一种钢渣和高炉水渣复合粉及其制备方法和应用与流程

文档序号:24236157发布日期:2021-03-12 13:08阅读:278来源:国知局

本发明属于固体废弃物综合利用技术领域,具体涉及一种钢渣和高炉水渣复合粉及其制备方法和应用。



背景技术:

固体废弃物,是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质,主要包括工业固体废物、农业固体废物、城市生活垃圾和废水处理污泥等。随着我国工业化、城市化和经济化的不断发展和人口激增,固体废弃物产量日益增多,大量固体废弃物的产生及存放不仅会造成“垃圾围城”之痛,还会导致大气污染、水污染和土壤污染等一系列危害人类身体健康的环境问题。因此,亟需对固体废弃物进行有效的处理。

目前,我国累计积存钢渣已有7亿吨以上,多数处于简单堆弃和任意排放状态,对社会环境造成的危害日益严重,已经引起政府和学术界的广泛关注,越来越多的学者开始研究钢渣的综合利用问题。制约钢渣在建材领域中应用的主要因素是钢渣中含有一定量的游离氧化钙和游离氧化镁,在水化过程中会产生体积膨胀,破坏产品整体结构,致使钢渣的安定性极差。而且,不同钢企之间产出的钢渣,特性各异,化学成分波动较大;甚至同一钢企不同批次的钢渣,其化学成分也有所差异。这就导致钢渣的安定性处理较困难,不能形成统一的治理措施。因此,实现钢渣的综合利用必须先解决钢渣中存在的安定性问题。

陈化处理是目前最常用的改善钢渣安定性的方法,也是最简单有效的消除钢渣中游离氧化钙的方法。此举虽能很好的改善钢渣安定性,但需要占用大面积的土地进行堆放,并且要陈化到一定时间,容易造成渣场周围环境污染,并破坏生态环境。

钢渣在水泥中利用的关键问题是其抑制活性组分的水化膨胀与激发潜在的胶凝活性。从国内外的研究现状来看,机械激发、化学激发和热力激发均可以有效的改善钢渣的安定性,扩大钢渣的安全使用范围。但是各方法都存在着相应的局限性,机械激发、化学激发和热力激发进行适当的复合,增加钢渣在建材中的掺量,实现钢渣的高效和高值化利用是一种合理的思路。



技术实现要素:

目的:为解决现有技术的不足,本发明提供一种钢渣和高炉水渣复合粉及其制备方法和应用。

技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:

一种钢渣和高炉水渣复合粉,该复合粉由以下原料制备得到:钢渣38~44%,高炉水渣微粉51~57%,氧化钙1~3%,四羟乙基乙二胺0.05~0.07%,氢氧化钠0.2~0.7%,水玻璃1.3~1.8%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.02~0.04%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

在一些实施例中,所述的钢渣和高炉水渣复合粉,由以下原料制备得到:钢渣38%,高炉水渣微粉57%,氧化钙3%,四羟乙基乙二胺0.05%,氢氧化钠0.6%,水玻璃1.3%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.04%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

在一些实施例中,所述的钢渣和高炉水渣复合粉,由以下原料制备得到:钢渣44%,高炉水渣微粉51%,氧化钙2.4%,四羟乙基乙二胺0.07%,氢氧化钠0.7%,水玻璃1.8%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.02%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

在一些实施例中,所述的钢渣和高炉水渣复合粉,由以下原料制备得到:钢渣42%,高炉水渣微粉54%,氧化钙2%,四羟乙基乙二胺0.06%,氢氧化钠0.5%,水玻璃1.4%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.03%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

在一些实施例中,所述的钢渣和高炉水渣复合粉,由以下原料制备得到:钢渣43%,高炉水渣微粉54%,氧化钙1%,四羟乙基乙二胺0.06%,氢氧化钠0.3%,水玻璃1.6%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.03%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

另一方面,提供所述的钢渣和高炉水渣复合粉的制备方法,包括:按照配方比例,将钢渣、高炉水渣微粉、氧化钙、四羟乙基乙二胺、氢氧化钠、水玻璃、羟丙基甲基纤维素、四羟丙基乙二胺混合均匀,即得。

本发明还提供所述的钢渣和高炉水渣复合粉在作为活性矿物掺合料用于混凝土的制备中的应用。

进一步的,在一些实施例中,所述钢渣和高炉水渣复合粉的掺加量为混凝土总质量的40%。

有益效果:本发明提供的钢渣和高炉水渣复合粉,使用了羟丙基甲基纤维素可以改善铜尾渣的憎水性和粘聚力,进而改善掺杂铜尾渣混合物的压实特性以及结构的稳定性。加入水玻璃和氢氧化钠的混合碱可以增强碱性激发钢渣和高炉水渣难以水化的部分进行水化反应生成c-s-h结构,提高掺合料的强度和耐久性等路用性能。加入醇胺类(四羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺)既可以提高掺合料的早期强度和后期强度,还可以使掺合料使用前易磨激发活性。此配方不但绿色环保,还为铜尾渣和高炉水渣的综合资源化利用提供了一种新的选择。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做具体说明:本发明中百分比均为质量百分比。

实施例1

一种钢渣和高炉水渣复合粉的改性方法,其原料组成为:钢渣38%,高炉水渣微粉57%,氧化钙3%,四羟乙基乙二胺0.05%,氢氧化钠0.6%,水玻璃1.3%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.04%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

按照配方比例,将钢渣,高炉水渣微粉,氧化钙,四羟乙基乙二胺,氢氧化钠,水玻璃,羟丙基甲基纤维素,四羟丙基乙二胺混合均匀,即得产品1。

实施例2

一种钢渣和高炉水渣复合粉的改性方法,其原料组成为:钢渣44%,高炉水渣微粉51%,氧化钙2.4%,四羟乙基乙二胺0.07%,氢氧化钠0.7%,水玻璃1.8%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.02%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

按照配方比例,将钢渣,高炉水渣微粉,氧化钙,四羟乙基乙二胺,氢氧化钠,水玻璃,羟丙基甲基纤维素,四羟丙基乙二胺混合均匀,即得产品2。

实施例3

一种钢渣和高炉水渣复合粉的改性方法,其原料组成为:钢渣42%,高炉水渣微粉54%,氧化钙2%,四羟乙基乙二胺0.06%,氢氧化钠0.5%,水玻璃1.4%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.03%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

按照配方比例,将钢渣,高炉水渣微粉,氧化钙,四羟乙基乙二胺,氢氧化钠,水玻璃,羟丙基甲基纤维素,四羟丙基乙二胺混合均匀,即得产品3。

实施例4

一种钢渣和高炉水渣复合粉的改性方法,其原料组成为:钢渣43%,高炉水渣微粉54%,氧化钙1%,四羟乙基乙二胺0.06%,氢氧化钠0.3%,水玻璃1.6%,羟丙基甲基纤维素0.01%,四羟丙基乙二胺0.03%,总量100%;所述百分比均为质量百分比。

按照配方比例,将钢渣,高炉水渣微粉,氧化钙,四羟乙基乙二胺,氢氧化钠,水玻璃,羟丙基甲基纤维素,四羟丙基乙二胺混合均匀,即得产品4。

性能测试

将钢渣和高炉水渣的复合粉作为活性矿物掺合料用于混凝土的制备,其中改性铜尾渣掺量为40%,试验混凝土性能结果见下表:

以上已以较佳实施例公开了本发明,然其并非用以限制本发明,凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

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