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赤泥在建筑材料中的应用

摘要：赤泥是一种具有污染性的废渣。每年我国制铝工业排放大量的赤泥，

占地面积较广，浪费大量的人力、物力，并且还污染了环境。本文简单地介绍了

赤泥，综述了赤泥在筑坝、建路基、烧制各种砖类、生产水泥、生产微晶玻璃、

生产琉璃瓦的应用。

关键词：赤泥；水泥；建筑材料；建坝；玻璃

前言：赤泥是一种具有污染性的废渣，每年我国制铝工业排放600万吨的赤

泥[1]。露天湿法堆存、干法堆存是我国经常使用的两种处理赤泥的方法，这两

种方法不仅占地面积广还会污染土地和水源，造成环境污染。为了促进制铝工业

的可持续发展，以及降低赤泥对环境的污染，现在世界各国都高度重视对赤泥的

综合利用以及回收。由于赤泥成分和性质的多样性，因此处理方法也是多样的。

但我国对赤泥的综合利用主要是通过四种途径：第一种途径是回收有价金属元

素；第二种途径是制备吸附材料用于废气和废水处；第三种途径是修复污染土壤；

第四种途径是生产建筑材料，这种方法是最有效利用赤泥的方法。

1.对赤泥的介绍

赤泥的化学成分及矿物质的组成有多种因素决定，如原矿品位、生产方法、

技术水平等[2]，另外赤泥的堆积时间也会影响到赤泥的化学成，因为赤泥长期

堆积，将会与空气中的水分、氧气充分接触使之发生化学反应，使赤泥中化学成

分变质或者使赤泥中的一些成分流失。凝聚体、集粒体、团聚体三级结构构成了

赤泥的孔架状结构，形成凝聚体、集粒体、团聚体空隙，使赤泥的比表面积较大，

并且具有较大的相差和变化幅度，使赤泥的压缩性较高、抗剪强度较低。在高温

条件下，熟料将会生成不溶性矿物，形成赤泥中的矿物质，方解石、赤铁矿、针

铁矿、β-硅酸二钙等硅酸盐和硅铝酸盐以及原矿中没有反应的矿物是组成赤泥矿

物质的主要成分。

2.赤泥在建筑材料中的应用

赤泥中含有大量的β-硅酸二钙和无定形硅铝酸盐，此类物质具有一定的水硬

性，赤泥中的化学成分可以激发粉煤灰和矿渣的活性，使赤泥具有一定的凝固性

能。赤泥所具有的凝固性质能达到建筑材料力学性能的要求。以下介绍了赤泥在

建筑材料中的六种应用。第一种是利用赤泥建坝。我国早期处理赤泥的主要方式

是利用赤泥建坝，这样可以降低堆场建设费用并且工艺简单。赤泥的化学成分中

还有水硬性成分如硅酸二钙，除了具有固化能力外，还可以与其它物质进行反应，

使固化能力增强。张华英等人[3]研究表明，在一定的促凝剂和胶凝剂的作用下，

赤泥可以达到建坝所要求的力学性能。赤泥通过干燥和固化过程可以达到建坝时

所需的机械强度，同时还能产生抗渗能力。乔英卉[4]等人研究表明，用混合赤

泥所建的坝具有较高的抗渗性，与用粘土所建的坝相比，具有更高或者超过粘土

坝的抗剪切强度。第二种是利用赤泥做路基材料。赤泥具有优秀的固化性质和价

格低廉等优点，因此经常被用做路基材料。赤泥经常与煤灰混合使用来做路基材

料，因为赤泥的碱性可以激活煤灰，并且可以降低筑路的成本费用，降低环境的

污染。齐建召[5]等人研究表明，赤泥、粉煤灰、石灰的最佳质量比例为80∶10∶

10时，可以满足高等级公路所要求路基材料强度，且高于传统半刚性基层回弹

模量标准范围，使路基的冻稳定性和干缩、温缩性都非常好。第三种是利用赤泥

生产水泥。主要通过两种途径用赤泥生产水泥，第一种途径是通过烧结赤泥法生

产普通硅酸盐水泥。在矿物组成上，烧结法赤泥与硅酸盐水泥类似，与适量的石

灰石、砂岩等混合可制备出水泥生料[6]。水泥的主要物相之一是β-硅酸二钙，

赤泥的化学成分中含有大量的此物质，在生产水泥熟料过程中起晶种的作用。在

制备水泥的过程中，添加赤泥，可以降低能耗，使水泥的强度以及抗硫酸盐侵蚀

能力得到提高。但是由于赤泥的含碱量较高，将对水泥的性能产生不利的影响，

因此不能使用太多的赤泥，因此需要对赤泥进行脱碱处理，此工艺比较麻烦，限

制了在水泥中的应用。第二种途径是固化赤泥法生产碱矿渣赤泥水泥。通过大量

的实验研究表明，向碱矿渣水泥中加入赤泥，具有三种优点：第一种优点是赤泥

含有一定的碱，能在一定程度上激发矿渣的活性时减少碱的用量；第二种优点是

赤泥能解决碱矿渣水泥在水硬过程中的强度倒缩；第三种优点是赤泥中含有β-

硅酸二钙等水硬性物质对水泥的硬化强度有一定的贡献。第四种是利用赤泥生产

各种砖。利用赤泥可以生产四种类型的砖：第一类型是赤泥粉煤灰免烧砖；第二

种是赤泥粉煤灰烧结砖。由于赤泥具有粒度细、质地软，塑性较强等特点，与黏

土的物理性质相似，可以替换粘土用于烧结砖；第三种类型是用赤泥生产黑色颗

粒料装饰砖；第