【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土材料，特别涉及一种电解锰渣-赤泥混凝土材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、电解锰渣是通过细磨处理锰矿后，采用硫酸溶液进行浸取处理得到的一类工业废渣。电解锰渣具有酸性特性，含有硫酸盐等化学物质，且含有一定量的六价铬、汞，钒等重金属元素，这限制了锰渣在建筑材料中的应用。另外，电解锰渣中的有害物质氨氮及锰均以可溶性的硫酸盐形式存在。电解锰渣作为混凝土的集料，存在强度过低、体积变化率过大等不稳定因素。
2、赤泥是水硬铝石型铝土矿制取氧化铝时产生的高碱性工业固废，含碱高，堆存处理时碱和金属离子会溢出，污染环境，且庞大的赤泥排放量和堆场处置方式给土地资源、自然环境等造成巨大压力。
3、电解锰渣和赤泥作为两种工业废渣，由于其含有多种成分，直接堆存排放存巨大的环境隐患。目前，针对电解锰渣和赤泥的综合利用尚存在一些技术挑战，比如赤泥含碱高，堆存处理时，碱和金属离子会溢出，污染地表水，且赤泥颗粒细小，遇水后粘性高，不利于施工；电解锰渣含有锰离子和氨氮，长期堆存对环境不利，且电解锰渣作为骨料时力学性能和稳定性较差，作为填料时存在环境污染的风险。另外，当电解锰渣应用于混凝土时，电解锰渣中的多种成分使其难以直接应用，需要进行处理以克服其对混凝土性能的不利影响；同时，电解锰渣和赤泥直接掺入混凝土中时，会造成混凝土强度下降，体积稳定性较差，且得到的混凝土存在环境污染的隐患。
4、因此，亟需提供一种可大量消纳利用电解锰渣和赤泥，且具有良好的弯拉强度和耐磨性的混凝土材料，其在不提高混凝土施工成本的条件下
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本专利技术提供一种电解锰渣-赤泥混凝土材料，其具有良好的弯拉强度和耐磨性，在不提高混凝土施工成本下，大量消纳利用锰渣和赤泥，实现电解锰渣、赤泥的无害化处理和良好的资源化再利用。
2、本专利技术的专利技术构思：本专利技术利用赤泥的偏碱性特性，一方面可以中和电解锰渣中的酸，且有利于脱除电解锰渣中的氨氮和沉淀锰离子，降低环境污染的风险；另一方面，赤泥的碱与电解锰渣中的硫酸根，可以和调整剂发生碱-复盐激发，加快材料的水化速率和反应程度，提高胶凝材料的强度，所生成的钙矾石和类沸石的水化产物也能封堵混凝土的孔隙，提高密实度；并结合细骨料、粗骨料，提高混凝土的弯拉强度和耐磨性。另外，本专利技术通过生石灰、氨氮固化剂、重金属离子稳定剂对电解锰渣和赤泥进行改性处理，可实现电解锰渣和赤泥的无害化处理，降低混凝土材料在使用时对环境的污染。
3、因此，本专利技术的第一方面提供一种电解锰渣-赤泥混凝土材料。
4、具体的，所述电解锰渣、赤泥混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉、调整剂、细骨料、粗骨料；
5、所述电解锰渣-赤泥改性微粉的原料组分包括电解锰渣、赤泥、生石灰、氨氮固化剂、重金属离子稳定剂。
6、具体的，所述混凝土指由胶凝材料将砂、石等集料胶结成整体的工程复合材料。其中，胶凝材料在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体。
7、具体的，利用赤泥的余热和偏碱性，并通过加入生石灰提供钙源，加速电解锰渣的脱氨和脱硫处理；通过氨氮固化剂、重金属离子稳定剂使锰渣中的重金属离子和氨氮稳定保持，降低危害；并通过赤泥的oh-与电解锰渣中的锰离子反应，生成沉淀，与电解锰渣中的氨氮(nh3-n)反应生成氨气，脱除电解锰渣中锰离子和氨氮，实现对电解锰渣、赤泥的改性，进而实现电解锰渣和赤泥的无害化处理。
8、优选地，按重量份计，所述电解锰渣-赤泥混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉7-11份、调整剂9-13份、细骨料13-27份、粗骨料35-60份。
9、进一步优选地，按重量份计，所述电解锰渣-赤泥混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉8-10份、调整剂10-12份、细骨料15-25份、粗骨料40-55份。
10、优选地，所述电解锰渣-赤泥混凝土材料的原料组分还包括减水剂、水中的至少一种。
11、进一步优选地，所述电解锰渣-赤泥混凝土材料的原料组分还包括减水剂、水。
12、优选地，按重量份计，所述电解锰渣-赤泥混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉7-11份、调整剂9-13份、细骨料13-27份、粗骨料35-60份、减水剂0.9-2.2份、水5.5-10份。
13、进一步优选地，按重量份计，所述电解锰渣、赤泥混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉8-10份、调整剂10-12份、细骨料15-25份、粗骨料40-55份、减水剂1-2份、水6-9份。
14、优选地，所述调整剂包括钢渣、粉煤灰、高炉矿渣、垃圾焚烧炉渣、有色冶金渣中的至少一种。
15、优选地，所述细骨料选自石粉、河砂中的至少一种。
16、优选地，所述细骨料的粒径小于4.75mm。
17、优选的，所述粗骨料选自岩石颗粒、卵石、矿山尾矿、工业废渣中的至少一种。
18、进一步优选地，所述粗骨料为岩石颗粒。
19、具体的，所述粗骨料是岩石、卵石、矿山尾矿或工业废渣经除土、机械破碎、整形、筛分、粉控等工艺制备而成。
20、优选的，所述粗骨料中，泥块的质量含量为小于等于1％，进一步优选地，所述泥块的质量含量小于等于0.2％。
21、优选的，所述粗骨料的粒径为大于4.75mm。
22、优选地，所述粗骨料为粒径大于等于5mm小于等于10mm、粒径大于10mm小于20mm、粒径大于等于20mm小于等于31.5mm的三种粒径的混合物。
23、优选地，所述粗骨料的针片颗粒质量含量小于等于9％；进一步优选地，所述粗骨料的针片颗粒质量含量小于等于8％。
24、优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
25、优选地，所述减水剂的质量分数为0.8-1.2％；进一步优选地，所述减水剂的质量分数为0.9-1.1％；更进一步优选地，所述减水剂的质量分数为1％。
26、优选地，所述减水剂的减水率为大于25％。
27、优选地，按质量百分数计，所述电解锰渣包括cao 8.0-11％、sio2 30-38％、al2o34.5-7％、fe2o3 16-24％、mno 7.0-9％、so3 17-25％。
28、进一步优选地，按质量百分数计，所述电解锰渣包括cao 8.5-10％、sio2 33-35％、al2o3 5-6.5％、fe2o3 18-22％、mno 7.5-8％、so3 19-23％。
29、优选地，所述赤泥选自广西选铁后的赤泥；所述赤泥中，钙铝硅成分的质量分数大于35％。
30、优选地，所述赤泥为拜耳法赤泥。
31、优选地，按质量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土材料，其特征在于，其原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉、调整剂、细骨料、粗骨料；
2.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，按重量份计，所述混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉7-11份、调整剂9-13份、细骨料13-27份、粗骨料35-60份。
3.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，所述混凝土材料的原料组分还包括减水剂、水中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的混凝土材料，其特征在于，所述调整剂包括钢渣、粉煤灰、高炉矿渣、垃圾焚烧炉渣、有色冶金渣中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，按质量百分数计，所述电解锰渣-赤泥改性微粉的原料组分包括电解锰渣30-47％、赤泥35-55％、生石灰6.5-10％、氨氮固化剂4.0-6.5％、重金属离子稳定剂1.6-2.4％。
6.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，所述电解锰渣-赤泥改性微粉的原料组分还包括分散剂、助磨剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，所述重
8.权利要求1-7任一项所述的混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述电解锰渣-赤泥改性微粉的制备方法，包括以下步骤：
10.权利要求1-7任一项所述的混凝土材料在建筑领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土材料，其特征在于，其原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉、调整剂、细骨料、粗骨料；
2.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，按重量份计，所述混凝土材料的原料组分包括电解锰渣-赤泥改性微粉7-11份、调整剂9-13份、细骨料13-27份、粗骨料35-60份。
3.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，所述混凝土材料的原料组分还包括减水剂、水中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的混凝土材料，其特征在于，所述调整剂包括钢渣、粉煤灰、高炉矿渣、垃圾焚烧炉渣、有色冶金渣中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的混凝土材料，其特征在于，按质量百分数计，所述电解锰渣-赤泥改性微粉的原料组分包括电解锰渣30-47％、赤泥35-55％、生石灰6.5-10％、氨氮固化剂4.0-6.5％、重金属离子稳定剂1....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠平，冯波宇，陈锡麟，
申请(专利权)人：广东同创科鑫环保有限公司，
类型：发明
国别省市：
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