一种钢渣处理方法及其在水泥基材料中的应用技术

本发明专利技术公开一种钢渣处理方法及其在水泥基材料中的应用，所述钢渣处理方法的步骤为：将钢渣碎屑与弱酸溶液混合均匀后获得浆体，浆体倒入模具中压制成型，成型后即可脱模，放置于温度

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣处理方法及其在水泥基材料中的应用


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种钢渣处理方法及其在水泥基材料中的应用
。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国钢铁产能的不断增长，钢铁生产过程中产生的钢渣也越来越多
。
如果不能将钢渣有效地资源化利用，数以亿计的钢渣占用耕地
、
污染水源，破坏生态，给人们的生产生活带来安全隐患
。
将钢渣用于建筑材料是最有效的解决方式之一，不仅需求量大，能够快速消耗大量的钢渣；而且有利于减少矿物开采
、
水泥生产带来的不利影响，具有经济和生态双重价值
。
[0003]钢渣的主要成分是
C3S、C2S、C2F
和
RO
相
(MgO、FeO
和
MnO
等金属氧化物的固溶体
)
等，成分与水泥相似，可作为矿物掺和料
。
但是，钢渣的成分波动性大
、
水化活性低
、
体积安定性差，因此在水泥基材料中的利用率较低
。
钢渣还可以当作骨料使用，不过依然存在一定的问题
。
一方面，块状钢渣的安定性更差，吸水率较高，直接使用会影响水泥基材料的性能；另一方面，在制备骨料的过程中，必须经过预处理和机械破碎等步骤，在此过程中不可避免地产生钢渣碎屑，若混入水泥基材料中会造成流动性下降
、
凝结时间长
、
早期强度低等问题
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术公开一种一种钢渣处理方法及其在水泥基材料中的应用，所得钢渣在水泥基材料中作为钢渣骨料，其安定性合格
、
强度高
、
吸水率低
。
本专利技术利用弱酸对钢渣水化促进作用，通过模压成型过程及后续破碎，将钢渣碎屑重新胶结，得到强度高
、
吸水率较低
、
体积安定性合格的钢渣骨料
。
将钢渣骨料用于水泥基材料中，能够提升水泥基材料的强度
、
耐磨性能和防辐射能力
。
[0005]本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：
[0006]1)
将钢渣碎屑与弱酸溶液混合均匀后获得浆体；
[0007]2)
浆体倒入模具中压制成型，成型后即可脱模；所述成型压力为4～
12MPa
，保压时间不低于
1min
；
[0008]3)
放置于温度
25℃
±
2℃
，湿度
60
％～
80
％的环境中养护
1d
～
3d
；
[0009]4)
用破碎机破碎后即处理完成
。
[0010]作为优选，所述步骤
1)
中所述弱酸溶液和钢渣的质量比为
0.1
～
0.15。
[0011]作为优选，所述步骤
1)
所述钢渣的粒径小于
0.178mm。
[0012]作为优选，所述弱酸为醋酸溶液，浓度范围为
1mol/L
～
6mol/L
；
[0013]作为优选步骤
4)
破碎后所保留的粒径为
4.75
～
9.50mm
和
9.50
～
19.50mm
块体
。
[0014]所述钢渣处理方法处理后的钢渣的应用，用于水泥基材料，作为钢渣骨料
。
[0015]本专利技术所述方法中醋酸的加入促进了钢渣中含钙矿物的溶解，溶液中钙离子浸出量明显上升，且醋酸浓度越高，钙离子浸出量越高；醋酸的加入减少了钢渣中
f
‑
CaO
和
f
‑
MgO
的量，体积安定性得到保证；醋酸对钢渣的水化促进作用明显，和对照组相比，
C3S、C2S、C2F、C3A、RO
相等都有溶解作用，无定形物质
(
如硅胶
、C
‑
(A)
‑
S
‑
H
凝胶等
)
增加
。
[0016]有益效果：本方法和现有技术相比，具有以下优点：
[0017]1、
钢渣的利用率更高
。
在醋酸的激发下，钢渣中
f
‑
CaO
的含量降至
0.16
％，
f
‑
MgO
降至
0.63
％，安定性满足使用要求
。
[0018]2、
工艺简单
、
不产生废弃物，且随着时间的推移，骨料的水化将不断进行，能够减少单边生长效应，提高界面过渡区性能
。
[0019]3、
本专利技术所得钢渣骨料和天然玄武岩骨料相接近，比原始钢渣骨料低，所以力学性能比原始钢渣骨料更优异；吸水率为
3.8
％，高于天然玄武岩骨料，但是和原始钢渣骨料相比，吸水率降低
。
[0020]本专利技术提供弱酸处理钢渣的方法，提高了钢渣的资源化利用率
。
利用弱酸溶解钢渣中的
f
‑
CaO
和
f
‑
MgO
，并激发钢渣的水化活性，从而提高钢渣骨料的力学性能和安定性；获得了强度高
、
吸水率较低
、
体积安定性合格的钢渣骨料，具有工艺简单
、
无废弃物产生等优点，能够有效解决钢渣体积安定性差
、
水化活性低的问题，提高了钢渣的资源化利用率
。
附图说明
[0021]图1是制备得到的钢渣骨料
。
[0022]图2是实例2中醋酸浓度对钢渣中
Ca
浸出的影响
。
[0023]图3是实例2中醋酸浓度对钢渣骨料母岩强度的影响
。
[0024]图4是实例3和对比例3中骨料矿物组成对比的
QXRD
图
。
[0025]图5是实例3和对比例3中骨料的
FT
‑
IR
图
。
[0026]图6是对比例3中骨料的微观形貌
。
[0027]图7是实例3中骨料
28d
微观形貌
。
[0028]图8是利用实例3中骨料制备得到的水泥试块安定性表征结果
。
具体实施方式
[0029]以下实施例中参照如下步骤进行：
[0030]1、
用冰醋酸和去离子水配置成不同浓度的醋酸溶液
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钢渣处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)
将钢渣碎屑与弱酸溶液混合均匀后获得浆体；
2)
浆体倒入模具中压制成型，成型后即可脱模；所述成型压力为4～
12MPa
，保压时间不低于
1min
；
3)
放置于温度
25℃
±
2℃
，湿度
60
％～
80
％的环境中养护
1d
‑
3d
；
4)
用破碎机破碎后即处理完成
。2.
根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤
1)
中所述弱酸溶液和钢渣的质量比为
0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞兴，陈港哲，卞思源，高健，章炜，刘彬，
申请(专利权)人：南京方拓新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：