CN103159450A - 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法，工作流程为：1.选铁后的钢尾渣→2.粉磨→3.干粉混合→4.打浆混合搅拌→5.浇注成型→6.发泡→7.静停养护→8.切割→9.标准养护；钢渣经过破碎、筛分和磁选后进行分级、烘干；然后将高炉渣水淬后烘干；再将磨细的钢渣与矿渣粉与水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉20%～60%，矿渣磨细粉20%～55%，天然石膏4%～10%，石灰3%～9%，水泥熟料6%～12%；将上述原料混合搅拌后加入40℃～60℃的水快速搅拌1min～2min后加入发气铝粉，搅拌均匀后倒入模具内，放在蒸养箱中发气、蒸养后将模具拆除再进行切割，常温养护7～12天即可。其优点是：生产的泡沫混凝土砌块符合标准要求，生产成本低，实现了资源的综合利用和节能减排。

Description

一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法

技术领域：

本发明涉及冶金炉渣综合利用及建筑材料技术领域，特别是涉及一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法。

背景技术：

在现有技术中，冶金炉渣占工业固体废弃物的比例越来越大，钢渣作为一种炼钢过程中产生的副产品，已成为钢铁行业的最主要的工业固体废弃物之一。2010年全国粗钢产量达到6.39亿吨，全国约产生钢渣8970万吨；2011年全国粗钢产量达到6.84亿吨，全国约产生钢渣9360万吨，平均每年以4%的速度增长。若不加大利用量，钢渣会占用越来越多的土地，影响钢铁工业的可持续发展。目前，我国钢渣的利用率较低，其主要原因：一方面是因为钢渣中除了富含Ca、Mg质成分的碱性氧化物，经磁选后一般还含有15%左右的氧化铁成分，且存在与MgO、MnO形成RO相，呈现出渣包铁，铁包渣的固溶化合物状态，但是，如果要利用的话，进一步选铁、破碎分选、提纯难度很大，成本也会大大提高，因此大部分低品位含铁钢渣没有有效的回收利用，进一步造成了环境污染和资源浪费；利用难度大的另一方面原因在于其中含有的f-CaO、f-MgO在高于水泥熟料烧成温度下形成，结构致密，水化很慢，f-CaO遇水后形成Ca(OH)₂，体积膨胀98%；f-MgO遇水后形成Mg(OH)₂，体积膨胀148%，易在硬化的水泥浆体中因膨胀而导致掺有钢渣的混凝土道路等建材制品开裂。

随着建筑物向高层、大跨方向发展，建筑材料的自重也越来越受到人们的关注。作为多孔材料的泡沫混凝土，在屋面、非承重墙及热力管道的保温层中发挥着重要作用。目前我国正处于墙体材料改革时期，泡沫混凝土制品以其轻质、保温（隔热）、节能等优良特性成为可以替代粘土砖的材料之一。目前绝大多数泡沫混凝土胶凝材料采用的是水泥和粉煤灰，泡沫混凝土是一种大水灰比混凝土，水泥完全水化后砌块制品干缩大，用超细矿物掺合料代替部分水泥，同时利用钢渣微膨胀的特点，可以弥补泡沫混凝土干缩大的缺点。另一方面将钢尾渣等矿物掺合料粉磨成超细粉，配合外加剂和拌合用水，对其优化配合进行深入研究可充分发挥超细矿物掺合料的活性。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术中存在的低品位含铁钢尾渣回收利用量小以及钢渣做建材中因膨胀引起的制品开裂等问题，利用超细粉磨消除膨胀效应，同时利用钢渣和高炉渣粉代替部分水泥作为泡沫混凝土的钙质材料，结合加气混凝土利用铝粉进行化学发气的原理，提出一种低成本高性能的泡沫混凝土砌块的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：提供一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法，其特征是：其工作流程为：1.选铁后的钢尾渣→2.粉磨→3.干粉混合→4.打浆混合搅拌→5.浇注成型→6.发泡→7.静停养护→8.切割→9.标准养护；其工作流程各项要求如下：

1）将炼钢厂排出的钢渣经过常规的破碎、筛分和磁选工艺后，剩余钢尾渣的成分要求为：TFe（全铁）为10%～30%，MFe（金属铁）为0.01%～3%，f-CaO（游离氧化钙）为0.02%～3%，f-MgO（游离氧化镁）为0.5%～5%，SO3≤1%～4%；磁选后的钢尾渣进行分级，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到600～700cm²/g。

2）将高炉炼铁得到的炉渣经过常规水淬后得到粒径≤20mm的矿渣，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到350～450cm²/g。

3）将磨细的钢渣与矿渣粉与新型干法生产线所生产的水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉20%～60%，矿渣磨细粉20%～55%，天然石膏4%～10%，石灰3%～9%，水泥熟料6%～12%。

4）将上述原料混合搅拌后加入40℃～60℃的水，加水重量为混合物料总重的0.4～0.7倍，快速搅拌1min～2min后加入混合物料总重0.40‰～0.8‰的发气铝粉。

5）加入铝粉快速搅拌均匀后将混合料浆倒入提前预热的砌块模具内，并连同模具放置在温度40℃～60℃的蒸养箱中发气15min～50min。

6）发气完成后在40℃～60℃，湿度≥70%的环境下蒸养8～10个小时，待坯体凝固成固体并具备一定强度后将泡沫混凝土砌块模具拆除。

7）模具拆除后按照规格进行切割，切割好的坯体形成砌块，将切好的砌块放置在常温养护箱（温度20℃～24℃，湿度≥70%）静置7～12天即可。

本发明的有益效果是：钢尾渣CaO、MgO含量偏高，SiO₂、Al₂O₃含量偏低，其碱度可达到3.6左右，本发明充分利用钢尾渣的高碱度来激发水淬矿渣的活性，弥补了制品早期强度的不足。钢尾渣在为水化反应提供碱激发条件的同时还为铝粉的发气提供碱性环境。本发明通过将钢尾渣粉磨成超细粉后使用，可减弱f-CaO，f-MgO的膨胀效应，从而大幅度消除对泡沫混凝土砌块的不利影响。钢渣主要的矿物组成为γ-C₂S、β-C₂S、RO相、方镁石、镁蔷薇辉石等矿物，矿渣的主要组成为玻璃相，这些具有一定的火山灰特性矿物材料的引入一方面使制品的干收缩值大幅度降低，提高了制品的最终强度，另一方面提高了钢尾渣的利用率，生产的泡沫混凝土砌块符合标准《JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准》要求，生产成本极低，实现了资源的综合利用和节能减排。

附图说明：

图1为本发明实施例“一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法”工艺流程示意图。

附图中；1.选铁后的钢尾渣；2.粉磨；3.干粉混合；4.打浆混合搅拌；5.浇注成型；6.发泡；7.静停养护；8.切割；9.标准养护。

具体实施方法：

下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明：如图1所示的一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法，工作流程为：1.选铁后的钢尾渣→2.粉磨→3.干粉混合→4.打浆混合搅拌→5.浇注成型→6.发泡→7.静停养护→8.切割→9.标准养护；其工作流程各项要求如下：

1）将炼钢厂排出的钢渣经过常规的破碎、筛分和磁选工艺后，剩余钢尾渣的成分要求为：TFe（全铁）为10%～30%，MFe（金属铁）为0.01%～3%，f-CaO（游离氧化钙）为0.02%～3%，f-MgO（游离氧化镁）为0.5%～5%，SO₃≤1%～4%。磁选后的钢尾渣进行分级，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到600～700cm²/g。

2）将高炉炼铁得到的炉渣经过常规水淬后得到粒径≤20mm的矿渣，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到350～450cm²/g。

3）将磨细的钢渣与矿渣粉与新型干法生产线所生产的水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉20%～60%，矿渣磨细粉20%～55%，天然石膏4%～10%，石灰3%～9%，水泥熟料6%～12%。

4）将上述原料混合搅拌后加入40℃～60℃的水，加水重量为混合物料总重的0.4～0.7倍，快速搅拌1min～2min后加入混合物料总重0.40‰～0.8‰的发气铝粉。

5）加入铝粉快速搅拌均匀后将混合料浆倒入提前预热的砌块模具内，并连同模具放置在温度40℃～60℃的蒸养箱中发气15min～50min。

6）发气完成后在40℃～60℃，湿度≥70%的环境下蒸养8～10个小时，待坯体凝固成固体并具备一定强度后将泡沫混凝土砌块模具拆除。

7）模具拆除后按照规格进行切割，切割好的坯体形成砌块，将切好的砌块放置在常温养护箱（温度20℃～24℃，湿度≥70%）静置7～12天即可。

实施例1

1）将水淬钢渣经过常规的破碎、筛分和磁选工艺后，剩余钢尾渣的成分要求为：TFe（全铁）为24%，MFe（金属铁）为0.5%，f-CaO（游离氧化钙）为0.08%，f-MgO（游离氧化镁）为0.7%，SO₃为1%；磁选后的钢尾渣进行分级后烘干，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到600cm²/g；

2）将高炉炼铁得到的炉渣经过常规水淬后得到的矿渣烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到360cm²/g；

3）将磨细的钢渣与矿渣粉与新型干法生产线所生产的水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉30%，矿渣磨细粉45%，天然石膏10%，石灰5%，水泥熟料10%，两种钢铁冶金渣在泡沫混凝土中的掺量达到75%；

4）将上述原料混合搅拌后加入50℃的水，加水重量为混合物料总重的0.6倍，快速搅拌2min后加入混合物料总重0.65‰的发气铝粉；

5）加入铝粉快速搅拌均匀后将混合料浆倒入提前预热至40℃的砌块模具内，并连同模具放置在温度50℃的蒸养箱中发气30min；

6）发气完成后在50℃，湿度≥70%的环境下蒸养8个小时，待坯体凝固成固体并具备一定强度后将泡沫混凝土砌块模具拆除；

7）模具拆除后按照规格进行切割，切割好的坯体形成砌块，将切好的砌块放置在常温养护箱（温度22℃，湿度≥70%）静置7天即可；

8）所述水泥熟料数以上是0.5～50mm的球形颗粒，其质量符合GB/T21372-2008标准；所述石膏为二水脱硫石膏，技术要求符合GB/T5483-2008天然石膏G类二级标准要求；所述石灰为活性CaO65%左右、MgO＜6%，烧失量≤8%，细度0.08mm方孔筛筛余12%～15%，消解时间12min,消解温度可达65℃；所述铝粉为亲水性铝粉，其活性Al含量≥90%，细度0.08mm方孔筛筛余≤3.0%，发气率≥80%，发气时间≤20min,亲水性≤20s。

9）按照上述实例得到的10cm×10cm×10cm的泡沫混凝土砌块各项性能指标如表1

表1砌块性能指标

10)通过表1可以看出，按照上述实例生产的泡沫混凝土砌块的各项性能指标均达到JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准中A3.5，B07等级的砌块标准。

实施例2

1）将水淬钢渣经过常规的破碎、筛分和磁选工艺后，剩余钢尾渣的成分要求为：TFe（全铁）为22%，MFe（金属铁）为1%，f-CaO（游离氧化钙）为1%，f-MgO（游离氧化镁）为0.9%，SO₃≤2%。。磁选后的钢尾渣进行分级后烘干，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到660cm²/g。

2）将高炉炼铁得到的炉渣经过常规水淬后得到粒径≤10mm的矿渣，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到400cm²/g。

3）将磨细的钢渣与矿渣粉与新型干法生产线所生产的水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉40%，矿渣磨细粉35%，天然石膏10%，石灰5%，水泥熟料10%，两种钢铁冶金渣在泡沫混凝土中的掺量达到75%以上。

4）将上述原料混合搅拌后加入55℃的水，加水重量为混合物料总重的0.55倍，快速搅拌2min后加入混合物料总重0.75‰的发气铝粉。

5）加入铝粉快速搅拌均匀后将混合料浆倒入提前预热至55℃的砌块模具内，并连同模具放置在温度55℃的蒸养箱中发气35min。

6）发气完成后在50℃，湿度≥70%的环境下蒸养8个小时，待坯体凝固成固体并具备一定强度后将泡沫混凝土砌块模具拆除。

7）模具拆除后按照规格进行切割，切割好的坯体形成砌块，将切好的砌块放置在常温养护箱（温度24℃，湿度≥70%）静置7天即可。

8）所述水泥熟料数以上是0.5～50mm的球形颗粒，其质量符合GB/T21372-2008标准；所述石膏为二水脱硫石膏，技术要求符合GB/T5483-2008天然石膏G类二级标准要求；所述石灰为活性CaO65%左右、MgO＜6%，烧失量≤8%，细度0.08mm方孔筛筛余12%～15%，消解时间12min,消解温度可达65℃；所述铝粉为亲水性铝粉，其活性Al含量≥90%，细度0.08mm方孔筛筛余≤3.0%，发气率≥80%，发气时间≤20min,亲水性≤20s。

9）按照上述实例得到的10cm×10cm×10cm的泡沫混凝土砌块各项性能指标如表2

表2砌块性能指标

10)通过表2可以看出，按照上述实例生产的泡沫混凝土砌块的各项性能指标均达到JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准中A3.5，B06等级的砌块标准。

Claims (1)

1.一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法，其特征是：

其工作流程为：1.选铁后的钢尾渣→2.粉磨→3.干粉混合→4.打浆混合搅拌→5.浇注成型→6.发泡→7.静停养护→8.切割→9.标准养护；

其工作流程各项要求如下：

1）将炼钢厂排出的钢渣经过常规的破碎、筛分和磁选工艺后，剩余钢尾渣的成分要求为：TFe（全铁）为10%～30%，MFe（金属铁）为0.01%～3%，f-CaO（游离氧化钙）为0.02%～3%，f-MgO（游离氧化镁）为0.5%～5%，SO3≤1%～4%；磁选后的钢尾渣进行分级，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到600～700cm²/g。

2）将高炉炼铁得到的炉渣经过常规水淬后得到粒径≤20mm的矿渣，烘干至含水率≤1％后磨细至比表面积达到350～450cm²/g。

3）将磨细的钢渣与矿渣粉、新型干法生产线所生产的水泥熟料、石膏和石灰等按重量百分比混合：钢尾渣磨细粉20%～60%，矿渣磨细粉20%～55%，天然石膏4%～10%，石灰3%～9%，水泥熟料6%～12%。

4）将上述原料混合搅拌后加入40℃～60℃的水，加水重量为混合物料总重的0.4～0.7倍，快速搅拌1min～2min后加入混合物料总重0.40‰～0.8‰的发气铝粉。

5）加入铝粉快速搅拌均匀后将混合料浆倒入提前预热的砌块模具内，并连同模具放置在温度40℃～60℃的蒸养箱中发气15min～50min。

6）发气完成后在40℃～60℃，湿度≥70%的环境下蒸养8～10个小时，待坯体凝固成固体并具备一定强度后将泡沫混凝土砌块模具拆除。

7）模具拆除后按照规格进行切割，切割好的坯体形成砌块，将切好的砌块放置在常温养护箱（温度20℃～24℃，湿度≥70%）静置7～12天即可。

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