CN104817338B - 一种碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用钢渣和矿渣制备碱激发轻质发泡材料的方法。其步骤是先将钢渣和矿渣按一定比例混合均匀，然后与一定温度的碱激发剂和水按一定比例搅拌均匀，搅拌过程中加入一定量的发泡剂，最后将浆料倒入模具中静置发泡成型，通过自然养护的方式制得一种碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料。该方法以工业副产物为原料，生产工艺简单，能耗低，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及碱激发轻质发泡材料领域，具体涉及一种以钢渣和矿渣为原材料，制备一种免蒸养轻质发泡材料的方法。
背景技术
近年来我国钢铁产量第一、出口量第一、消费量第一，并一跃成为全球钢铁生产大国。中国钢铁产量占全球总产量30％以上，在推动世界钢铁工业发展中所起的作用越来越突出。钢渣、矿渣是冶金过程中排除的废弃物，其主要成分为氧化钙，氧化硅等不溶性固态物质。钢渣、矿渣中含有硫，磷等的氧化物，占用土地，危害环境，造成严重的大气污染，土壤污染和水资源污染，危害自然环境和人类的健康。因此，对钢渣、矿渣这类工业生产副产物进行综合研究，提高利用率，对于保护资源，保护环境，造福人类，具有十分重要的研究意义和社会价值。碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料生产工艺简单，能耗低，表观密度较小而强度较高，具有较好的保温隔热效果。对钢渣、矿渣进行综合利用，一方面能够降低其对环境的污染，另一方面又能够制得一种保温隔热材料，从而起到节能环保的作用，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用钢渣与矿渣制备碱激发轻质发泡材料的方法，解决对钢渣、矿渣等固体废弃物的二次利用问题，同时制得一种性能优异的保温隔热材料。本发明的技术方案如下：
步骤1：将过100目筛的钢渣和矿渣按一定的重量比在搅拌机中搅拌混合10-60秒。
步骤2：称取一定重量的碱激发剂和水，混合均匀并调节至一定温度，然后添加到钢渣和矿渣的混合物中，在搅拌机中搅拌30-60秒，搅拌过程中加入一定重量的发泡剂.
步骤3：将搅拌好的浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护一定时间制得轻质发泡材料。
所述的钢渣和矿渣的重量比为1:4-4:1。
所述的碱激发剂为波美度35-50，模数为1.0-1.4的水玻璃(原模数为2.2-3.6，用氢氧化钠调节模数)，碱激发剂添加量为钢渣和矿渣二者总重量的20％-35％。
所述的水为自来水，添加量为钢渣和矿渣二者总重量的25％-32％。
所述的调节的温度为20-40℃，调节的方法为水浴法。
所述的发泡剂为质量分数为30％的过氧化氢溶液，添加量为钢渣和矿渣二者总重量的1％-4％。
所述的养护时间为8-72小时。
本发明与现有技术相比具有的优势有：
(1)以钢渣和矿渣为原料，在碱激发条件下引入发泡剂，并通过自然养护的方式制得轻质发泡材料，其制备工艺简单，能耗低，节能环保。
(2)将钢渣和矿渣按一定比例混合，在碱激发条件下能够制得具有较好可塑性的浆料，利于发泡成型。
(3)严格控制添加的碱激发剂和水的温度，利于钢渣和矿渣的凝结硬化和形成孔隙均匀、孔径均一的发泡材料，因为温度过低，在碱激发条件下，钢渣和矿渣凝结硬化较慢，加入发泡剂后发泡成型阶段会导致塌模；而温度过高，则会产生速凝现象，从而导致无法发泡。
具体实施方式
实例1
称取过100目筛的钢渣120g和矿渣480g，在搅拌机中混合搅拌10s，然后称取210g波美度为50，模数为1.0的水玻璃和192g自来水，将水玻璃和水混合均匀并调节温度为20℃，然后将水玻璃和水的混合物加入到搅拌机中与钢渣和矿渣的混合物一同搅拌混合30s，混合过程中加入6g质量分数为30％的过氧化氢溶液，最后将浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护8小时制得碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料。
实例2
称取过100目筛的钢渣480g和矿渣120g，在搅拌机中混合搅拌60s，然后称取120g波美度为35，模数为1.0的水玻璃和150g自来水，将水玻璃和水混合均匀并调节温度为40℃，然后将水玻璃和水的混合物加入到搅拌机中与钢渣和矿渣的混合物一同搅拌混合60s，混合过程中加入24g质量分数为30％的过氧化氢溶液，最后将浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护48小时制得碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料。
实例3
称取过100目筛的钢渣300g和矿渣300g，在搅拌机中混合搅拌30s，然后称取180g波美度为40，模数为1.4的水玻璃和180g自来水，将水玻璃和水混合均匀并调节温度为30℃，然后将水玻璃和水的混合物加入到搅拌机中与钢渣和矿渣的混合物一同搅拌混合50s，混合过程中加入20g质量分数为30％的过氧化氢溶液，最后将浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护72小时制得碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料。
实例4
称取过100目筛的钢渣200g和矿渣400g，在搅拌机中混合搅拌40s，然后称取150g波美度为35，模数为1.2的水玻璃和160g自来水，将水玻璃和水混合均匀并调节温度为35℃，然 后将水玻璃和水的混合物加入到搅拌机中与钢渣和矿渣的混合物一同搅拌混合40s，混合过程中加入18g质量分数为30％的过氧化氢溶液，最后将浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护36小时制得碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料。
Claims (4)
1.一种碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料的制备方法，其特征在于，
步骤1：将过100目筛的钢渣和矿渣按一定的重量比在搅拌机中搅拌混合10-60秒；
步骤2：称取一定重量的碱激发剂和水，混合均匀并调节温度至20-40℃，然后添加到钢渣和矿渣的混合物中，在搅拌机中搅拌30-60秒，搅拌过程中加入一定重量的发泡剂；.
步骤3：将搅拌好的浆体倒入模具中静置发泡成型，并在自然条件下养护8-72小时制得轻质发泡材料；
所述的碱激发剂为波美度35-50，模数为1.0-1.4的水玻璃，碱激发剂添加量为钢渣和矿渣二者总重量的20%-35%。
2.根据权利要求1所述的碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的钢渣和矿渣的重量比为1:4-4:1。
3.根据权利要求1所述的碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的水为自来水，添加量为钢渣和矿渣二者总重量的25%-32%。
4.根据权利要求1所述的碱激发钢渣/矿渣轻质发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的发泡剂为质量分数为30%的过氧化氢溶液，添加量为钢渣和矿渣二者总重量的1%-4%。
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