CN1066047A

CN1066047A - 平炉钢渣生产空芯砌块的方法

Info

Publication number: CN1066047A
Application number: CN91102841A
Authority: CN
Inventors: 王荣臣
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Corp
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-11-11

Abstract

本发明提供了一种以平炉钢渣为主要原料，辅之以粉煤灰、重矿渣、生石灰及石膏生产空芯砌块的方法。用上述原料经混合搅拌、轮碾活化、成型、蒸养或蒸压等工艺处理，生产出的空芯砌块体轻、高强、隔热、保温、成本低廉、工艺简单、生产周期较短；变废为宝，使资源得到综合利用，减少占地面积，管理费用及环境污染，并拓宽了生产墙体材料的原料来源，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种用平炉钢渣生产空芯砌块的方法，属于生产建筑墙体材料的方法。

在冶金企业中，钢渣尤其是平炉钢渣中含游离氧化钙、氧化镁这两种有害成份较多，人们普遍认为无多大用处，有时仅代土做回填用，这样不仅使平炉钢渣中的具有胶凝性和水硬能力的硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙、二氧化硅等有益成份得不到合理应用，而且钢渣堆积如山，占用大面积场地，污染环境，并需增加排渣及渣场管理费用，也增加炼钢成本。用平炉渣代土回填，如处理不当，则还会产生膨胀应力，导致严重的工程质量后果。

目前，在建筑行业中使用的墙体空芯砌块，采用的是水泥加其它原料制做的，用水泥制做这种空芯砌块，不仅成本较昂贵，（因水泥价格一般在150～160元/吨），而且制作工艺较复杂，制成时间长。

本发明的目的：一是有效地充分利用被废弃的平炉钢渣中的有益矿物组分和化学成份，代替水泥、粘土，生产一种体轻、高强、隔热、保温且成本低廉，工艺简单的墙体空芯砌块变废为宝;二是减少占地面积及环境污染，节省自然自源等。

为了实现上述目的，本发明按如下方法实施：

将下列各种原料按其重量配合比进行配合：破碎成粒度小于5mm，含金属铁小于1%的粉状平炉钢渣占60～65%、含碳量小于或等于5%的粉煤灰占10～25%，粒度小于5mm的重矿渣占8～12%、生石灰占4～7%、石膏占3～5%，上述原料经混合，搅拌均匀后，加水充分拌合，使其含水率达21～25%，轮碾活化，静仃消化，成型，将成型坯进行蒸压或蒸养处理。蒸压处理是在蒸汽釜中压力为0.7～1.0MPa，温度173℃～175℃条件下进行;蒸养处理是首先将坯体放入到50℃～55℃干热环境中静仃，然后放在釜中压力不小于0.01MPa，温度不低于95℃的条件下进行。

采用上述方法的原理是：平炉钢渣的矿相组成中有硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙及橄榄石、蔷薇辉石、RO相等。但具有胶凝性和水硬能力的硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙等组成物含量偏低，游离氧化钙含量较高，使其不能产生足够的硅酸盐、硫铝酸盐等水化产物，为了提高平炉钢渣水化产物的机械强度等有目的地添加一些其它成份。

粉煤灰;用于弥补二氧化硅、三氧化二铝含量较低的缺陷;因为粉煤灰中含二氧化硅、三氧化二铝较高;

重矿渣;因它是慢冷而形成的，因此玻璃质含量低，活性低，质地坚硬，稳定性好，在产品中主要起骨架作用，以利提高产品机械强度;

生石灰：是为了保证混合料中氢氧化钙的浓度，因氢氧化钙浓度低会导致产生无强度的硅石灰产物。

石膏：起酸性激发剂作用，即激发混合料中的氧化钙、三氧化二铝等化学成份产生水化硫铝酸钙等反应。

平炉钢渣中的游离氧化钙f-CaO，当混合料在加水搅拌时使其消解转化为氢氧化钙即CaO+H₂O→Ca（OH）2，氢氧化钙又与其混合料中的二氧化硅、三氧化二铝等成份起化学反应产生水化硅酸盐、水化硫铝酸盐。

用以平炉钢渣为主要原料，辅助于粉煤灰、重矿渣等材料生产的平炉钢渣空芯砌块，经过上述工艺处理，其生产出的产品具有体轻、强度高、抗渗性强、隔热、保温等优点，并且减少了占地面积、管理费用及环境污染，变废为宝、综合利用资源，具有一定的社会效益和经济效益。

下面结合实施例，进一步详述用平炉钢渣生产空芯砌块的方法：

实施例1。平炉钢渣空芯砌块规格：390×190×190（mm）原料重量配合比：平炉钢渣65%、含碳量小于5%的粉煤灰17%、高炉重矿渣10%，比表面积大于3800Cm²/g的生石灰5%、比表面积大于3800Cm²/g的石膏3%;

制作步骤及工艺：

1、将平炉钢渣破碎成粉状，使其粒度小于5mm;

2、粉状钢渣经磁选，使其含金属铁量小于1%;

3、将上述各原料按其重量比进行混合，搅拌均匀后加水拌合10分钟以上，加水至含水率为23%;

4、静仃消解12小时，轮碾活化15分钟;

5、经压力成型机成型;压力成型机的压力为22.9MPa;振动成型为4分钟;

6、将成型坯体放入到50℃以上的干热室内进行干热8小时，以提高其蒸汽处理前的初始强度;

7、将干热后的成型坯体根据4-10-2制度即经过4小时的升温过程，使其温度达到95℃，恒温10小时，再进行2小时的降温过程。

8、钢渣空芯砌块出釜

出釜后按产品质量标准进行强度等性能试验，其抗压强度与（GB8238-87）相比，见表1;耐水性与强度的关系见表2;含水率见表3;抗冻性见表4;机械性能见表5;抗渗性见表6。

实施例2。用平炉钢渣生产空芯砌块规格：240×115×53（mm）;原料重量配合比：粉状钢渣62%，含碳量小于5%的粉煤灰20%，高炉重矿渣10%，比表面积大于3800Cm²/g的生石灰5%，比表面积大于3800Cm²/g的石膏3%;

制作步骤及工艺：

1、将平炉钢渣破碎成粉状，使其粒度小于5mm;

2、粉状钢渣经磁选，使其含金属铁量小于1%;

3、将上述各原料按其重量比进行混合，搅拌均匀后加水拌合10分钟，加水至含水率达21%;

4、静仃消解13小时，轮碾活化15分钟;

5、经压力成型机成型，成型压力23.9MPa;

6、将成型坯放入压力为0.8MPa，温度为174℃的蒸汽釜中，按2-8-2制度操作，即2小时升温，8小时恒温，2小时降温;

7、钢渣空芯砌块出釜;

出釜后，经进行强度等性能试验，其抗压强度与（GB8238-87）比较见表8，机械性能见表5，抗冻性见表4，单重和容重见表7，抗渗性同表6。

用平炉钢渣生产空芯砌块，也可采用自然养护，同样，还能生产建筑用其它材料。如铺路、制预制板等。

用平炉钢渣生产建筑用空芯砌块做墙体材料，即能使物尽其用、节省能源、成本较用水泥生产成本降低60%以上，使所生产的产品体轻、质高，符合国家标准，还拓宽了生产墙体材料的原料来源，节省堆场占地，减少管理，排渣等费用及环境污染，具有显著的经济效益和社会效益。

平炉钢渣空芯砌块工艺参数、养护制度与产品强度的关系

表1－1

砌块规格mm

混合料含水量（％）

混合料消解时间（小时）

混合料轮碾时间（分）

成型水份（％）

lm振动合成型2860次／分

半成品静停时间（小时）

390×190×190空隙率39％

水料比0.2

15

23～25

振动成型3～5分钟

8

平炉钢渣空芯砌块工艺参数、养护制度与产品强度的关系

表1－2

抗压强度Mpa（Kgf/cm²）			GB8238－87国标		备注
						蒸养强度	五块平均强度	五块最小值	五块平均强度	五块最小值
7.5(76)												经4－10－2蒸养后的抗压强度。
					8.9(91)
8.0(82)
					7.4(75)
8.1(83)	7.9(81)	7.5(76)	7.5(76)	6.0(61)
					7.2(73)						蒸养后经96小时泡水合格后的抗压强度
8.5(87)
					8.6(88)
8.7(89)
					8.6(88)	8.5(87)	7.2(73)	7.5(76)	6.0(61)
8.2(84)												经蒸汽养护后在-20℃冷冻5小时为一次冻融反复15次后的抗压强度
					7.6(77)
8.6(88)
					7.3(74)
7.5(76)	8.0(82)	7.3(74)	7.5(76)	6.0(61)

平炉钢渣空芯砌块耐水性与强度关系：

表2

平炉钢渣空芯砌块的含水率：

表3

平炉钢渣空芯砌块抗冻性：

表4

平炉钢渣空芯砌块工艺参数、养护制度与产品强度的关系

表8－1

砌块规格mm

混合料含水量（％）

混合料消解时间（小时）

混合料轮碾时间（分）

成型水份（％）

成型压力Mpa（Kgf/cm²）

半成品静停时间（小时）

轮碾后容重（Kg/m³）

240×115×53空隙率24％

21～28

14～16

15

18～20

21.9～23.9(220～240)

12

900

平炉钢渣空芯砌块工艺参数、养护制度与产品强度的关系

表8－2

抗压强度Mpa（gf/cm²）			GB8238－87国标		备注
						出釜强度	五块平均强度	五块最小值	五块平均强度	五块最小值
140(143)												经高压釜处理后的抗压强度。
					12.7(130)
12.8(130)
					11.5(118)
11.1(118)	12.3(126)	11.1(114)	10.0(102)	8.0(180)
					12.9(132)						新产品出釜后泡水96小时后的抗压强度。
12.5(128)
					11.9(122)
10.9(103)
					11.2(115)	11.5(118)	11.2(115)	10.0(102)	8.0(82)

平炉钢渣空芯砌块工艺参数、养护制度与产品强度的关系

续表8－3

抗压强度Mpa（Kgf/cm²）			GB8238－87国标		备注
						出釜强度	五块平均强度	五块最小值	五块平均强度	五块最小值
18.7(191)												浸水3小时经105℃干燥为一次、干湿循环反复15次，干后的抗压强度。
					22.9(234)
23.1(236)
					20.9(205)
18.4(188)	20.5(210)	20.9(205)	15.0(153)	12.0(123)
					14.9(152)						浸水3小时后在零下20℃冻5小时为一次冻触反复15次，干后抗压强度。
12.3(126)
					19.8(203)
10.9(112)
					11.7(120)	13.9(142)	10.9(112)	10.0(102)	8.0(82)
17.4(128)												经105℃烘干至恒温的抗压强度。
					22.1(226)
10.4(162)
					26.6(276)
16.6(120)	19.7(202)	16.3(167)	15.0(153)	12.0(123)

Claims

1、一种用平炉钢渣生产空芯砌块的方法，其特征在于各种原料重量配合比为：粉状钢渣占60～65%，粉煤灰占10～25%，重矿渣占8～12%，生石灰占4～7%，石膏占3～5%，经混合搅拌，加水拌合至混合料中的含水率达21～25%，轮碾活化、静仃消解、成型，在压力为0.7～1.0MPa、温度在173℃～175℃的釜中，进行蒸压处理或将坯体首先放入50℃～55℃干热环境中静仃，然后在不低于95℃、压力≥0.01MPa的条件下进行蒸养处理。

2、根据权利要求1所述的用平炉钢渣生产空芯砌块的方法，其特征在于粉状钢渣粒度要求小于5mm，并使其含金属铁量要＜1%。

3、根据权利要求1所述的用平炉钢渣生产空芯砌块的方法，其特征在于粉煤灰中含碳量要≤5%。

4、根据权利要求1所述的用平炉钢渣生产空芯砌块的方法，其特征在于重矿渣的粒度要＜5mm。