赤泥在建材和复合材料领域应用的研究进展

赤泥在建材和复合材料领域应用的研究进展

赤泥在建材和复合材料领域应用的研究进展 

王正阳，俞 璐，蔡鹏宇，张 权，傅 涛

（江西水利电力大学，江西南昌 330099）

图文摘要

图1   2023年各省区赤泥综合利用量

赤泥作为氧化铝生产的主要固体废弃物，因其高堆存量、低利用率和极端的理化性质，对环境造成了巨大压力。随着绿色建筑材料的需求增加，赤泥作为建筑材料的应用潜力逐渐受到关注。近年来，研究人员通过开发和优化新型技术，实现了赤泥在胶凝材料、地质聚合物、陶瓷和路基材料中的有效利用。特别是多废协同处理和工艺优化不仅改善了赤泥的材料性能，也促进了其在建材和复合材料领域的应用。但赤泥的高碱性和重金属含量仍是其大规模应用的关键挑战，未来研究需聚焦于脱碱技术、重金属固化及功能化复合材料的设计。综述了赤泥在绿色建筑材料中的最新研究进展，探讨了复合材料的设计思路及其应用效果，分析了脱碱技术的优化措施，并评估了赤泥利用的经济和环境效益。最后，提出了未来在赤泥资源化利用方面的研究建议，为推动赤泥的工业化应用提供了新的思路。

成果简介

1.基于国内外大量研究文献与工程实例数据，系统总结了赤泥在胶凝材料、地质聚合物、路基材料、砖材、陶瓷、微晶玻璃及高分子复合材料中的主要利用途径，归纳了不同应用方向下赤泥适宜掺量范围及其对材料力学性能和耐久性的影响规律。  

2  .针对赤泥高碱性和重金属浸出风险，重点梳理了碳化脱碱、煅烧活化、钙基固废协同固化等关键技术措施，明确了脱碱处理和多固废协同利用在提高赤泥掺量和环境安全性方面的作用效果。  

3  .综合评估了赤泥在建材和复合材料领域应用的经济性与环境效益，指出其在降低建材生产碳排放、减少天然资源消耗及缓解赤泥堆存压力方面的现实意义。  

创新性发展

文章从工程应用和材料性能协同提升的角度，系统构建了赤泥在建材与复合材料领域的综合利用技术框架。通过对脱碱处理、多种工业固废协同利用及功能化复合材料设计的集中梳理，揭示了赤泥由低附加值填充材料向高性能、多功能材料转变的技术路径，并进一步明确了赤泥资源化利用由实验研究向规模化、规范化工程应用发展的关键技术方向。

全文导读

在“双碳”目标和绿色建材需求不断增长的背景下，赤泥作为氧化铝工业产生量最大的固体废弃物，其资源化利用已成为制约行业可持续发展的关键问题。文章首先系统介绍了不同工艺赤泥的化学组成、矿物组成及理化特性，阐明其资源化利用的物质基础；随后，分别从胶凝材料、地质聚合物、路基材料、砖材、陶瓷与微晶玻璃、高分子复合材料等方面，总结赤泥在各类建筑材料中的应用研究进展与工程实践案例；在此基础上，深入分析了高碱性、重金属浸出及成本控制等共性问题。最后，结合现有研究成果与工程应用现状，提出了赤泥资源化利用在多固废协同处理、预均化技术、功能化复合材料开发及标准规范建设等方面的研究展望。