CN110386798A - 一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法 - Google Patents

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王上
胡月阳
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Abstract

本发明公开了一种碱矿渣‑钢渣轻质砌块的制备方法，所述方法包括：按比例称取矿渣和钢渣，将其混合均匀，得到混料；按碱含量4.5％配置碱激发剂，按水灰比＝0.32配置水，将碱激发剂和水加入至混料中，搅拌，最后加入发泡剂或陶粒，搅拌混匀，得到浆体；将浆体倒入模具中，采用蒸汽养护24h，锯去溢出模具的部分，脱模后，继续蒸汽养护，即得。本发明的制备方法采用矿渣和钢渣为主要原料，碱激发的方式激发其活性，加入适量的发泡剂，蒸汽养护制备得到碱矿渣‑钢渣轻质砌块。解决钢渣的利用问题，减轻其对环境的困扰，同时推动绿色建筑的发展。

Description

一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法
技术领域
本发明属于轻质砌块制备工艺领域，具体涉及一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法。
背景技术
近年来，我国将大宗工业固体废物综合利用纳入了节能环保战略性新兴产业范畴，对大宗工业固体废弃物资源综合利用的意义给予了高度肯定，明确提出坚持节约资源和保护环境的基本国策，做好工业固废等大宗废弃物资源化利用。钢渣作为大宗工业固体废弃物之一，其粉磨能耗高，安定性不足，活性低，使得其当前利用率不足10％，在很多城市堆积存放，已是泛滥成灾。但钢渣中的C3S、C2S、C4AF、C2F等矿物成分使得钢渣具有一定的胶凝活性。与矿渣配合使用，两者具有相互促进作用。
据统计，当前建筑能耗约占全球资源的40％，中国有1/3左右的能源在建筑行业被消耗，水泥消耗量占全球的一半，此外还产生了大量的温室气体。建筑业的节能减排，发展绿色建筑，需从材料做起。墙体材料是建筑物的主体材料，采用工业废渣做墙体材料不仅可以具有良好的保温隔热性能，而且能够有效降低建筑物的能耗。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，采用矿渣和钢渣为主要原料，碱激发的方式激发其活性，加入适量的发泡剂，蒸汽养护制备得到碱矿渣-钢渣轻质砌块。解决钢渣的利用问题，减轻其对环境的困扰，同时推动绿色建筑的发展。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)按矿渣：钢渣的质量比＝6:4称取矿渣和钢渣，将其混合均匀，得到混料；
步骤2)按碱含量4.5％配置碱激发剂，按水灰比＝0.32配置水，将碱激发剂和水加入至步骤1)得到的混料中，搅拌，最后加入发泡剂或陶粒，搅拌混匀，得到浆体；
步骤3)将步骤2)得到的浆体倒入模具中，采用蒸汽养护24h，锯去溢出模具的部分，脱模后，继续蒸汽养护，即得。
优选地，步骤1)所述矿渣的粒径≤36μm，所述钢渣的粒径≤32μm。
优选地，步骤2)所述碱激发剂为水玻璃、NaOH、Na2CO3、Na3PO4或Na2SO4。
优选地，所述水玻璃的模数为2.0。
优选地，步骤2)所述发泡剂为30％质量分数的过氧化氢，其掺量为步骤1)所述混料质量的3％。
优选地，步骤2)所述陶粒的粒径为5～15mm，堆积密度为497kg/m3，筒压强度为4.5MPa，1h的吸水率为9.3％。
优选地，步骤3)所述蒸汽养护的温度为60℃。
优选地，步骤3)所述模具的规格为40mm×40mm×160mm。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用矿渣和钢渣作为原料，有利于实现工业固体废弃物的有效利用，碱性试剂激发，加以发泡剂，蒸汽养护制得轻质砌块，制备工艺简单，能耗低。
(2)矿渣、钢渣组合可以相互促进反应，有利于胶凝体系的水化。
(3)蒸汽养护可以调控水化反应的温度，温度过低过高均不利于试件的成型。
附图说明
图1为碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步阐述。
一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)按矿渣：钢渣的质量比＝6:4称取矿渣和钢渣，将其混合均匀，得到混料。
所述矿渣的粒径≤36μm，平均粒径为17.52μm，所述钢渣的粒径≤32μm，平均粒径为14.89μm。
(2)按碱含量4.5％配置碱激发剂，按水灰比＝0.32配置水，将碱激发剂和水加入至(1)得到的混料中，搅拌，最后加入发泡剂或陶粒，搅拌混匀，得到浆体。
(3)将(2)得到的浆体倒入40mm×40mm×160mm的模具中，置于蒸养箱内，采用60℃蒸汽养护24h，锯去溢出模具的部分，脱模后，继续60℃蒸汽养护，即得。
实施例1
称取1000g模数为3.3的水玻璃，加入70.9g的NaOH，配制得到模数为2.0的水玻璃，室温下放置24h后取用。然后按如下组分，进行砌块的制备：
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min后加入水玻璃和水，慢搅2min，静停15s，快搅2min，再加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，快搅40s，倒入40mm×40mm×160mm的模具中，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，锯去溢出模具的部分，使得试件成型尺寸为40mm×40mm×160mm，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
实施例2
称取23.23g的NaOH，取100g的水将其溶解，冷却至室温后备用。按照如下组分，进行砌块的制备：
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min，加入NaOH溶液和剩下的水，慢搅2min，静停15s，快搅2min。加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，快搅40s，倒入40mm×40mm×160mm的模具中，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，锯去溢出模具的部分，使得试件成型尺寸为40mm×40mm×160mm，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
实施例3
称取30.77g的Na2CO3，取100g的水将其溶解，冷却至室温后备用。按照如下组分，进行砌块的制备：
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min，加入Na2CO3溶液和剩下的水，慢搅2min，静停15s，快搅2min。加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，快搅40s，倒入40mm×40mm×160mm的模具，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，锯去溢出模具的部分，使得试件成型尺寸为40mm×40mm×160mm，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
实施例4
称取31.74g的Na3PO4，取100g的水将其溶解，冷却至室温后备用。按照如下组分，进行砌块的制备：
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min，加入Na3PO4溶液和剩下的水，慢搅2min，静停15s，快搅2min。加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，快搅40s，倒入40mm×40mm×160mm的模具中，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，锯去溢出模具的部分，使得试件成型尺寸为40mm×40mm×160mm，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
实施例5
称取41.23g的Na2SO4，取100g的水将其溶解，冷却至室温后备用。按照如下组分，进行砌块的制备：
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min，加入Na2SO4溶液和剩下的水，慢搅2min，静停15s，快搅2min。加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，快搅40s，倒入40mm×40mm×160mm的模具中，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，锯去溢出模具的部分，使得试件成型尺寸为40mm×40mm×160mm，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
实施例6
称取553g的陶粒，置于40目的筛子中，用自来水淋洗至陶粒完全湿润。盖上毛巾，放置3h后取用。
其中，陶粒的粒径为5～15mm，堆积密度为497kg/m3，筒压强度为4.5MPa，1h的吸水率为9.3％。
按照如上配比称料，在水泥净浆搅拌机中，矿渣、钢渣干料混合3min，加入之前湿润好的陶粒和水玻璃溶液，慢搅2min，静停15s，快搅2min。倒入40mm×40mm×160mm的模具，置于蒸养箱内，60℃养护24h后，拆模，再置于蒸汽养护箱中，继续60℃蒸汽养护3d，即得。
测试例1
将实施例1～6制得的砌块采用GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》测量试件的干密度、抗折强度、抗压强度。所得结果由下表1所示。
表1 碱矿渣-钢渣轻质砌块的性能表征
由表1可知，实施例1～6制得的砌块符合GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》标准。

Claims (8)

1.一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)按矿渣：钢渣的质量比＝6:4称取矿渣和钢渣，将其混合均匀，得到混料；
步骤2)按碱含量4.5％配置碱激发剂，按水灰比＝0.32配置水，将碱激发剂和水加入至步骤1)得到的混料中，搅拌，最后加入发泡剂或陶粒，搅拌混匀，得到浆体；
步骤3)将步骤2)得到的浆体倒入模具中，采用蒸汽养护24h，锯去溢出模具的部分，脱模后，继续蒸汽养护，即得。
2.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤1)所述矿渣的粒径≤36μm，所述钢渣的粒径≤32μm。
3.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)所述碱激发剂为水玻璃、NaOH、Na2CO3、Na3PO4或Na2SO4。
4.根据权利要求3所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，所述水玻璃的模数为2.0。
5.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)所述发泡剂为30％质量分数的过氧化氢，其掺量为步骤1)所述混料质量的3％。
6.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)所述陶粒的粒径为5～15mm，堆积密度为497kg/m3，筒压强度为4.5MPa，1h的吸水率为9.3％。
7.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤3)所述蒸汽养护的温度为60℃。
8.根据权利要求1所述的一种碱矿渣-钢渣轻质砌块的制备方法，其特征在于，步骤3)所述模具的规格为40mm×40mm×160mm。
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