本发明涉及冶金固废利用领域，具体涉及一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖及其制备方法。
背景技术：
我国是目前世界上最大的不锈钢生产和消费国，自2007年我国不锈钢粗钢产量已占全球产量的25％。不锈钢在冶炼过程中会产生大量的废渣，如电弧炉(eaf)渣、氩氧精炼(aod)炉渣和真空吹氧脱碳(vod)炉渣等。通常，生产1t不锈钢可产生大约250kg废渣。在这些废渣中，电弧炉(eaf)渣的重金属含量相对较低，不锈钢渣经无害化和部分回收处理后是可以建材化利用的。然而，目前大部分废渣堆存或作为廉价基坑回填材料，并未能得到更好的资源化利用。电弧炉(eaf)渣性能，则与一般转炉钢渣较为接近。其性质稳定，且颗粒较粗，耐磨性好。若将电弧炉(eaf)渣用于透水砖的生产中，则可有效提高其利用附加值，实现经济和环境双重效益。海绵城市建设是一种对水环境低影响开发的建设模式，其中最重要的是要将原有的硬质不透水混凝土路面改造成为透水路面，透水砖成为了海绵城市建设的最重要的材料和产品。目前的透水砖基本上是属于石料作为集料、水泥作为胶凝材料的粗集料混凝土系列，这种透水砖存在着透水系数大、抗压强度低、耐磨性能差等不足。更为重要的是，目前市场上的透水砖是依靠孔隙途径实现透水功能的。这样就导致透水砖容易被环境中的粉尘、泥沙堵塞而透水功能减弱甚至消失。因此，一种通过破坏水的表面张力增加透水性的砂基透水砖成为了海绵城市的重要材料。如申请号为201710870556.x的“一种双层结构铁尾矿砂基透水砖”、申请号为201610609759.9的“石英砂基透水砖及其制备方法”等众多专利成功解决了市场其他透水砖空隙大易堵塞的缺点，具有透水时效长的特点。然而，这些专利文献均具有一个明显的共性，使用风吹砂或人工砂作为细骨料，采用各种有机树脂作为表层粘结剂，这种砖具有强度整体不高、易老化的不足。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖及其制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：8-12份、增稠剂：1-10份、电弧炉钢渣集料：350-550份、速凝剂：1.5-3.5份、着色剂：3-5份、减水剂：0.3-3.0份、水：15-20份。优选地，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：10份、增稠剂：3份、电弧炉钢渣集料：450份、速凝剂：1.8份、着色剂：4.0份、减水剂：1.5份、水：18份。优选地，所述水泥均为普硅42.5水泥，所述电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成0-9.5mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。优选地，所述电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：0-5份、2.36-4.75mm：5-15份、1.18-2.36mm：65-75份、0.075-1.18mm：5-15份、0-0.075mm：0-5份。优选地，所述电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：5份、2.36-4.75mm：10份、1.18-2.36mm：70份、0.075-1.18mm：10份、0-0.075mm：1份。优选地，所述增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成，所述高炉粒化矿渣粉经过粉磨后所得细度大于800目、活性指数大于等于115％的粉末，所述增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液，所述着色剂为铁红、铁黑、铁黄中一种，所述减水剂为蒽系高效减水剂、聚羧酸类高性能减水剂或二者的混合物，所述水为自来水或符合标准的工业循环水，所述速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成350～450目的粉末。上述的电弧炉钢渣制备的砂基透水砖的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将所述水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速21-35r/min的速度混合搅拌6-10min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速21-35r/min的速度搅拌5-10min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速21-35r/min的速度搅拌3-5min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速21-35r/min的速度搅拌1-3min后置于制砖机中压制成型。(三)有益效果本发明提供了一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖及其制备方法，具有以下有益效果：(1)本发明将电弧炉钢渣用于透水砖，实现了电弧炉钢渣的资源化利用，降低了透水砖的生产成本，同时，具有微细小孔的电弧炉钢渣集料作为透水砖骨料，为透水砖提供了毛细管通道，使得自然雨水能快速通过这些孔隙而灰尘能被挡在外表层，延长了透水砖使用的时效性。(2)由于多孔的电弧炉钢渣的加入，本发明制备的透水砖不仅透水性好，而且透水砖耐磨性好、抗压强度和弯拉强度高。(3)水泥作为无机胶凝材料的使用，提高了透水砖的耐久性；高炉粒化矿渣粉由于颗粒细，比表面积大在水泥水化初期对透水砖起增强作用，硅微粉的颗粒细在水泥水化时发生火山灰反应，到透水砖的早期强度起到重要作用，本发明通过对原料的科学配伍，减小了单个孔隙大小，而增大了透水砖的孔隙率，破坏了砂基透水砖界面水的表面张力作用，达到了毛细管渗水的效果。(4)利用本发明制备的砂基透水砖透水效果好、强度高，抗压强度度≥30mpa，透水系数≥0.05cm/s，其他性能符合jct945-2005行业标准。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁红。所用减水剂为蒽系高效减水剂。所用水为自来水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成350目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：0份、2.36-4.75mm：15份、1.18-2.36mm：65份、0.075-1.18mm：15份、0-0.075mm：2份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成1.3mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：8份、增稠剂：1份、电弧炉钢渣集料：350份、速凝剂：1.5份、着色剂：3份、减水剂：0.3份、水：15份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速21r/min的速度混合搅拌8min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速25r/min的速度搅拌10min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速35r/min的速度搅拌5min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌3min后置于制砖机中压制成型。实施例2：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁黄。所用减水剂为聚羧酸类高性能减水剂。所用水为符合标准的工业循环水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成350目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：5份、2.36-4.75mm：10份、1.18-2.36mm：70份、0.075-1.18mm：10份、0-0.075mm：1份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成0-9.5mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：10份、增稠剂：3份、电弧炉钢渣集料：450份、速凝剂：1.8份、着色剂：4份、减水剂：1.5份、水：18份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速21r/min的速度混合搅拌6min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速28r/min的速度搅拌5min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速32r/min的速度搅拌3min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌1min后置于制砖机中压制成型。实施例3：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁黑中一种。所用减水剂为蒽系高效减水剂与聚羧酸类高性能减水剂的混合物。所用水为自来水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成400目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：1份、2.36-4.75mm：5份、1.18-2.36mm：75份、0.075-1.18mm：15份、0-0.075mm：0份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成9.5mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：12份、增稠剂：10份、电弧炉钢渣集料：550份、速凝剂：3.5份、着色剂：5份、减水剂：3份、水：18份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速35r/min的速度混合搅拌6min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速25r/min的速度搅拌10min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速35r/min的速度搅拌3min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌2.5min后置于制砖机中压制成型。实施例4：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁红中一种。所用减水剂为蒽系高效减水剂。所用水为符合标准的工业循环水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成380目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：2份、2.36-4.75mm：12份、1.18-2.36mm：72份、0.075-1.18mm：5份、0-0.075mm：5份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成7mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：9份、增稠剂：5份、电弧炉钢渣集料：380份、速凝剂：2份、着色剂：4.5份、减水剂：0.3份、水：20份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速35r/min的速度混合搅拌7min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速21r/min的速度搅拌8min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速35r/min的速度搅拌4min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌2min后置于制砖机中压制成型。实施例5：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁黄中一种。所用减水剂为蒽系高效减水剂。所用水为符合标准的工业循环水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成350～450目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：3份、2.36-4.75mm：8份、1.18-2.36mm：73份、0.075-1.18mm：12份、0-0.075mm：1份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成8mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：11份、增稠剂：7份、电弧炉钢渣集料：500份、速凝剂：1.7份、着色剂：3.8份、减水剂：0.5份、水：19份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速35r/min的速度混合搅拌7min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速21r/min的速度搅拌8min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速35r/min的速度搅拌4min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌2min后置于制砖机中压制成型。实施例6：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁黄中一种。所用减水剂为蒽系高效减水剂。所用符合标准的工业循环水所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成440目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：4份、2.36-4.75mm：11份、1.18-2.36mm：68份、0.075-1.18mm：5份、0-0.075mm：5份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成6.0mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：8份、增稠剂：4份、电弧炉钢渣集料：360份、速凝剂：1.7份、着色剂：3.8份、减水剂：0.5份、水：19份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速35r/min的速度混合搅拌6min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速25r/min的速度搅拌10min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速35r/min的速度搅拌4min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速35r/min的速度搅拌2min后置于制砖机中压制成型。实施例7：所用水泥均为普硅42.5水泥。所用增强剂为高炉粒化矿渣粉和微硅粉按照1:1比例进行混合而成。所用高炉粒化矿渣粉为来自沙钢集团公司高炉粒化矿渣采取立磨系统粉磨，其主要化学成分为：sio2:32.8％、al2o3:17.54％、fe2o3:0.20％、cao:37.87％、mgo:9.65％、so3:1.00％、f-cao:1.38％，经过粉磨后所得细度为850目、活性指数为115％的粉末。所用增稠剂为乙烯醋酸乙烯乳液。所用着色剂为铁黄中一种。所用减水剂为聚羧酸类高性能减水剂。所用水为自来水。所用速凝剂为铝矾土、纯碱、生石灰按照质量比1:1:0.5比例混合后，在1400℃环境下煅烧后粉磨成370目的粉末。所用电弧炉钢渣集料以重量份计按以下比例级配：4.75-9.5mm：5份、2.36-4.75mm：5份、1.18-2.36mm：75份、0.075-1.18mm：5份、0-0.075mm：1份。所用电弧炉钢渣集料由电弧炉炼钢钢渣通过热泼工艺处理，经过颚式破碎机、永磁滚筒磁选机及单层式多级振动筛，加工成7.3mm钢渣集料，其金属铁含量为1.2％，游离氧化钙含量为2.5％。一种电弧炉钢渣制备的砂基透水砖，包括以下重量份数的原料组成：水泥：100份、增强剂：9份、增稠剂：8份、电弧炉钢渣集料：520份、速凝剂：2.4份、着色剂：3.5份、减水剂：1.2份、水：16份。上述电弧炉钢渣制备砂基透水砖的方法，包括以下步骤：(1)按照重量份比例将水泥、增强剂、增稠剂、电弧炉钢渣集料和着色剂置于搅拌机或混料机中以转速21r/min的速度混合搅拌8min；(2)按照重量份比例将水的50％加入步骤(1)所得混合物中，再以转速21r/min的速度搅拌5min；(3)按照重量份比例将减水剂和速凝剂加入步骤(2)所得混合物中，再以转速21r/min的速度搅拌4min；(4)将剩余的水和速凝剂加入步骤(3)所得混合物中以转速21r/min的速度搅拌2min后置于制砖机中压制成型。为了进一步说明本发明的有益效果，取本发明实施例1-7制备的砂基透水砖，按照gb28635-2012《混凝土路面砖》和jct945-2005《透水砖》行业标准的规定的检测，并将检测结果记录在表1。表1实施例产品质量检测结果实施例抗压强度/mpa磨坑长度/mm透水系数/cm/s实施例137.2223.0实施例249.1202.0实施例335.2194.0实施例438.5212.5实施例559.5241.5实施例652.1182.0实施例749.3212.5由表1可知，由电弧炉钢渣制备的砂基透水砖其抗压强度、磨坑长度20mm、透水系数等指标完全达到我国国家标准要求，产品性能优良。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12