[发明专利]一种高性能锂渣泵送混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土配制技术领域，具体讲是一种高性能锂渣泵送混凝土。

背景技术

一般含有 SiO₂，Al₂O₃ 的工业废渣都具有潜在活性，通过合适的技术手段,弥补废渣的先天不足。目前，国内外利用碱组分通过化学及物理方法激活各种渣体制备无熟料、少熟料的胶结材，免去了锻烧和多次粉磨工序。同时，还促进了水泥与混凝土的可持续发展不仅获得良好的经济社会效益，还取得良好的环境效益，并有望将混凝土材料发展成为与环境协调的新型环境材料。

随着锂盐工业的发展，锂渣的排放量也与日俱增，如何合理地利用锂渣，对保护环境、节约资源、能源具有重要的意义。

锂渣外观呈土黄色，在自然干燥下含有一定水分，烘干后呈粉末状，颗粒较小，具有较大内比表面积的多孔结构，对水有较大吸附能力。锂渣是锂盐厂排放的废渣，是经过1 200 ℃高温煅烧锂辉石矿石后用硫酸法生产LiCO₃的过程中而产生的一种工业副产品，外观呈土黄色，内表面积较大而且呈多孔结构，不具有水硬性。锂渣以具有潜在活性的SiO₂和Al₂O₃为主要组分，因而其表现出较好的火山灰性，故可将锂渣微粉作为矿物混合材( 掺合料) 用于水泥( 混凝土) 中，掺量适宜时能显著增强混凝土的早期抗压强度、抗冻性、抗渗性等。

锂渣的形成及化学成份决定了在锂渣颗粒表面上硅、铝、钙分布均匀，可溶性氧化硅较多，活性优于高炉渣和磷渣，为高活性混合材。

利用锂渣代替部分水泥配制混凝上，锂渣不能单独水化硬化，其水化硬化主要依靠与水泥熟料水化放出的Ca(OH)₂反应，即二级水化反应。而这种反应由物理吸附到化学反应需要经过一定的过程和时间，随着水化龄期的增长，对于不掺锂渣的混凝上，由于沉积在水泥颗粒表面的水化产物层加厚，其水化越来越困难，其水化产物中生成C-S-H凝胶的速度也就越来越缓慢。而掺锂渣的混凝土情况有所不同，因为锂渣成份中的活性可不断地与溶液中的Ca(OH)₂反应生成C-S-H凝胶，同时由于溶液中Ca(OH)₂的消耗，必然引起沉积在水泥颗粒表面的结晶的溶解，这不仅可使结晶细化，而且减少了水分与未水化水泥颗粒接触的阻力，从而促进了水泥的水化，其结果是对界面粘结起决定作用的C-S-H凝胶增加的速度大于不掺锂渣的混凝土，相应地减少了对界面粘结不利的Ca(OH)₂的结晶，以至于在龄期时，掺锂渣的混凝土中有利于界面粘结的C-S-H凝胶总量已经超过不掺锂渣的混凝土，其强度不仅赶上，而且明显高于不掺锂渣的混凝土，而28d以后的强度，掺锂渣混凝土高出更多。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种高性能锂渣泵送混凝土；经过大量试验，通过对原材料的选择和配比的设计，获得了一种耐久性良好，工作性能和力学性能良好，能够用于泵送的高性能锂渣混凝土。

本发明是这样实现的，构造一种高性能锂渣泵送混凝土，该混凝土按照组分单位kg/m³的配合比为：水泥：水：矿粉：粉煤灰：锂渣：砂：碎石：增效剂：外加剂=[340~520]：[165~200]：[0~50]：[0~50]：[40~150]：[700~850]：[1000~1100]：[2~3.5]：[7~12]。

作为可选方式，所述锂渣粉，密度≥2.4g/cm³，比表面积880m²/kg，质量符合YBT 4230-2010《用于水泥和混凝土中的锂渣粉》。

作为可选方式，所述锂渣中的主要成分是SiO₂和Al₂O₃，二者含量之和接近60%，通过XRD分析图谱分析主要以无定性形式存在，是锂渣活性的主要来源，该形态是锂渣在水泥或混凝土中发挥强度的主要原因。

作为可选方式，所述碳酸锂是硫酸法酸化后的浸出渣，其中不可避免含有一定量的SO4^2-，以SO₃计，标准≤8.0%，因此锂渣粉在使用时，需要与其它低SO₃含量的胶凝材料如粉煤灰等一起使用，其掺量应经过试配，且保证总胶凝材料中的SO₃含量不超过4.0%来确定。