一种赤泥基掺合料、熟料及其制备方法与应用

1.本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种赤泥基掺合料、熟料及其制备方法与应用。

背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.硅酸盐水泥已有100多年的发展历史，需求量大，已发展到每年将近两亿吨的产量，且通过改良其特性，成功研制出了具有特殊性能的水泥，如高铁水泥等。尽管硅酸盐水泥种类丰富，应用性广，但其不足较为明显，其在道路工程和海工工程中应用时，耐磨性和抗海水侵蚀性能难以满足工程需求。
4.硅酸盐水泥中的铁铝酸四钙含量对其耐磨性能、抗氯离子以及硫酸盐侵蚀性能有重要影响，其水化产生的铁胶可显著改善水泥耐磨性能；铁胶中的羟基可与氯离子发生置换反应，水化产生的水化铁铝酸四钙亦可与氯离子反应形成难溶性盐，从而实现对氯离子的有效固化。此外，由于水泥中铁铝酸四钙含量较高，水化产物中的水化铝酸钙固溶了大量的铁，形成水化铁铝酸四钙，相较于水化铝酸钙，水化铁铝酸四钙稳定性更高，不易与硫酸根反应形成膨胀性钙矾石。因而，铁铝酸四钙含量高的水泥耐磨性以及抗海水侵蚀性能更加优异。
5.然而，传统硅酸盐水泥熟料中的铁铝酸四钙矿物含量往往低于13％(质量分数)，其主要原因在于：硅酸盐水泥熟料中的阿利特充分形成温度为1450℃，铁铝酸四钙矿物充分形成温度为1300℃，在1450℃煅烧的条件下铁铝酸四钙极易熔融。因此，当设计的铁铝酸四钙矿物含量高于上述质量分数后，煅烧过程中容易形成大量的熔融相，导致熟料熔融，进而导致回转窑结圈堵塞的现象。因此，传统方式难以制备高铁铝酸四钙含量的硅酸盐水泥。

技术实现要素：

6.鉴于此，本发明提供一种赤泥基掺合料、熟料及其制备方法与应用，其提供的掺合生料能够在低于铁铝酸四钙大量熔融的温度下制备出高含量铁铝酸四钙的水泥熟料，其不仅可提高硅酸盐水泥或混凝土中铁铝酸四钙矿物的含量，进而提高其耐磨性能和抗海水侵蚀性能，而且可解决高铁铝酸四钙硅酸盐水泥高温下熔融的难题。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示。
8.第一方面，本发明公开一种赤泥基掺合料，以重量份计，该生料的原料包括如下组分：80～100份钙质材料、45～55份赤泥、2～10份硅质材料、5～25份铝质材料、1～5份石膏、0.5～2.0份氧化硼源、0.5～3份钡渣或锶渣。
9.进一步地，所述钙质材料包括石灰石、电石渣、生石灰、氢氧化钙等中的至少一种，上述的氧化钙源经过后续制备工序中的高温煅烧后可形成本发明所需的有效成分氧化钙。
在本发明中，所述钙质材料的主要作用为铁铝酸四钙和硅酸二钙的形成提供氧化钙组分。
10.进一步地，所述赤泥包括拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥等中的至少一种。
11.进一步地，所述氧化硼源包括硼酸、氧化硼纯试剂等中的至少一种。所述硼酸经过后续制备工序中的高温煅烧后可形成本发明所需的有效成分氧化硼。在本发明中，所述氧化硼的主要作用包括：b2o3与赤泥中的na2o以及fe2o3稳定α
’‑
c2s。
12.进一步地，所述硫酸钙源包括石膏、硫酸钙纯试剂等中的至少一种。可选地，所述石膏包括磷石膏、氟石膏、钛石膏、脱硫石膏等中的至少一种。在本发明中，所述硫酸钙的主要作用包括：在b2o3的催化作用下，与赤泥中的na2o或k2o反应形成na2ca(so4)2或k2ca(so4)2。
13.进一步地，所述铝质原料包括铝灰、矾土矿等中的至少一种。在本发明中，所述铝源的主要作用包括：为铁铝酸四钙矿物形成提供al2o3，从而赋予赤泥基掺合料良好的耐磨性和抗海水侵蚀性能。
14.进一步地，所述硅质原料包括粉煤灰、高岭土等中的至少一种。在本发明中，所述硅质原料的主要作用包括：与氧化钙生成硅酸二钙，并为铁铝酸四钙的形成提供al2o3，从而提供良好的力学性能。
15.第二方面，本发明公开一种赤泥基混凝土掺合熟料，按质量百分数计，其矿物组成主要包括：铁铝酸四钙含量为60～75％、硅酸二钙(c2s)含量为20～30％，余量2～10％，包括na2ca(so4)2、k2ca(so4)2、mgo等组分。
16.进一步地，所述铁铝酸四钙主要包括：铁铝酸四钙(c4af)、铁二铝酸六钙(c6a2f)。
17.进一步地，所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的60～80％，余量为β-c2s。本发明的掺合熟料中具有高含量的α
’‑
c2s，从而有助于提高贝利特矿物的水化活性，有利于含有本发明赤泥基掺合料的水泥或混凝土改善中后期强度以及耐久性。
18.第三方面，本发明公开所述赤泥基混凝土掺合熟料的制备方法，包括如下步骤：
19.(1)按比例将所述赤泥基掺合料中的氧化钙源、赤泥、硅源、铝源、硫酸钙源、氧化硼源、钡渣或锶渣混合均匀，得生料，备用。
20.(2)将所述生料在空气中煅烧，完成后对得到的煅烧产物依次进行急冷、粉碎，即得所述赤泥基掺合料。
21.进一步地，步骤(2)中，所述煅烧温度为1200～1270℃，煅烧时间为5～30min。
22.进一步地，步骤(2)中，所述急冷的方法包括风冷、空气冷、液氮冷却以及水冷却等中的任意一种。急冷有助于稳定α
’‑
c2s，提高其在硅酸二钙中的占比。
23.第四方面，本发明公开所述赤泥基掺合料在硅酸盐水泥或混凝土中的应用。可选地，所述应用的方式包括将所述赤泥基掺合料掺加到硅酸盐水泥、赤泥基掺合料掺加到混凝土中；优选地，所述掺加量占所述硅酸盐水泥质量的5～30％。
24.相较于现有技术，本发明的技术方案至少具有以下方面的有益效果：
25.(1)硅酸盐水泥或其混凝土中的铁铝酸四钙含量对其耐磨性能、抗氯离子以及硫酸盐侵蚀性能有重要影响，然而，传统硅酸盐水泥熟料中的铁铝酸四钙矿物含量往往低于13％(质量分数)，其主要原因在于传统的硅酸盐水泥生料煅烧需在1450℃下进行，如果铁铝酸四钙设计含量高于上述数值后，在对生料的煅烧过程中容易造成生成的大量熟料铁铝酸四钙熔融，进而导致回转窑结圈堵塞。为此，本发明提出了采用赤泥制备以铁铝酸四钙和
硅酸二钙为主要矿物的赤泥基掺合料，这主要是由于在r2o(na2o或k2o)、b2o3、bao或sro以及fe2o3等的作用下，使所述铁铝酸四钙和硅酸二钙能够在1200～1270℃的低温条件下制备而成，且得到的铁铝酸四钙含量高，由于该煅烧温度远低于上述1450℃的高温，生成的熟料铁铝酸四钙几乎不会发生熔融的现象，避免了在将所述掺合生料煅烧制备掺合熟料的过程中容易造成水泥回转窑结圈堵塞的问题。
26.(2)本发明发现，在煅烧时所述赤泥中的k2o易与生成的c2s进一步反应形成kc
28s12
，但这种成分的存在容易导致得到的赤泥基掺合料进入水泥或混凝土中后中后期力学性能增长缓慢。为此，本发明在赤泥基掺合料中加入了氧化硼源、钡渣或锶渣，从而在其提供的b2o3、bao或sro的催化作用下，促使所述k2o与硫酸钙源提供的硫酸钙反应生成k2ca(so4)2，避免了所述kc
28s12
的形成，进而避免了对水泥或混凝土力学性能的不利影响。
27.(3)本发明的掺合生料利用所述赤泥提供的r2o(k2o、na2o)、氧化硼源提供的b2o3、钡渣或锶渣提供的bao或sro、以及由赤泥提供的大量fe2o3存在的条件下，可进入硅酸二钙晶格间隙或发生原子取代，在其冷却过程中，阻碍原子迁移，从而稳定α
’‑
c2s，进而提高贝利特矿物的水化活性，有利于赤泥基高性能水泥赤泥基掺合料/混凝土掺合料制备的水泥或混凝土力学性能的发挥。本发明实施例的检测显示，相比于掺加等量s95矿粉的水泥和混凝土，掺加了本发明掺合熟料的混凝土的28d抗压强度提高了15～45％，提升效果显著。
28.(4)利用本发明的所述掺合熟料制备的水泥或混凝土中由于含有高含量的铁铝酸四钙(高达60～75％)，其在水化后形成的铁胶可显著提高水泥或混凝土的耐磨性，而且由于铁胶对氯离子有良好的吸附作用，且不易脱附，以及铁胶中的羟基可与氯离子发生置换，铁铝酸四钙水化形成的afm或水化铁铝酸四钙能够与氯离子反省形成难溶性盐，从而显著降低了水泥或混凝土的氯离子扩散系数。本发明实施例的检测显示，与传统硅酸盐混凝土相比，掺加了本发明掺合熟料的混凝土的氯离子扩散系数降低了50～400％，耐磨性提高了20～80％，抗硫酸盐侵蚀性能提高了15～60％。
附图说明
29.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：
30.图1为本发明实施例1制备的赤泥基掺合料的xrd图谱。
31.图2为本发明实施例2制备的赤泥基掺合料的xrd图谱。
32.图3为本发明实施例3制备的赤泥基掺合料的xrd图谱。
33.图4为本发明实施例4制备的赤泥基掺合料的xrd图谱。
具体实施方式
34.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。
35.除非另行定义，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发
明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
36.下列实施例中，所述电石渣来自山东山铝环境新材料有限公司。所述拜耳法赤泥购自信发集团有限公司。所述铝矾土购自河南荥阳。所述磷石膏购自山东山铝环境新材料有限公司。所述钡渣购自河北辛集化工集团有限责任公司。所述锶渣购自河北辛集化工集团有限责任公司。
37.实施例1
38.一种赤泥基掺合料的制备，包括如下步骤：
39.(1)将95.0重量份电石渣、50.0重量份拜耳法赤泥、7.0重量份粉煤灰、20.0重量份铝矾土，3.0重量份磷石膏、1.0重量份硼酸、1.5重量份钡渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
40.(2)将所述掺和生料加8％水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1270℃条件下煅烧5min，完成后将煅烧产物在空气中风冷，得掺和熟料。
41.性能测试：
42.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析(如图1所示)，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为69％、硅酸二钙(c2s)含量为28％，微量组分含量为3％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的60％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
43.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为65：30：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时设置对比例，该对比例由同掺量的s95矿粉取代所述赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了42％，氯离子扩散系数降低了270％，耐磨性提高了61％，抗硫酸盐侵蚀性提高了37％。
44.实施例2
45.一种赤泥基混凝土掺合熟料的制备，包括如下步骤：
46.(1)将100.0重量份电石渣、55.0重量份拜耳法赤泥、5.0重量份粉煤灰、15.0重量份铝矾土，2.0重量份磷石膏、1.5重量份硼酸、1.0重量份锶渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
47.(2)将所述掺和生料加水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1200℃条件下煅烧30min，完成后将煅烧产物在空气中急冷，得掺和熟料。
48.性能测试：
49.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析(如图2所示)，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为73％、硅酸二钙(c2s)含量为24％，微量组分含量为3％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的68％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、
na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
50.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为75：20：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时，设置对比例，该对比例由同掺量的s95矿粉取代赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了38％，氯离子扩散系数降低了150％，耐磨性提高了36％，抗硫酸盐侵蚀性提高了26％。
51.实施例3
52.一种赤泥基混凝土掺合熟料的制备，包括如下步骤：
53.(1)将80.0重量份电石渣、45.0重量份拜耳法赤泥、2.0重量份粉煤灰、5.0重量份铝矾土，1.0重量份磷石膏、0.5重量份硼酸、0.5重量份钡渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
54.(2)将所述掺和生料加水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1265℃条件下煅烧5min，完成后将煅烧产物在空气中急冷，得掺和熟料。
55.性能测试：
56.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析(如图3所示)，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为60％、硅酸二钙(c2s)含量为30％，微量组分含量为10％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的63％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
57.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为75：20：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时，设置对比例，该对比例由同掺量的一级粉煤灰取代赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了36％，氯离子扩散系数降低了332％，耐磨性提高了51％，抗硫酸盐侵蚀性提高了48％。
58.实施例4
59.一种赤泥基混凝土掺合熟料的制备，包括如下步骤：
60.(1)将90.0重量份电石渣、55.0重量份拜耳法赤泥、10.0重量份粉煤灰、25.0重量份铝矾土，5.0重量份磷石膏、2.0重量份硼酸、3.0重量份钡渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
61.(2)将所述掺和生料加水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1255℃条件下煅烧25min，完成后将煅烧产物在空气中急冷，得掺和熟料。
62.性能测试：
63.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析(如图4所示)，，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为74％、硅酸二钙(c2s)含量为24％，微量组分含量为2％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸
二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的76％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
64.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为80：15：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时，设置对比例，该对比例由同掺量的一级粉煤灰取代赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了28％，氯离子扩散系数降低了120％，耐磨性提高了31％，抗硫酸盐侵蚀性提高了33％。
65.实施例5
66.一种赤泥基混凝土掺合熟料的制备，包括如下步骤：
67.(1)将95.0重量份电石渣、55.0重量份拜耳法赤泥、5.0重量份粉煤灰、20.0重量份铝矾土，5.0重量份磷石膏、2.0重量份硼酸、3.0重量份钡渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
68.(2)将所述掺和生料加水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1260℃条件下煅烧25min，完成后将煅烧产物在空气中急冷，得掺和熟料。
69.性能测试：
70.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析(如图4所示)，，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为75％、硅酸二钙(c2s)含量为20％，微量组分含量为5％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的80％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
71.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为80：15：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时，设置对比例，该对比例由同掺量的一级粉煤灰取代赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了34％，氯离子扩散系数降低了136％，耐磨性提高了42％，抗硫酸盐侵蚀性提高了34％。
72.实施例6
73.一种赤泥基掺合料的制备，包括如下步骤：
74.(1)将95.0重量份电石渣、50.0重量份拜耳法赤泥、7.0重量份粉煤灰、20.0重量份铝矾土，3.0重量份磷石膏混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
75.(2)将所述掺和生料加8％水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1270℃条件下煅烧5min，完成后将煅烧产物在空气中风冷，得掺和熟料。
76.性能测试：
77.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为66％、硅酸二钙(c2s)含量为30％，微量组分含量为4％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s
占硅酸二钙含量的13％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、kc
28
s-12
、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
78.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为65：30：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时设置对比例，该对比例由同掺量的s95矿粉取代所述赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了12％，氯离子扩散系数降低了258％，耐磨性提高了55％，抗硫酸盐侵蚀性提高了34％。
79.实施例7
80.一种赤泥基混凝土掺合熟料的制备，包括如下步骤：
81.(1)将100.0重量份电石渣、55.0重量份拜耳法赤泥、5.0重量份粉煤灰、15.0重量份铝矾土，2.0重量份磷石膏、1.0重量份锶渣混合后粉磨，然后过100目筛，得掺合生料，备用。
82.(2)将所述掺和生料加水压制成饼，然后在45℃下烘干10小时，将得到的生料饼在空气和1200℃条件下煅烧30min，完成后将煅烧产物在空气中急冷，得掺和熟料。
83.性能测试：
84.(1)经过xrd测试结果的rietveld定量分析，本实施例制备的所述掺和熟料的矿物组成包括：铁铝酸四钙含量为71％、硅酸二钙(c2s)含量为25％，微量组分含量为4％。其中：所述铁铝酸四钙包括铁铝酸四钙(c4af)和铁二铝酸六钙(c6a2f)。所述硅酸二钙中的α
’‑
c2s占硅酸二钙含量的13％，余量为β-c2s。所述微量组分包括mgo、k2ca(so4)2、na2ca(so4)2等中的至少一种以及不可避免的杂质。
85.(2)将硅酸盐水泥熟料：本实施例制备的赤泥基掺合料：二水石膏为75：20：5按照的质量比混合，并粉磨后过200目筛，制得高性能水泥(记为a组)。同时，设置对比例，该对比例由同掺量的s95矿粉取代赤泥基掺合料制备水泥(记为b组)。将所述a组水泥、b组水泥按照水泥：砂子：水为1：3：0.5的比例制成水泥砂浆，并制成相应尺寸的试件，在标准氧化条件下养护至相应龄期，对试件进行性能进行测试，结果显示：与b组水泥制备的试件相比，a组水泥制备的试件的28d抗压强度提高了14％，氯离子扩散系数降低了147％，耐磨性提高了33％，抗硫酸盐侵蚀性提高了25％。
86.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。

技术特征：

1.一种赤泥基掺合料，其特征在于，以重量份计，所述掺合生料的原料包括如下组分：80～100份氧化钙源、45～55份赤泥、2～10份硅源、5～25份铝源、1～5份硫酸钙源、0.5～2.0份氧化硼源、0.5～3份钡渣或锶渣。2.根据权利要求1所述的赤泥基掺合料，其特征在于，所述氧化钙源包括石灰石、电石渣、生石灰、氢氧化钙中的至少一种；可选地，所述氧化硼源包括硼酸、氧化硼纯试剂中的至少一种；可选地，所述赤泥包括拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥中的至少一种。3.根据权利要求1所述的赤泥基掺合料，其特征在于，所述硫酸钙源包括石膏、硫酸钙纯试剂中的至少一种；可选地，所述石膏包括磷石膏、氟石膏、钛石膏、脱硫石膏中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的赤泥基掺合料，其特征在于，所述铝源包括铝灰、矾土矿中的至少一种；或者，所述硅源包括粉煤灰、高岭土中的至少一种。5.一种赤泥基混凝土掺合熟料，其特征在于，按质量百分数计，该熟料的矿物组成主要包括：铁铝酸四钙含量为60～75％、硅酸二钙(c2s)含量为20～30％，余量2～10％，其主要包括na2ca(so4)2、k2ca(so4)2、mgo组分中的至少一种。6.根据权利要求5所述的赤泥基混凝土掺合熟料，其特征在于，所述铁铝酸四钙主要包括铁铝酸四钙、铁二铝酸六钙；优选地，所述硅酸二钙中的α
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c2s占硅酸二钙含量的40～80％，余量为β-c2s。7.权利要求5或6所述的赤泥基混凝土掺合熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按比例将所述赤泥基掺合料生料中的氧化钙源、赤泥、硅源、铝源、硫酸钙源、氧化硼源、钡渣或锶渣混合均匀，得生料，备用；(2)将所述生料在空气中煅烧，完成后对得到的煅烧产物依次进行急冷、粉碎，即得所述赤泥基掺合料。8.权利要求7所述的赤泥基混凝土掺合熟料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧温度为1200～1270℃，煅烧时间为5～30min；可选地，步骤(2)中，所述急冷的方法包括风冷、空气冷却中的任意一种。9.权利要求5或6所述的赤泥基混凝土掺合熟料，或者权利要求7或8所述的制备方法得到的赤泥基混凝土掺合熟料在硅酸盐水泥或混凝土中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用的方式包括将所述赤泥基混凝土掺合熟料掺加到硅酸盐水泥或混凝土中；优选地，所述掺加量占所述硅酸盐水泥或混凝土质量的5～30％。

技术总结

本发明公开一种赤泥基掺合料及其制备方法与应用。其中，以重量份计，所述掺合生料的原料包括如下组分：80～100份氧化钙源、45～55份赤泥、2～10份硅源、5～25份铝源、1～5份硫酸钙源、0.5～2.0份氧化硼源、0.5～3份钡渣或锶渣。由该掺和生料制备的掺合熟料的组成包括：铁铝酸四钙含量为60～75％、硅酸二钙含量为20～25％，微量组分含量为1～5％，所述微量组分包括MgO、K2Ca(SO4)2、Na2Ca(SO4)2中的至少一种。该掺和生料在避免了煅烧时生成的水泥熟料熔融导致回转窑结圈堵塞的问题的同时，大幅度提高了混凝土中铁铝酸四钙矿物的含量，显著改善了混凝土耐磨性以及抗海水侵蚀性能。混凝土耐磨性以及抗海水侵蚀性能。混凝土耐磨性以及抗海水侵蚀性能。