CN101864274A - 一种利用钢渣生产的粉状防水材料及其生产方法 - Google Patents

一种利用钢渣生产的粉状防水材料及其生产方法 Download PDF

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陈荣欢
王如意
石磊
顾德仁
王平
李辽沙
武杏荣
吴照金
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Abstract

本发明提供了一种利用钢渣生产粉状防水材料及其生产方法的技术。所述粉状防水材料以钢渣粉作为骨料，十八烷酸为成膜物质，采用物理包膜法制得。本发明的防水材料具有原料丰富易得，生产工艺流程简单，无“三废”产生，成本低等优点，同时，为钢渣的资源化利用提供了一条新途径，且大大提高了钢渣资源化利用的附加值。本发明的防水材料可用于屋面、水池、水塔的防水，地下室、仓库、冷库的防潮等。

Description

一种利用钢渣生产的粉状防水材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢渣资源综合利用与建筑防水材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种利用钢渣生产的粉状防水材料及其生产方法。
背景技术
传统的建筑防水材料有沥青、油毡、防水涂料、密封膏等，在建筑物的地下施工中，在水泥中添加防水剂，可在一定程度上解决建筑物的防水、防潮问题。但是，这些材料不能弥补和解决建筑物的防水收缩、变形等引起的基层裂缝渗水，而防水粉可利用自身的松散性和流动性来自动弥补裂缝。近些年来，市场上出现了建筑防水粉，大多采用碳酸钙、硅藻土等化工原料或天然矿石为基质材料，通过加入硬脂酸、树脂乳液等化学原料反应制成防水粉产品。
如文献《滞后膨胀式刚性防水粉的研制》(混泥土，2005，No.4)一文就讨论了以膨润土为基料，加入UNF-5奈系减水剂研制的防水粉性能情况，研制的防水粉大大可提高混凝土的防水性能。《新型水泥基防水粉在建筑涂料装饰上的应用》(涂料工业，2000，No.2)介绍了以水泥、石膏为基料，加入有机高分子聚合物制成的防水粉的应用情况。又如CN1609160公开的是以烧结废渣(指硫铁矿渣或炉灰或粉煤灰)、氢氧化钙、脂肪酸铵为原料研制一种防水粉的技术方法。CN1616585公开了一种以AEA10～30％，石膏10～30％，粉煤灰40～70％为三种原料制得防渗抗裂防水粉的生产方法。CN1746256公开的是利用二官能含氢硅油、乳化剂、烃基烷氧基硅烷、无机填料(白碳黑)和水研制一种有机硅活性防水粉材料的工艺技术。
钢渣是钢铁工业排放的一种固废资源，其数量约占钢铁产量的10～15％，如何进行处理、利用，一直是钢铁企业重点关注的课题。目前我国钢渣年排放量已达6000万吨，其利用途径大多是用于铺路、工程建设回填，部分用于制作水泥等建筑材料以及返生产再利用等等。
如文献《钢渣在路基和路面结构层中的应用》(山西交通科技，2005，No.1)，《钢渣用于道路工程的研究》(华东公路，1997，No.3)，《电炉钢渣在沥青路面中的应用》(中国市政工程，2001，No.1)等都讨论了钢渣在道路建设中的应用情况，认为钢渣是一种很好的筑路材料。《宝钢钢渣在水泥生料配料中的应用研究》(宝钢技术，2002，No.2)，《利用钢渣研制复合硅酸盐水泥的正交试验研究》(水泥，2004，No.5)，《浅谈钢渣在水泥工业中的应用》(四川水泥，2001，No.4)等文献都研究讨论了钢渣用于生产水泥的工艺技术。《转炉钢渣用于生产烧结矿的试验研究》(四川冶金，2001，No.1)，《球团烧结配加钢渣的研究》(钢铁研究，2000，No.4)，《太钢转炉钢渣用于烧结的试验研究》(钢铁，2001，No.6)等文献研究了钢渣返生产利用的技术，钢渣返回冶金工业进行工艺内循环利用是实现钢渣综合利用价值的重要途径。有关钢渣进行资源化利用的专利文献也比较多，如CN1587179公开的是一种利用钢渣制造的免烧免蒸建筑用砖及制造方法，CN1465538公开的是钢渣改性及生产水泥的技术，CN86200550公开的利用钢渣加固软土地基的方法，CN172444公开的是一种高耐磨钢渣道路混凝土的工艺技术等等。
钢渣虽可大量应用于道路工程等领域，但利用的附加值较低，且随着基建项目的不断完善，钢渣在这些领域的需求量会逐步减少，届时钢渣的处理、利用还存在诸多不确定性的因素。
针对现有技术存在的问题，本发明者利用钢渣为主要原料生产防水粉，为钢渣的资源化利用提供了一条新途径，且大大提高了钢渣资源化利用的附加值。
本发明的一个目的在于提供一种利用钢渣生产的粉状防水材料。
本发明的另一个目的在于提供所述粉状防水材料的生产方法。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种利用钢渣生产的粉状防水材料，所述粉状防水材料以钢渣粉为骨料，十八烷酸为成膜物质，所述钢渣粉与所述十八烷酸的配比按重量计为100∶0.5～2.0；所述钢渣粉的粒径为50～320目，含水率＜3.5％。
根据本发明的粉状防水材料，所述钢渣粉的化学成分包括：CaO 30.0～46.0wt％、SiO27.0～16.0wt％、Al2O3≤5.0wt％、MgO 5.0～12.0wt％、T.Fe 15.0～35.0wt％、M.Fe≤1.5wt％，余量为杂质。
本发明的另一个方面提供了所述粉状防水材料的生产方法，所述生产方法包括：
(1)钢渣经磨细至粒径为50～320目，检测水分含量，保证含水率小于3.5％；(若含水率≥3.5％需经干燥处理至含水率小于3.5％，若检测含水率已小于3.5％则无需干燥处理。)
(2)按钢渣粉重量计，100份钢渣粉，配入0.5～2.0份的十八烷酸，即钢渣粉与十八烷酸配比的比例为100∶0.5～2.0；
(3)将按配比称量好的钢渣粉和十八烷酸，一起投入混磨机械内如球磨机中，进行充分混匀处理；
(4)将得到的混匀粉体在70～110℃温度范围内保温处理至粉体温度均匀。
钢渣是炼钢过程中排除的废渣。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂如石灰石、萤石、硅石以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。根据炼钢所用炉型的不同，钢渣分为转炉钢渣、平炉钢渣和电炉钢渣，其主要成分为钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物，其中钙、铁、硅的氧化物占绝大部分。本发明采用的主要原料即来源于由任何炼钢过程所带来的钢渣。
本发明粉状防水材料中钢渣粉与十八烷酸的配比为100∶0.5～2，若十八烷酸所占比例过少，则无法完整包覆钢渣粉外表层，无法使防水材料起到防水效果，若十八烷酸所占比例过多，则会有余量，造成原料浪费。十八烷酸与钢渣具有较好的亲和性能，和钢渣机械混合处理时，会与钢渣发生反应，产生新的化学键，使二者结合紧密，包膜难以脱落、破损。
本发明的有益效果为：本发明的粉状防水材料具有原料丰富易得，生产工艺流程简单，无“三废”产生，成本低等优点，同时，本发明采用的骨料为炼钢废渣，减轻了其直接排放入环境中所造成的污染，为钢渣的资源化利用提供了一条新途径，且大大提高了钢渣资源化利用的附加值。本发明的粉状防水材料可用于屋面、水池、水塔的防水，地下室、仓库、冷库的防潮等。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
将钢渣粉碎磨细至200～320目，在烘箱中于100℃下干燥至含水率小于3.5％，称取钢渣粉2000g，加入37g十八烷酸，投入到球磨机中，在250r/min转速下混合1h，取出后置于70℃的烘箱中保温5h，取出后冷却，制得粉状防水粉。所用的钢渣粉主要成分见表1。
表1实施例1所用钢渣粉的主要化学组成(重量％)
  CaO   SiO2   Al2O3   MgO   全铁T.Fe   金属铁M.Fe
  33.5   11.1   1.5   8.5   31.6   1.1
实施例2
将钢渣粉碎磨细至150～250目，在烘箱中于100℃下干燥至含水率小于3.5％，称取钢渣粉2000g，加入30g十八烷酸，投入到球磨机中，在250r/min转速下混合1.5h，取出后置于80℃的烘箱中保温5h，取出后冷却，制得粉状防水粉。所用的钢渣粉主要成分见表2。
表2实施例2所用钢渣粉的主要化学组成(重量％)
  CaO   SiO2   Al2O3   MgO   全铁T.Fe   金属铁M.Fe
  44.3   9.5   3.0   11.1   20.2   1.0
实施例3
将钢渣粉碎磨细至90～200目，在烘箱中于100℃下干燥至含水率小于3.5％，称取钢渣粉2000g，加入24g十八烷酸，投入到球磨机中，在200r/min转速下混合1.5h，取出后置于90℃的烘箱中保温5h，取出后冷却，制得粉状防水粉。所用的钢渣粉主要成分见表3。
表3实施例3所用钢渣粉的主要化学组成(重量％)
  CaO   SiO2   Al2O3   MgO   全铁T.Fe   金属铁M.Fe
  35.2   12.3   3.2   8.6   19.5   0.8
实施例4
将钢渣粉碎磨细至80～320目，在烘箱中于100℃下干燥至含水率小于3.5％，称取钢渣粉2000g，加入18g十八烷酸，投入到球磨机中，在250r/min转速下混合1.5h，取出后置于100℃的烘箱中保温5h，取出后冷却，制得粉状防水粉。所用的钢渣粉主要成分见表4。
表4实施例4所用钢渣粉的主要化学组成(重量％)
  CaO   SiO2   Al2O3   MgO   全铁T.Fe   金属铁M.Fe
  40.9   11.6   1.9   10.6   24.6   0.5
实施例5
将钢渣粉碎磨细至60～120目，在烘箱中于100℃下干燥至含水率小于3.5％，称取钢渣粉2000g，加入12g十八烷酸，投入到球磨机中，在250r/min转速下混合2.5h，取出后置于105℃的烘箱中保温5h，取出后冷却，制得粉状防水粉。所用的钢渣粉主要成分见表5。
表5实施例5所用钢渣粉的主要化学组成(重量％)
  CaO   SiO2   Al2O3   MgO   全铁T.Fe   金属铁M.Fe
  36.4   12.9   3.6   7.6   30.8   1.3
试验例1
将本发明实施例2的粉状防水粉粉末装入一玻璃盖中，并拍打密实，往粉末表面滴一小滴水，在同一水平面上，用相机微距方式拍下水滴的形状，测量二者的接触角θ。接触角θ是三相接触达平衡时，从三相接触点O沿液-气界面所作的切线与固-液界面的夹角。接触角θ的大小表征了体系润湿与铺展能力的强弱。θ＝0°时，称为完全润湿；0°＜θ＜90°时，称为润湿；90°＜θ＜180°时，称为不润湿；θ＝180°时，称为完全不润湿。
经过测量，θ＝141.6°＞90°所以cosθ＜0，即σ固气＜σ固液，即本发明的粉状防水粉不会被表面的水滴润湿，具有防水性能。
试验例2
将本发明实施例4的粉状防水粉粉末在实验室中用直径为60mm，高度为650mm的玻璃管进行防水性能的初步测试，铺设防水粉的高度为40mm，静水柱高度为600mm，历经3个月的时间，未发现有渗漏水现象。

Claims (3)

1.一种利用钢渣生产的粉状防水材料，其特征在于，所述粉状防水材料以钢渣粉为骨料，十八烷酸为成膜物质，所述钢渣粉与所述十八烷酸的配比按重量计为100：0.5～2.0；所述钢渣粉的粒径为50～320目，含水率＜3.5％。
2.根据权利要求1所述的粉状防水材料，其特征在于，所述钢渣粉的化学成分包括：CaO 30.0～46.0wt％、SiO27.0～16.0wt％、Al2O3≤5.0wt％、MgO 5.0～12.0wt％、T.Fe15.0～35.0wt％、M.Fe≤1.5wt％，余量为杂质。
3.权利要求1所述粉状防水材料的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
(1)钢渣经磨细至粒径为50～320目，检测水分含量，保证含水率小于3.5％；
(2)按钢渣粉重量计，100份钢渣粉配入0.5～2.0份的十八烷酸；
(3)将按配比称量好的钢渣粉和十八烷酸一起投入混磨机械内进行充分混匀处理；
(4)将得到的混匀粉体在70～110℃温度范围内保温处理至粉体温度均匀。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113501672A (zh) * 2021-08-07 2021-10-15 山东欣润同创环保科技有限公司 一种堕化钢渣微粉颗粒及其制备方法

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