一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法
【专利摘要】本发明提供一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法，属于新型建筑材料技术领域，其特征在于采用以下步骤：先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，将不同粒度的镍铁渣按质量百分比配制成三组分颗粒级配（粒径为1~2mm的颗粒占50~60%，粒径为0.15~0.5mm的颗粒占20~30%，粒径小于0.08mm的颗粒占15~25%）的镍铁渣原料，按质量百分比配制含70~85%的镍铁渣原料和15~30%的碱性激发剂的原料，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以30~50MPa压力加压成型制得砖坯，将砖坯在170℃~185℃温度下进行高压蒸汽养护6~12小时，制成镍铁渣蒸压高强承载砖。本发明制备的蒸压高强承载砖最大限度的利用了工业废渣?镍铁渣，变废为宝，减少了环境污染，蒸压高强承载砖的抗压强度高于50MPa。
【专利说明】
一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法，属于新型建筑材料技术领域。
【背景技术】
[0002]镍铁渣是以红土镍矿为原料火法冶炼镍铁的过程中产生的固体副产品，每生产I吨镍铁合金，即产生6?10吨的镍铁渣。与矿渣及钢渣等冶金渣相比，镍铁渣氧化镁含量高、氧化钙含量低，因此，在制备建筑材料时有其特殊性及难度，目前尚未得到充分利用。
[0003]现有的城市人行道、停车场和城市广场铺的地砖抗压强度低，承载能力弱，如遇车辆压行将会超过其抗压强度而破碎，严重影响了路人的行走、车辆的停放和城市的美观，同时增加了城市的管理成本。可见，利用镍铁渣制备高强承载砖的研究亟需开展，在镍铁渣高强承载砖满足应用需求的同时，还可以实现工业废渣的有效利用。
[0004]中国发明专利CN103771811A公开的“镍铁渣自保温蒸压砖及其制备方法”中采用颗粒状、粉状镍铁渣和钙质材料制备了蒸压砖，强度等级可达MU30。文献“利用镍铁渣生产蒸压砖的可行性分析”(河南建材，2015年第5期)提到的技术方案是采用颗粒状、粉状镍铁渣以及粉煤灰、电石渣、石灰等原料制备了蒸压砖，强度等级为MU15?MU30 ο文献“关于镍铁矿渣制备复合保温砌块的研究”(砖瓦，2016年第2期)则采用颗粒状、粉状镍铁渣以及水泥、石灰和硅酸钠为原料制备了复合保温砌块，抗压强度小于8MPa。
[0005]现行技术方案所报道的技术方案中采用连续级配或两组分颗粒级配的镍铁渣原料，通过激发剂在蒸压过程中发生化学作用，使镍铁渣颗粒表面发生激发反应后产生粘结作用，形成的砖体内部结构的致密度低、连续性差，由此制备的镍铁渣蒸压砖的材料强度较低，承载能力弱(小于30MPa)，无法满足高强承载应用领域对产品的使用要求。而要满足高强承载，制备所得到的镍铁渣蒸压砖的致密度、材料的连续性需要足够高，这就要从镍铁渣料的级配、激发剂的选择及蒸压反应的促进机理等方面进行深入研究，目前相关的研究报道非常少。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法，即采用三组分颗粒级配的镍铁渣，配以适量的碱性激发剂和水，经压制成型得到高密度砖坯，蒸压养护后制得高强度承载砖。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案步骤如下:
(1)先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，将不同级配的颗粒混合得到镍铁渣原料，其中粒径为I?2mm的颗粒占50?60%，粒径为0.15-0.5mm的颗粒占20~30%，粒径小于0.08mm的颗粒占15-25%；
(2)按质量百分比配制原料，使其含70?85%经步骤(I)配制的镍铁渣原料和15?30%碱性激发剂，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以30?50MPa压力加压成型制得砖还; (3)将砖坯在170°C>185°C温度下进行高压蒸汽养护6?12小时，制成镍铁渣蒸压高强承载砖。
[0007]其中步骤(2)中碱性激发剂采用碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐的单独一种或者其中两种任意比例的混合物，优选氧化钙。
[0008]本发明的有益效果在于:
1、本方法的制备工艺简单、生产条件易于控制，易于工业化生产；
2、本方法的高压蒸汽养护温度低、养护时间短，有利于节约能源、提高效益；
3、本方法所采用的原料中砖坯混合物各组分比例可调范围大，可以最大限度地利用镍铁渣等其他工业固体废弃物，固体废弃物的利用率可达85%;
4、本方法采用三组分颗粒级配的镍铁渣颗粒作为原料，大幅度减少颗粒间的堆积孔隙，使压制得到的砖坯致密度大幅度提高，随后在高温蒸压养护过程中碱性激发剂的引发作用使镍铁渣颗粒表面发生化学反应，蒸压砖的致密度高、内部结构连续性强，制成的镍铁渣蒸压承载砖产品性能稳定，且具有超高强度，抗压强度超过50MPa，可满足高压承载应用场合的需求。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
(1)先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，再按质量百分比分别称取不同粒径的镍铁渣颗粒进行混合，得到镍铁渣原料，其中粒径为I?2mm的颗粒占50%，粒径为0.15?0.5mm的颗粒占25%，粒径小于0.08mm的颗粒占25% ；
(2)按照质量百分配制原料，使其含经步骤(I)配制的80%镍铁渣原料、10%生石灰和10%电石渣，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以50MPa压力加压成型制得砖还；
(3)将砖坯在180°C温度下进行高压蒸汽养护8小时，制成镍铁渣蒸压高强承载砖。
[0010]经测试，镍铁渣蒸压高强承载砖的抗压强度为68.7MPa。
[0011]实施例2
(1)先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，再按质量百分比分别称取不同粒径的镍铁渣颗粒进行混合，得到镍铁渣原料，其中粒径为I?2mm的颗粒55%，粒径为0.15-0.5mm的颗粒占20%，粒径小于0.08mm的颗粒占25% ；
(2)按照质量百分配制原料，使其含经步骤(I)配制的75%镍铁渣原料和25%电石渣，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以30MPa压力加压成型制得砖坯；
(3)将砖坯在170°C温度下进行高压蒸汽养护10小时，制成镍铁渣蒸压高强承载砖。
[0012]经测试，镍铁渣蒸压高强承载砖的抗压强度为51.8MPa。
[0013]实施例3
(1)先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，再按质量百分比分别称取不同粒径的镍铁渣颗粒进行混合，得到镍铁渣原料，其中粒径为I?2mm的颗粒60%，粒径为0.15?0.5mm的颗粒占20%，粒径小于0.08mm的颗粒占20% ；
(2)按照质量百分配制原料，使其含经步骤(I)配制的85%镍铁渣原料和15%生石灰，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以40MPa压力加压成型制得砖坯；(3)将砖坯在185°C温度下进行高压蒸汽养护6小时，制成镍铁渣蒸压高强承载砖。
[0014]经测试，镍铁渣蒸压高强承载砖的抗压强度为55.5MPa。
【主权项】
1.一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法，其特征在于采用以下步骤: (1)先将镍铁渣进行破碎粉磨、筛分，将不同级配的颗粒混合得到镍铁渣原料，其中粒径为I?2mm的颗粒占50?60%，粒径为0.15-0.5mm的颗粒占20~30%，粒径小于0.08mm的颗粒占15-25%； (2)按质量百分比配制原料，使其含70?85%的经步骤(I)配制的镍铁渣原料和15?30%的碱性激发剂，混合后加水搅拌均匀，在压砖机中将搅拌均匀的混合物以30?50MPa压力加压成型制得砖还; (3)将经步骤(2)制得的砖坯在170°0185°C温度下进行高压蒸汽养护6?12小时，制备得到高强承载砖。2.根据权利要求1所述的一种三组分颗粒级配法制备镍铁渣蒸压高强承载砖的方法，其特征在于:步骤(2)中碱性激发剂采用碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物及盐的单独一种或者其中两种任意比例的混合物，优选氧化钙。
【文档编号】C04B28/08GK106045432SQ201610381544
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】李国昌, 李思毛, 黄英姿, 李成峰, 王萍
【申请人】山东理工大学