CN103964764A - 一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法 - Google Patents

一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，是取钢渣置于球磨机中球磨至平均粒径为0.2mm以下，细度模数为0.6～1.3，然后将磨细后的钢渣在600～1000℃热处理5～8小时，以使Fe3O4相变为α-Fe2O3，再以质量比计，按水泥:砂:热处理后的钢渣:脂肪族减水剂:自来水为100:100～500:100～200:0.2～0.4:30～50的比例混合搅拌，得到具有光催化降解NOx的水泥砂浆。本发明利用了热处理后钢渣中的α-Fe2O3具有的吸收可见光发生光催化作用，实现了催化氧化氮氧化物，起到净化大气的功能，同时使钢渣废物利用并提高了其附加值，达到了可持续发展的目的，具有重要社会效益和经济效益。

Description

一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法
技术领域
本发明属于水泥砂浆技术领域。具体涉及一种利用钢渣固体废弃物制备具有光催化降解氮氧化物（NOx）的水泥砂浆的方法。
背景技术
随着钢铁工业的快速发展，其固体废弃物钢渣的排放也快速增长。这些固体废弃物如得不到有效地利用而长期堆积，将会占用土地、淤塞河道、破坏环境并造成污染。
钢渣的化学组成以SiO2、Al2O3、CaO和铁的氧化物为主。目前钢渣的综合利用之一就是利用其含有的SiO2、Al2O3、CaO成分作为生产水泥的熟料成分应用于水泥及水泥混凝土中。也有将钢渣粉碎后制成微粉作为混凝土的掺合料可以提高混凝土的后期强度，改善混凝土的耐磨性、抗冻性、抗腐蚀性和抗碳化性等。
钢渣的综合利用一直在寻求利用量大且简易可行的途径。如专利CN100410201C以钢渣为骨料，水泥为胶结材料，再加入粉煤灰等制得的建筑用钢渣砂浆，充分利用固体废弃物，节约砂石资源，保护环境。专利CN201310657808以钢渣完全代替砂石料制得的水泥混凝土，其早期抗裂性能、后期体积稳定性和长期耐久性都得到一定程度改善。
随着现代工业的发展，固定源和移动源排放废气中的氮氧化物对大气环境造成严重污染，对人体健康构成了严重的威胁，已成为必须面对和亟待解决的问题。尽管以光催化氧化氮氧化物成为改善大气质量的有效手段之一。但是，经检索利用钢渣固体废弃物制备水泥砂浆以实现光催化降解NOx的专利还未见报道。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明目的是提供一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法。
本发明所述利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，步骤是：
（1）取一定量钢渣置于球磨机中球磨至平均粒径为0.2mm以下，细度模数为0.6～1.3；
（2）将磨细后的钢渣在600～1000℃热处理5～8小时，以使Fe3O4相变为α-Fe2O3；
（3）以质量比计，按水泥:砂:步骤（2）处理后的钢渣:脂肪族减水剂:自来水为100:100～500:100～200:0.2～0.4:30～50的比例混合搅拌，得到具有光催化降解NOx的水泥砂浆。
上述利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法中，优选的实施方式是：步骤（2）中将磨细后的钢渣在700～900℃热处理5～6小时。最优选的实施方式是：步骤（2）中将磨细后的钢渣在850℃热处理5小时，且以质量比计，按水泥:砂:步骤（2）处理后的钢渣:脂肪族减水剂:自来水为100:300:150:0.3:40～45的比例混合搅拌，得到具有光催化降解NOx的水泥砂浆。
本发明所述具有光催化降解NOx的水泥砂浆，其特征在于：该水泥砂浆由上述方法制得。其中水泥砂浆组分中添加的步骤（2）所述处理后钢渣中的α-Fe2O3具有吸收可见光发生光催化作用，能够氧化氮氧化物（NOx），起到净化大气的功能。
本发明对于利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆中的常规组分水泥、砂和水的规格及用量没有特别要求，本领域技术人员还可以根据实际情况需要自行进行设定。
本发明公开了一种利用钢渣固体废弃物制备具有可持续发展的光催化降解氮氧化物（NOx）的水泥砂浆的方法，利用所述水泥砂浆中添加的热处理后的钢渣中的α-Fe2O3具有的吸收可见光发生光催化作用，实现了催化氧化氮氧化物，起到净化大气的功能，可用于建筑物的立面抹面、水泥路面、公路隧道和车库等领域。
本发明中使用的钢渣来源丰富，且废物利用并提高了其附加值，同时利用其中的α-Fe2O3净化了大气环境改善大气质量，不仅解决了固体废弃物资源化问题，促进了经济的可持续发展，还具有重要社会效益和经济效益。总之，本发明的突出优点是：1.砂浆中以钢渣代替部分水泥，实现固体废弃物资源化，达到可持续发展的目的；2.砂浆具有光催化降解氮氧化物功能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明所保护范围不限于此。此外应理解，在阅读了本发明讲述的内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，而等价形式的修改同样落于本申请权利要求所限定的范围。
实施例1
对钢渣热处理获得高含量的α-Fe2O3
（1）取钢渣100kg，置于球磨机中球磨至平均粒径为0.2mm以下，细度模数为0.6～1.3；
（2）将磨细后的钢渣在850℃热处理5小时，以使Fe3O4相变为α-Fe2O3。
实施例2
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程抹面施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表1。
表1：
实施例3
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程抹面施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表2。
表2：
实施例4
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程抹面施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表3。
表3：
实施例5
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程喷涂施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表4。
表4：
实施例6
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程抹面施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表5。
表5：
实施例7
利用钢渣制备光催化降解NOx水泥砂浆，适用于工程抹面施工。
以按实施例1方法制得的热处理钢渣为原料，具体原料配合比见表6。
表6：
实施例8
测试实施例制备的水泥砂浆所具有的光催化降解NOx的效率，光催化降解NOx的测试方法详见中国专利申请200810163778.9所述。
试验结果如表7所示：
表7：
由结果可以看出：随着砂浆中热处理钢渣的用量增加，即α-Fe2O3含量增加，砂浆的光催化效率增加。

Claims (6)

1.一种利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，步骤是：
（1）取钢渣置于球磨机中球磨至平均粒径为0.2mm以下，细度模数为0.6～1.3；
（2）将磨细后的钢渣在600～1000℃热处理5～8小时，以使Fe3O4相变为α-Fe2O3；
（3）以质量比计，按水泥:砂:步骤（2）处理后的钢渣:脂肪族减水剂:自来水为100:100～500:100～200:0.2～0.4:30～50的比例混合搅拌，得到具有光催化降解NOx的水泥砂浆。
2.如权利要求1所述利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，其特征在于：将磨细后的钢渣在700～900℃热处理5～6小时。
3.如权利要求2所述利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，其特征在于：将磨细后的钢渣在850℃热处理5小时。
4.如权利要求1所述利用钢渣制备具有光催化降解NOx的水泥砂浆的方法，其特征在于：以质量比计，按水泥:砂:步骤（2）处理后的钢渣:脂肪族减水剂:自来水为100:300:150:0.3:40～45的比例混合搅拌，得到具有光催化降解NOx的水泥砂浆。
5.一种具有光催化降解NOx的水泥砂浆，其特征在于：所述水泥砂浆由权利要求1所述方法制得。
6.一种具有光催化降解NOx的水泥砂浆，其特征在于：所述水泥砂浆由权利要求4所述方法制得。
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Assignee: Taian Hengzhiyuan Construction Co., Ltd.

Assignor: Shandong Jiaotong College

Contract record no.: X2019980000170

Denomination of invention: Method for preparing cement mortar with NOx photocatalysis degradation function by using steel slag

Granted publication date: 20160120

License type: Common License

Record date: 20190918

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