基本信息
- 项目名称：
- 碱渣复合胶凝材料
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品从回收碱渣的角度出发，将碱渣作为胶凝材料应用于工程中，经试验验证，作品强度已达到现有施工标准要求。
- 详细介绍：
- 渣是生产纯碱过程中产生的工业废渣。因含有大量的氯离子而难以回收利用，只能排海和填埋。大量碱渣的排放和堆积不仅占用了大量土地，也造成了很大的环境污染。 从碱渣具有颗粒细、高碱性等特点出发，从高性能混凝土技术和“碱激发材料”得到启发，把碱渣、水泥、矿物掺合料制成复合胶凝材料，应用于道路基层、地基处理工程中，从而解决碱渣无法大量应用的问题
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 渣是生产纯碱过程中产生的工业废渣。因含有大量的氯离子而难以回收利用，只能排海和填埋。大量碱渣的排放和堆积不仅占用了大量土地，也造成了很大的环境污染。 从碱渣具有颗粒细、高碱性等特点出发，从高性能混凝土技术和“碱激发材料”得到启发，把碱渣、水泥、矿物掺合料制成复合胶凝材料，应用于道路基层、地基处理工程中，从而解决碱渣无法大量应用的问题 胶凝材料中矿物掺合料的种类和掺量的选取时本发明的技术关键。用复合胶凝材料和石屑制备的无机结合料稳定材料抗压强度可满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）要求
科学性、先进性
- 本发明运用了高性能混凝土理论和“碱激发材料”理论 高性能混凝土技术理论表明，配制混凝土时加入适量的矿物细掺料可提高混凝土性能。另外根据“碱激发材料”理论，矿渣等活性材料在碱性条件下会表现出胶凝性质。因此本发明用矿渣微粉和偏高岭土等新的矿物掺合料来配制复合胶凝材料，而非传统的粉煤灰。实验数据表明，以本发明制作的试件强度比传统的粉煤灰胶凝材料的高得多，并达到了现有施工标准的要求。 在以往研究中，碱渣的回收技术难以推广利用，多是受限于回收碱渣量少，氯离子难以去除等原因。而本发明作胶凝材料，需求巨大，可以大量回收碱渣。在应用导向方面选择对氯离子敏感度较低的路面底基层和水泥土搅拌桩材料来研究，降低了氯离子的威胁。目前已得出一批符合规范强度要求的优秀配比。
获奖情况及鉴定结果
- 华南理工大学“挑战杯”校内赛三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 待定
作品可展示的形式
- 实物、产品、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用时只需用本发明取代原有胶凝材料即可，与原有工程实际操作差异不大。 发明具有的特点：1、能大量回收碱渣，解决碱渣堆积污染环境的问题；2、强度比现有技术的高，技术指标符合标准要求。3、路面底基层和地下基础对氯离子不敏感，同时广东土壤也有一定量的氯离子，减低了碱渣中氯离子的影响。 本作品能适用于路面底基层、水泥土搅拌桩等工程。以本作品成本低、强度高等特点，将部分取代传统胶凝材料，并节约大量处理碱渣的费用，有良好的市场前景，并能创造良好的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 在国外，欧美国家的碱渣主要是填垫掩埋和填海造地；日本的氨碱厂大多建在海边，碱渣一般被用于填海造地；日本的宇部工厂也曾将碱渣中的CaCO3回收利用，但因能耗太高而没有得到推广。 国内对碱渣也有了较多的研究，主要有（1）利用碱渣制建筑工程材料。（2）将碱渣作为化工原料。 主要有将碱渣作为橡胶填料、脱硫剂、或者将碱渣的成分回收和循环利用。（3）利用碱渣生产复合肥或者土壤改性剂。（4）应用于环境保护方面。 而将碱渣应用于胶凝材料的也有一定研究，李宝佳等研究碱渣-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能，得出了一些性能良好的配比。于水军等运用水泥、石灰、粉煤灰、碱渣等制备碱渣-石灰综合稳定土，经过试验证明强度也能达到国家行业标准。谢久俊等研究配制粉煤灰-碱渣-水泥混合料砂浆，并研究出了优良的配比，认为其力学性能接近于水泥砂浆的强度。总结而言目前碱渣应用作胶凝材料的研究主要局限于用粉煤灰和碱渣来配制。而且部分的胶凝材料有可能会渗出氯离子，腐蚀建筑中的钢筋，造成危险。本发明应用矿渣等矿物掺合料，经过实验证明，配制的胶凝材料强度比粉煤灰高得多，而且定位于对氯离子不敏感的应用，避免了氯离子的威胁。 以上的研究对回收利用碱渣都做出了积极的推动，但有的技术还不成熟，难以推广；有的成本太高，或者工序复杂，实践困难；有的回收碱渣数量有限，意义不大。总的来说，碱渣大量回收利用还需要更深入的研究。
