石粉對赤泥基注漿材料的影響機制

李召峰，陳經棚，楊 磊，齊延海，張 健，張 晨

山東大學巖土與結構工程研究中心，濟南 250061

地聚物是一種由硅鋁四面體結構組成的三維網狀無機聚合物[1]，憑其高強、抗侵蝕以及低CO2排放量而被認為是一種傳統水泥材料的有效替代品[2-3]. 赤泥是在生產氧化鋁過程中排放的固體廢棄物，每生產1 t Al2O3約排放1.0～1.8 t赤泥[4]，我國赤泥年產量在5×107t以上，積累量超過2×108t. 通常采用露天堆放的赤泥處理方式，不僅占用大量土地資源，而且嚴重污染了地下水資源、破壞周圍生態環境；同時，赤泥中含有大量的有價金屬如Fe、Al、Ti等，造成大量資源浪費，中國赤泥的利用率僅在4%左右[5].

目前，利用赤泥制備地聚物膠凝材料的研發已得到國內外專家的廣泛關注. Singh等[6]分析了赤泥的機械粉磨和養護方式對赤泥-粉煤灰地聚物強度的影響，Li等[7]研究了不同石膏對于赤泥基注漿材料力學性能及微觀結構的影響，Hoang等[8]通過研究發現高壓養護能顯著提高赤泥中Al2O3和SiO2等氧化物的溶解度. 已有研究表明，赤泥基注漿材料與傳統水泥類注漿材料相比具有流動性好、強度高和低碳環保等優點[9]. 許多學者對赤泥基注漿材料的工程適用性也展開了深入研究，?elik[10]研發了一種赤泥-OPC混合注漿材料，并在土石復合介質中證明了其有效性；Zhang等[11]基于人工神經網絡分析法形成了一套適用于煤礦采空區充填、沙土介質和富水破碎巖體的赤泥基四元體系注漿材料理論；劉娟紅等[12]以赤泥、脫硫石膏和石灰等為原料制……