CN111116125A - 一种镍铁渣骨料的改性处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于，处理步骤如下：（1）将镍铁渣骨料、水泥、助剂以及水混合后浇注成型；（2）压蒸条件下压蒸6h~24h；（3）将步骤2）所得试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细用作混凝土掺合料。通过本发明的改性处理，破坏镍铁渣骨料表面的气孔以及活性成分，解决了镍铁渣骨料压碎值高、具有潜在碱骨料反应的问题，同时，经过本发明处理的镍铁渣骨料磨细后用作掺合料，可加速水泥的水化，提高水泥混凝土的强度。

Description

一种镍铁渣骨料的改性处理方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种镍铁渣骨料的改性处理方法。
背景技术
镍铁渣是在1000~1600℃熔炼红土镍矿过程中产生的一种工业副产品，根据其生产工艺可以分为高炉镍渣和电弧炉镍渣。目前我国大部分镍渣均为电弧炉镍渣，部分厂家的冶炼温度在1000~1200℃。由于炼镍产渣量较大，每冶炼一吨红土镍矿约产生0.95吨镍渣，每年的产量约为3000万吨，而其利用率非常低，仅有12%左右，目前应用比较多的两个方向一个是用作混凝土骨料，一个是用作混凝土辅助胶凝材料。
但是由于镍铁渣在水淬过程中，镍铁渣中留下了较多的孔隙，这使得镍铁渣骨料的压碎值较高。另外，由于水淬的作用，镍铁渣颗粒表面活性较高，使得镍铁渣在作为骨料使用时，存在碱骨料反应的风险，从而造成混凝土的开裂。目前针对镍铁渣骨料压碎值高、具有潜在碱骨料反应的风险这两个问题，还没有解决办法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种镍铁渣骨料的改性处理方法，通过本发明的改性处理，破坏镍铁渣骨料表面的气孔以及活性成分，解决了镍铁渣骨料压碎值高、具有潜在碱骨料反应的问题，同时，经过本发明处理的镍铁渣骨料磨细后用作掺合料，可加速水泥的水化，提高水泥混凝土的强度。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种镍铁渣骨料的改性处理方法，处理步骤如下：
（1）将镍铁渣骨料、水泥、助剂以及水混合后浇注成型；
（2）压蒸条件下压蒸6h~24h；
（3）将步骤2）所得试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细用作混凝土掺合料。
进一步的，所述步骤（1）中水泥和助剂的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为1:1.5~4；所述步骤（1）中水灰比为0.4~0.6。
进一步的，所述步骤（1）中的助剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的一种或者两种，用量为水泥质量的1~5%。
进一步的，所述步骤（1）中镍铁渣骨料粒径＞5mm。
进一步的，所述步骤（2）在压蒸前需要进行60~80℃的蒸养6~12h。
进一步的，所述步骤（2）中压蒸的压力为1.5~3.0MPa。
进一步的，所述步骤（3）中小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg。
本发明的有益效果为：
1）本发明将镍铁渣骨料成型于高碱（氢氧化钠与氢氧化钾）水泥中，并采用蒸养与压蒸等手段加速其反应，使得镍铁渣骨料表面的活性SiO2成分提前参与了反应，避免了镍铁渣骨料用在混凝土中发生碱骨料反应。
2）本发明将成型后的镍铁渣骨料进行破碎，破碎的过程中，一方面会破碎掉镍铁渣骨料表面的气孔，提高了镍铁渣的压碎值；破碎的过程同时会破坏掉镍铁渣表面的活性成分，使镍铁渣的惰性部分裸露在外层，进而降低了镍铁渣发生碱骨料反应的风险。
3）本发明在高碱条件下蒸养、压蒸条件下加速了水泥的水化，使水泥形成了大量的C-S-H凝胶等水化产物，将此材料磨细后放入混凝土中做掺合料，可以用水泥水化的成核点，加速水泥的水化，提高水泥混凝土的强度。同时，镍铁渣骨料的表面层是高活性层，在经过破碎、粉磨、磨细的过程后，用作混凝土掺合料（代替部分水泥）具有较高的活性。
4）经过破碎处理后镍铁渣骨料的比表面积增加，增大了骨料水泥混凝土的接触面。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的介绍。
实施例1：
镍铁渣骨料的改性处理方法，包括以下步骤：
1）筛分出＞5mm的镍铁渣骨料；
2）将上述筛分出的镍铁渣骨料与水泥、氢氧化钠以及水混合后浇注成型；其中水泥和氢氧化钠的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为4:1，水灰比为0.4；其中氢氧化钠的用量为水泥质量的5%；
3）将步骤2）的试块在80℃下蒸养6h；
4）再在压力为1.5MPa下压蒸条件下压蒸24h；
5）将步骤4）试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg用作混凝土掺合料。
实施例2：
镍铁渣骨料的改性处理方法，包括以下步骤：
1）筛分出＞5mm的镍铁渣骨料；
2）将上述筛分出的镍铁渣骨料与水泥、氢氧化钠以及水混合后浇注成型；其中水泥和氢氧化钠的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为2:3，水灰比为0.6；其中氢氧化钠的用量为水泥质量的1%；
3）将步骤2）的试块在80℃下蒸养6h；
4）再在压力为1.5MPa下压蒸条件下压蒸24h；
5）将步骤4）试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg用作混凝土掺合料。
实施例3：
镍铁渣骨料的改性处理方法，包括以下步骤：
1）筛分出＞5mm的镍铁渣骨料；
2）将上述筛分出的镍铁渣骨料与水泥、氢氧化钠、氢氧化钾以及水混合后浇注成型；其中水泥和氢氧化钠以及氢氧化钾的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为2:3，水灰比为0.5；其中氢氧化钠和氢氧化钾的用量为水泥质量的5%，氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为3:2；
3）将步骤2）的试块在80℃下蒸养12h；
4）再在压力为3.0MPa下压蒸条件下压蒸12h；
5）将步骤4）试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg用作混凝土掺合料。
实施方式4：
镍铁渣骨料的改性处理方法，包括以下步骤：
1）筛分出＞5mm的镍铁渣骨料；
2）将上述筛分出的镍铁渣骨料与水泥、氢氧化钠、氢氧化钾以及水混合后浇注成型；其中水泥和氢氧化钠以及氢氧化钾的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为1:3，水灰比为0.5；其中氢氧化钠和氢氧化钾的用量为水泥质量的3%，氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为1:1；
3）将步骤2）的试块在70℃下蒸养12h；
4）再在压力为3.0MPa下压蒸条件下压蒸10h；
5）将步骤4）试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg用作混凝土掺合料。
对比例：
未经处理的原状镍铁渣骨料
对比例普通混凝土的配合比为水泥300份、普通镍铁渣粉料200份、原状未处理镍铁渣细骨料700份、原状未处理镍铁渣粗骨料1100份、水150份、减水剂15份。
采用实施方式1至4的镍铁渣骨料、镍铁渣粉料取代对比例中的混凝土用原状未处理镍铁渣粗骨料与普通镍铁渣粉料获的实施方式1至4混凝土。
实施方式1至4与对比例的性能考核参照《标准普通混凝土力学试验方法》（GB/T50081-2002）和标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）、《建设用砂》（GB/T 14684-2011）和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）执行。
实施方式1至4和对比例的主要性能指标见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可见，与原状未经处理的镍铁渣骨料（对比例）相比，采用本发明工艺处理的镍铁渣骨料，压碎值低，快速碱硅反应膨胀率低，同时采用本发明的镍铁渣骨料与镍铁渣粉制备的混凝土28d与90d的强度更高。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于，处理步骤如下：
（1）将镍铁渣骨料、水泥、助剂以及水混合后浇注成型；
（2）压蒸条件下压蒸6h~24h；
（3）将步骤2）所得试块进行破碎、筛分，筛分出大于5mm的骨料用作混凝土骨料，小于5mm的成分磨细用作混凝土掺合料。
2.根据权利要求1所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中水泥和助剂的总质量与镍铁渣骨料的质量的比为1:1.5~4；所述步骤（1）中水灰比为0.4~0.6。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中的助剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的一种或者两种，用量为水泥质量的1~5%。
4.根据权利要求1或2任意一项所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中镍铁渣骨料粒径＞5mm。
5.根据权利要求1所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（2）在压蒸前需要进行60~80℃的蒸养6~12h。
6.根据权利要求1所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中压蒸的压力为1.5~3.0MPa。
7.根据权利要求1所述的一种镍铁渣骨料的改性处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中小于5mm的成分磨细至比表面积大于400m2/kg。
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