1.本发明属于建筑材料及工业固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种轻质骨料及其制备方法以及含轻质骨料的混凝土。
背景技术：
2.我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。虽然，我国正在改变我国电力能源结构，但以燃煤作为电力工业的地位仍然会持续一段时间。随着国家发展的需要，火电在能源结构中比重虽然会降低，但电力需求在保持不断增长，因此，预计我国粉煤灰的产量在未来仍会保持增长的趋势，到2024年将达到9.25 亿吨的产量，综合利用面临的形势十分严峻。
3.拜耳法赤泥是氧化铝生产中用碱浸出铝土矿以后的浸出渣，ph值较高(大于12.5)，是具有腐蚀性的废物。极高的ph值决定了赤泥对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。高碱度的污水渗入地下或进入地表水，使水体ph值升高，以致超出国家规定的相应标准，同时由于ph值的高低常常影响水中化合物的毒性，因此还会造成更为严重的水污染。由于拜耳法工艺较烧结法能耗低、效益好，中国新上氧化铝厂及国外的厂家多采用拜耳法。但因赤泥碱度高、产生量大，传统的堆存、填海等处理方式将会对周边的水体、大气、土壤造成严重污染，严重影响了铝工业的可持续发展，赤泥的处置问题亟待解决。
4.同时，在建筑材料领域，轻质骨料外观呈球形，表面坚硬，内部粗糙多空，其主要物理性能特征是密度低，孔隙率高。在混凝土中使用轻质骨料代替普通骨料，能够有效降低建筑质量，提升保温及降噪的能力。目前轻质骨料已广泛应用于建筑行业。在现有技术中，最常用的轻质骨料为陶粒，陶粒主要由粘土、页岩、粉煤灰等原料制造，且绝大部分采用煅烧工艺制备，煅烧法生产陶粒存在建厂投资大，工艺技术复杂，生产能耗高的问题，而且不仅会产生大量的碳排放，同时大量使用粘土会导致耕地毁坏，不利于国家可持续发展。
技术实现要素：
5.一种轻质骨料，按重量百分比计包括以下原料：粉煤灰50％-60％、赤泥 20％-30％、添加剂0-20％、有机粘合剂5％-15％。
6.具体的，所述添加剂为电石渣、脱硫石膏中的一种或两种。
7.具体的，所述有机粘合剂为硅酮、聚氨酯、氨基树脂中的一种或多种。
8.具体的，所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
9.具体的，所述赤泥为烧结法制备氧化铝过程中产生的赤泥，赤泥的含水率小于3％。
10.一种轻质骨料的制备方法，包括以下步骤：
11.(1)赤泥预处理：将烧结法赤泥破碎成小于3cm的颗粒；
12.(2)配料：按重量百分比：粉煤灰50％-60％、赤泥20％-30％、添加剂0-20％、有机粘合剂5％-15％的比例进行配料并混合，所述赤泥为经过步骤(1)处理后的赤泥；
13.(3)球磨：将步骤(2)配好的原料进行球磨，当颗粒可以全部通过60目筛，且通过100目筛剩余量不大于10％时，停止球磨，得到混合料；
14.(4)造粒：将经过步骤(3)球磨后的混合料加入造粒机中进行造粒，造粒过程中向混合料中添加混合料质量10％-15％的水，得到球状颗粒；
15.(5)将经过步骤(4)造粒的得到的球状颗粒在温度为75-85℃、湿度为95％以上的环境中养护20-30h，即得轻质骨料。
16.具体的，所述步骤(5)的养护时间为23-25h。
17.一种含本发明公开的轻质骨料的混凝土。
18.本发明的有益效果：
19.(1)本发明公开的轻质骨料的制备方法的主要原理是利用赤泥中的碱激发粉煤灰中活性的氧化铝和氧化硅，生成一种无机[sio4]四面体和[alo4]四面体的三维网状物质，其结构与有机高分子聚合物非常相似，使轻质骨材能更容易进行造粒，得到的轻质骨料颗粒的强度更高；
[0020]
(2)在本发明公开的轻质骨料中，固废掺配比例高，成本低，制备过程不需要焙烧，整个生产过程没有三废的产生，大大降低了固废堆存对环境造成的影响，在消纳工业固废的同时，实现了产品的绿色化和高值化利用，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
[0022]
一种轻质骨料，按重量百分比计包括以下原料：粉煤灰50％-60％、赤泥 20％-30％、添加剂0-20％、有机粘合剂5％-15％，具体地，粉煤灰的重量百分比可以为：50％、53％、57％、58％、或60％；赤泥的重量百分比可以为20％、22％、25％、 27％、28％、或30％；添加剂的重量百分比可以为0、5％、10％、15％、18％、或20％；有机粘合剂的重量百分比可以为5％、8％、10％、12％、或15％。所述添加剂为电石渣、脱硫石膏中的一种或两种。所述有机粘合剂为硅酮、聚氨酯、氨基树脂中的一种或多种。所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。所述赤泥为烧结法制备氧化铝过程中产生的赤泥，赤泥的含水率小于3％(含水率为质量百分比)，具体可以是1％、1.2％、1.5％、2％、或2.9％。
[0023]
一种轻质骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0024]
(1)赤泥预处理：将烧结法赤泥破碎成小于3cm的颗粒；
[0025]
(2)配料：按重量百分比：粉煤灰50％-60％、赤泥20％-30％、添加剂0-20％、有机粘合剂5％-15％的比例进行配料并混合，所述赤泥为经过步骤(1)处理后的赤泥；具体地，粉煤灰的重量百分比可以为：50％、53％、57％、58％、或60％；赤泥的重量百分比可以为20％、22％、25％、27％、28％、或30％；添加剂的重量百分比可以为0、5％、10％、15％、18％、或20％；有机粘合剂的重量百分比可以为 5％、8％、10％、12％、或15％；
[0026]
(3)球磨：将步骤(2)配好的原料进行球磨，当颗粒可以全部通过60目筛，且通过100目筛剩余量不大于10％时，停止球磨，得到混合料；
[0027]
(4)造粒：将经过步骤(3)球磨后的混合料加入造粒机中进行造粒，造粒过程中向
混合料中添加混合料质量10％-15％的水，得到球状颗粒；具体地，水的添加比例可以是10％、12％、13％、14％、或15％；
[0028]
(5)将经过步骤(4)造粒的得到的球状颗粒在温度为75℃-85℃、湿度为95％以上的环境中养护20-30h，即得轻质骨料；具体地，温度可以为75℃、78℃、 80℃、82℃、84℃、或85℃；养护时间可以是20h、23h、24h、25h、28h、30h。
[0029]
一种含轻质骨料的混凝土，其原料包括水泥、本发明公开的轻质骨料以及其他必要成分。
[0030]
本发明公开的轻质骨料颗粒的筒压强度为4-10mpa，堆积密度为 900-1100kg/m3,吸水率为8-12％。
[0031]
实施例1
[0032]
将20份拜耳法赤泥、55份粉煤灰、10份电石渣，5份硅酮混匀，加入球磨机磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)。添加11份水，调整圆盘造粒机的转速和喷水方式，通过圆盘造粒机使干湿料形成球状颗粒。将制成的球状颗粒置于温度80℃、湿度95％以上的养护箱24h，取出即得免烧固废轻质骨料。经测试轻质骨料筒压强度5mpa，堆积密度1050kg/m3,吸水率11.5％。
[0033]
实施例2
[0034]
将25份拜耳法赤泥、60份粉煤灰、5份脱硫石膏，8份硅酮混匀，加入球磨机磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)。添加13份水，调整圆盘造粒机的转速和喷水方式，通过圆盘造粒机使干湿料形成球状颗粒。将制成的球状颗粒置于温度85℃、湿度95％以上的养护箱24h，取出即得免烧固废轻质骨料。经测试轻质骨料筒压强度4.5mpa，堆积密度980kg/m3,吸水率10.8％。
[0035]
实施例3
[0036]
将23份拜耳法赤泥、53份粉煤灰、5份脱硫石膏，10份电石渣，10份聚氨脂混匀，加入球磨机磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)。添加14份水，调整圆盘造粒机的转速和喷水方式，通过圆盘造粒机使干湿料形成球状颗粒。将制成的球状颗粒置于温度85℃、湿度95％以上的养护箱24h，取出即得免烧固废轻质骨料。经测试轻质骨料筒压强度6mpa，堆积密度1000kg/m3, 吸水率9.3％。
[0037]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。