CN108264250A - 一种利用钢渣生产水泥的方法 - Google Patents

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夏本军
尹丽
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Abstract

本发明公开了一种利用钢渣生产水泥的方法，它是将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将水泥熟料和添加剂粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和添加剂粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉＝60～80︰0～18︰3～6混合均匀即得。本发明方法解决了钢渣堆砌造成的环境污染问题以及水泥生产遇到的资源短缺问题，为钢渣处理找到了一条有效途径，具有很好的经济价值和社会价值。

Description

一种利用钢渣生产水泥的方法
技术领域
本发明涉及一种利用钢渣生产水泥的方法，属于钢渣处理及建筑材料技术领域。
背景技术
钢渣是炼钢的副产物，钢渣中氧化钙主要生成硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、蔷薇辉石(C3MS)及橄榄石(CRS)等矿物。钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)，其两者含量在50％以上。不同点在于钢渣的生成温度为1560℃以上，而硅酸盐水泥熟料的生成温度在1460℃左右。钢渣的生成温度高，其结晶致密、晶粒较大，水化速度缓慢。有人称钢渣为过烧硅酸盐水泥熟料。我国自1974年开始生产钢渣水泥并应用于建筑工程中。我国的国家标准中对钢渣水泥是如下定义的:钢渣矿渣水泥(简称钢渣水泥)是以钢渣、粒化高炉渣为主要组分，加入适量硅酸盐水泥熟料和石中膏，磨细制成水硬性胶凝材料。
钢渣作为钢铁生产的副产品，其产量是较大的，钢渣的堆积侵占了大量的土地，另一方面，钢渣中的硅、锰、磷、硫等物质渗入到地下，也会对环境造成破坏。因此将钢渣作为水泥生产原料是将钢材生产中产生的钢渣进行废物利用，是可持续发展和循环经济发展有效手段，使环境保护和经济发展能够协调进行。
虽然钢渣与水泥的组分相似，但由于钢渣中含有游离氧化钙等不稳定物质，在水泥混凝土中，传统的钢渣粉或钢渣水泥其初期水硬活性低，后期强度增长的同时又具有膨胀等不稳定性能，这严重影响了钢渣水泥的推广与应用。同时由于矿物相的不同，钢渣的活性极低，因此，如何实现钢渣潜在胶凝性能的激发，且保证钢渣再利用过程中的经济性，降低能耗，是钢渣循环再利用的关键。
发明内容
有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供一种利用钢渣生产水泥的方法，解决现有钢渣水泥前期活性低，后期不稳定的缺点，从而推广钢渣水泥的应用，减少钢渣产生的污染，提高其综合利用的附加值。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将水泥熟料和添加剂粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和添加剂粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉＝60～80︰0～18︰3～6混合均匀即得。
进一步的，所述钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉的质量比为65～78︰5～15︰4～5。
进一步的，所述钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉的质量比为78︰12︰5。
进一步的，所述水泥熟料为通用硅酸盐水泥熟料。
进一步的，所述水泥熟料为低碱水泥熟料。
进一步的，所述水泥熟料为中抗硫酸盐水泥熟料。
进一步的，所述添加剂选自二水石膏和明矾石。
进一步的，所述钢渣粉磨时可加入钢渣质量0.4～0.6倍的高炉矿渣一起粉磨。高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废渣，由脉石、灰分、助熔剂和其它不能进入生铁中的杂质组成，有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，显示出水硬胶凝性能，是优质水泥原料。因此在钢渣中加入高炉矿渣一起粉磨，为高炉矿渣的再利用又提供了一种新的方法。
与现有技术相比，本发明提供了一种利用钢渣生产水泥的方法，解决了钢渣堆砌造成的环境污染问题以及水泥生产遇到的资源短缺问题，为钢渣处理找到了一条有效途径，其生产的钢渣水泥不仅具有与矿渣硅酸盐水泥相同的物理力学性能，而且具有后期强度高、水化热低、耐磨性好、抗渗性好、耐腐蚀等一系列特性，具有很好的经济价值和社会价值。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。应当指出的是，下述优选实施例不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
实施例1：
将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将低碱水泥熟料和二水石膏粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和二水石膏粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰二水石膏粉＝60︰5︰3混合均匀即得本发明钢渣水泥。
检测上述钢渣水泥的安定性合格。取1263重量份的钢渣水泥产品与480份重量份的标准砂混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度22.8MPa,28天强度46.7MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的钢渣水泥产品符合建筑用水泥材料的要求。
实施例2：
将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将通用硅酸盐水泥熟料和二水石膏粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和二水石膏粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰二水石膏粉＝65︰15︰4混合均匀即得本发明钢渣水泥。
检测上述钢渣水泥的安定性合格。取1216重量份的钢渣水泥产品与480份重量份的标准砂混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度23.1MPa,28天强度46.9MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的钢渣水泥产品符合建筑用水泥材料的要求。
实施例3：
将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将中抗硫酸盐水泥熟料和明矾石粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和明矾石粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰明矾石粉＝78︰12︰5混合均匀即得本发明钢渣水泥。
检测上述钢渣水泥的安定性合格。取1254重量份的钢渣水泥产品与480份重量份的标准砂混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度23.7MPa,28天强度47.1MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的钢渣水泥产品符合建筑用水泥材料的要求。
实施例4：
将钢渣质量0.4～0.6倍的高炉矿渣加入钢渣中一起粉磨成钢渣矿渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将通用硅酸盐水泥熟料和二水石膏粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣矿渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和二水石膏粉按照质量比钢渣矿渣粉︰水泥熟料粉︰二水石膏粉＝80︰18︰6混合均匀即得本发明钢渣水泥。
检测上述钢渣水泥的安定性合格。取1186重量份的钢渣水泥产品与480份重量份的标准砂混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度23.3MPa,28天强度47.1MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的钢渣水泥产品符合建筑用水泥材料的要求。
上述四个实施例中的钢渣水泥均能满足建筑用水泥材料的要求，均为合格实施例，说明技术可实施性较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：将钢渣粉磨成钢渣粉，使其细度达到以下要求：0.08mm方孔筛，筛余量≤0.5％；0.045mm方孔筛，筛余量≤8％，其比表面积≥400m2/kg；将水泥熟料和添加剂粉磨至比表面积为250～600m2/kg，然后再将钢渣粉与粉磨后的水泥熟料粉和添加剂粉按照质量比钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉＝60～80︰0～18︰3～6混合均匀即得。
2.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉的质量比为65～78︰5～15︰4～5。
3.根据权利要求2所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述钢渣粉︰水泥熟料粉︰添加剂粉的质量比为78︰12︰5。
4.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述水泥熟料为通用硅酸盐水泥熟料。
5.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述水泥熟料为低碱水泥熟料。
6.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述水泥熟料为中抗硫酸盐水泥熟料。
7.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于：所述添加剂选自二水石膏和明矾石。
8.根据权利要求1所述的一种利用钢渣生产水泥的方法，其特征在于:所述钢渣粉磨时加入钢渣质量0.4～0.6倍的高炉矿渣一起粉磨。
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李灿华等: "《钢渣处理及资源化利用技术》", 30 June 2016, 中国地质大学出版社 *

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