CN109250930B - 一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法，包括以下步骤：(1)将S75级矿渣粉原料烘干，得到干燥矿渣粉；(2)对干燥矿渣粉进行分级处理，得到矿渣微粉；(3)将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，得到S95级矿渣粉。本发明提供的方法可以优化低品位矿渣粉的孔隙结构，从而提高其胶凝活性，制备出早期强度高的矿渣粉。使用本发明方法得到的矿渣粉7d活性指数≥85％，最高可达91％，是GB/T18046‑2017中S95级矿渣粉7d活性指数规定值的1.25～1.3倍；28d活性指数≥95％，是原矿渣粉活性指数的1.08～1.11倍。

Description

一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法。
背景技术
高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝后变为粒状物，其主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、MgO和Fe2O3等氧化物，通常还含有少量的硫化物如CaS等。矿渣粉掺入混凝土后，可以改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，降低由水化热引起的温升，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。
矿渣用于水泥混凝土时，能够减少胶结材中水泥的用量，减少水泥熟料用量，使混凝土的成本降低10～15％。因此生产矿渣微粉具有很高的经济价值。
矿渣粉共分为S105、S95、S75三个级别，其中S75级矿渣粉为低品位矿渣粉，其7d活性指数≥55％，28d活性指数≥75％；S95级矿渣粉的7d活性指数≥70％，28d活性指数≥95％。活性指数是反映矿渣粉品质的重要指标。然而矿渣在生产、制备、储存过程中因原材料成分波动、粉磨过粗、存储时间久等原因造成矿渣粉胶凝活性下降，从而降低了矿渣高附加值资源化利用水平。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法。本发明提供的方法可以提高低品位矿渣粉的胶凝活性，制备满足国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中S95级的矿渣粉。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法，包括以下步骤：
(1)将S75级矿渣粉原料烘干，得到干燥矿渣粉；
(2)对干燥矿渣粉进行分级处理，得到矿渣微粉；
(3)将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，得到S95级矿渣粉。
优选的，所述步骤(1)中S75级矿渣粉原料的7d活性指数≥55％，28d活性指数≥75％。
优选的，所述步骤(1)中烘干的温度为100～105℃。
优选的，所述步骤(1)中干燥矿渣粉的含水量小于1％。
优选的，所述步骤(2)中的分级处理为使用气流分级机对干燥矿渣粉进行分级，所述气流分级机的转速为2000～3000r/min。
优选的，所述步骤(2)中矿渣微粉的中位径D(50)≤5μm，矿渣微粉的密度≥2.8g/cm3。
优选的，所述步骤(3)中矿渣微粉与S75级矿渣粉原料的质量比为1:1～1.5。
优选的，所述步骤(3)中S95级矿渣粉的7d活性指数≥85％，28d活性指数≥95％。
本发明提供了一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法，本发明提供的方法可以优化低品位矿渣粉的孔隙结构，从而提高其胶凝活性，制备出早期强度高的高品位矿渣粉。S75级低品位矿渣粉使用本发明方法处理后，得到的矿渣粉7d活性指数≥85％，最高可达91％，是GB/T18046-2017中S95级矿渣粉7d活性指数规定值的1.25～1.3倍；28d活性指数≥95％，是原矿渣粉活性指数的1.08～1.11倍。
具体实施方式
本发明提供了一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法，包括以下步骤：
(1)将S75级矿渣粉原料粉烘干，得到干燥矿渣粉；
(2)对干燥矿渣粉进行分级处理，得到矿渣微粉；
(3)将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，得到S95级矿渣粉。
本发明将S75级矿渣粉原料烘干，得到干燥矿渣粉。在本发明中，所述S75级矿渣粉原料为低品位矿渣粉，其7d活性指数优选≥55％，28d活性指数优选≥75％，其他技术指标符合国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》。在本发明中，所述烘干的温度优选为100～105℃，更优选为102～104℃；所述干燥矿渣粉的含水量优选小于1％，更优选小于0.8％。本发明对所述烘干的方式没有特殊要求，使用本领域常规的烘干方式使干燥矿渣粉的含水量达到要求即可。
得到干燥矿渣粉后，本发明对所述干燥矿渣粉进行分级处理，得到矿渣微粉。在本发明中，所述分级处理优选使用气流分级机对干燥矿渣粉进行分级，所述气流分级机的转速优选为2000～3000r/min，更优选为2200～2800r/min。本发明优选使用螺旋给料机将干燥矿渣粉送入气流分级机进行分级。在本发明中，所述矿渣微粉的中位径D(50)优选≤5μm，更优选≤4μm；所述矿渣微粉的密度优选≥2.8g/cm3，更优选≥3.0g/cm3。本发明优选使用激光粒度分析仪对矿渣微粉的中位径进行测量。
得到矿渣微粉后，本发明将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，得到S95级矿渣粉。在本发明中，所述矿渣微粉与S75级矿渣粉原料的质量比优选为1:1～1.5，更优选为1:1.2～1.4；所述S95级矿渣粉的7d活性指数优选≥85％，28d活性指数优选≥95％。本发明对混合的方式没有具体要求，使用本领域熟知的混合方式将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合均匀即可。本发明通过将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，可以优化低品位矿渣粉的孔隙结构，从而提高其胶凝活性。
下面结合实施例对本发明提供的提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)以某钢铁厂符合国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中S75级的高炉矿渣粉为原料，化学成分见表1，并将矿渣粉烘干至水分小于1％，得到干燥矿渣粉；
所述高炉矿渣粉的中位径D(50)为10.56μm，密度为2.86g/cm3，勃氏比表面积为450m2/kg；
表1高炉矿渣粉的化学组成
Figure BDA0001865520180000031
(2)通过螺旋给料机将干燥矿渣粉送入气流分级机进行分级，分级机转子转速控制在2500r/min，制备出矿渣微粉；其中位径D(50)为1.72μm；
(3)将上述步骤制得的矿渣微粉与S75级矿渣粉原料按照质量比1:1.5混合均匀，得到S95级矿渣粉。
性能试验：将上述制备的S95级矿渣粉等质量取代标准水泥50％，水泥的化学组成见表2。依据国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行性能试验，试验时水胶比为0.5，砂胶比为3。将试验结果列于表3中；其中水泥的化学组成见表2，试验时水胶比为0.5，砂胶比为3。
表2水泥的化学组成
Figure BDA0001865520180000041
实施例2
(1)以某钢铁厂符合国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中S75级的高炉矿渣粉为原料，化学成分见表1，并将矿渣粉烘干至水分小于1％，得到干燥矿渣粉：
所述高炉矿渣粉的中位径D(50)为10.56μm，密度为2.86g/cm3，勃氏比表面积为450m2/kg；
(2)通过螺旋给料机将干燥矿渣粉送入气流分级机进行分级，分级机转子转速控制在2500r/min，制备出矿渣微粉；其中位径D(50)为1.72μm；
(3)将上述步骤制得的矿渣微粉与原矿渣粉按照质量比1:1混合均匀，得到S95级矿渣粉。
性能试验：将上述制备的S95级矿渣粉等质量取代标准水泥50％，水泥的化学组成见表2。依据国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行性能试验，将试验结果列于表3中；其中水泥的化学组成见表2，试验时水胶比为0.5，砂胶比为3。
对比例
称取450g标准水泥作为对比例1，使用225gS75级的高炉矿渣粉与225g标准水泥混合均匀作为对比例2，依据国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》分别对对比例1、对比例2进行性能试验，将所得结果列于表3中，并与本发明实施例1、实施例2所得试验结果进行比较。其中高炉矿渣粉化学成分见表1，水泥的化学组成见表2，试验时水胶比为0.5，砂胶比为3。
表3实施例与对比例试验结果
Figure BDA0001865520180000051
上述表3表明：本发明可以制备出满足国家标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中的S95级矿渣粉，且本发明方法得到的矿渣粉7d活性指数最高可达91％，是GB/T18046-2017中S95级矿渣粉7d活性指数规定值的1.3倍；同时，掺加该矿渣粉显著提高了胶凝材料的早期强度，对早强型水泥混凝土有一定的推广应用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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。

Claims (6)

1.一种提高低品位矿渣粉胶凝活性的方法，包括以下步骤：
(1)将S75级矿渣粉原料烘干，得到干燥矿渣粉；
(2)对干燥矿渣粉进行分级处理，得到矿渣微粉；所述矿渣微粉的中位径D(50)≤5μm，矿渣微粉的密度≥2.8g/cm3；
(3)将矿渣微粉与S75级矿渣粉原料混合，得到S95级矿渣粉；
所述矿渣微粉与S75级矿渣粉原料的质量比为1:1～1.5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中S75级矿渣粉原料的7d活性指数≥55％，28d活性指数≥75％。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中烘干的温度为100～105℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中干燥矿渣粉的含水量小于1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的分级处理为使用气流分级机对所述干燥矿渣粉进行分级，所述气流分级机的转速为2000～3000r/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中S95级矿渣粉的7d活性指数≥85％，28d活性指数≥95％。
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