渣粉，可以在一定程度上抑制 拜耳法赤泥加气混凝土专用砂浆的泛碱。(3) 为进一步消耗废渣，可以用磷渣颗粒(<1. 25mm) 完全取代山砂作为骨料，其性能仍可满足加气混凝土专用砂 浆的要求。(4) 从工程应用情况看：拜耳法赤泥加气混凝土专用 砂浆产品性能稳定，在施工现场具有良好的施工性能