CN111777352A - 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用 - Google Patents

钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111777352A
CN111777352A CN202010644839.4A CN202010644839A CN111777352A CN 111777352 A CN111777352 A CN 111777352A CN 202010644839 A CN202010644839 A CN 202010644839A CN 111777352 A CN111777352 A CN 111777352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aggregate
concrete
powder
solid waste
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010644839.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111777352B (zh
Inventor
姚效云
王帆
朱剑波
吴振军
贺海量
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maanshan Magang Jiahua Commercial Concrete Co ltd
Original Assignee
Maanshan Magang Jiahua Commercial Concrete Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maanshan Magang Jiahua Commercial Concrete Co ltd filed Critical Maanshan Magang Jiahua Commercial Concrete Co ltd
Priority to CN202010644839.4A priority Critical patent/CN111777352B/zh
Publication of CN111777352A publication Critical patent/CN111777352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111777352B publication Critical patent/CN111777352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/026—Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明公开了一种钢铁冶炼风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用，通过将钢铁冶炼废渣制成含微粉的超细集料，作为混凝土的掺合料与细集料补充，采用立磨联用球磨方式制备得到的复合微粉超细集料，在研磨过程中加入分散促活剂应用于混凝土中有显著的强度与耐久性促进功能，在提升混凝土质量的基础上优化混凝土原材料成本。其加工技术简单、成本低，更可以直接降低混凝土生产成本。本发明将推动钢铁风淬渣的资源化、高值化以及规模化利用；其作为掺合料替代品和细骨料补充组分用于混凝土，节约资源、能源和减排CO2的效果突出，经济效益和改善环境效果十分显著。

Description

钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用
技术领域
本发明属于混凝土新材料技术领域，具体涉及一种钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用。
背景技术
转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。由于转炉炼钢速度快，负能炼钢，节约能源，故转炉炼钢成为当代炼钢的主流。转炉炼钢在推动着社会进步的同时也产生了一系列的环境污染。转炉炼钢的过程中，每年都产生大量的炼钢转炉渣，这些炼钢转炉渣成分复杂多变，含有的凝性矿物较少且活性较低，所含的氧化镁和氧化钙易引起安定性不良，使得炼钢转炉渣的综合利用比较困难。数量巨大的炼钢转炉渣只有少量被利用，剩余的大多数被堆积起来，不仅占用大量耕地，同时污染大气和水源，带来越来越多的环境问题，转炉渣的资源化应用已成为如今亟待解决的问题。
现有研究学者提出将风淬渣应用在建筑材料。但在混凝土或者砂浆中直接使用时，会与氧、二氧化碳以及水发生反应，反应生成的产物体积膨胀，硬化后的混凝土或者砂浆因局部体积膨胀产生暴裂而导致结构破坏甚至失效，严重的会带来建筑或者路桥崩塌事故。
因此，开发新的钢铁冶炼风淬渣的绿色加工技术，优化微观形貌结构与成分特性，使其可以安全稳定地应用于基础建设中大宗使用的混凝土与砂浆中，既解决了大宗炼铁工业固废的资源化处置问题，又为基础建设提供了所需的关键材料，是衔接上下游、促进环保绿色发展战略的有益之举。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：将钢铁废渣制备为复合微粉的超细集料，合理有效的应用在混凝土中，减少钢铁废渣对环境的污染。
为解决钢铁废渣制备超细集料的技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其制备方法包括以下步骤：
S1.将钢铁固废与活化剂混合得到混合物；钢铁固废需要经过促活和中和反应，消除钢铁固废中游离氧化镁和氧化钙对混凝土的影响。
S2.采用立磨机研磨上述混合物，研磨时间为20-45分钟，负压收集粒径在45微米以下的微粉，其它余料进入球磨机；立磨机制出的余料微观结构包含较多尖锐表面，不便于作为混凝土的细集料进行使用。
S3.将上述余料导入球磨机研磨，研磨时间为10-30分钟，研磨时通入含 30％-60％二氧化碳的空气循环气氛，继续负压收集粒径在45微米以下的微粉，同时自动筛分球磨机内得到的细度模数为1.0-2.2的超细集料；球磨机可将立磨机研磨得到的余料进行圆整，同时研磨过程获得更细的微粉，二氧化碳空气气氛用于辅助活化剂消除不安定的游离氧化镁和氧化钙。
S4.将立磨机和球磨机负压收集到的微粉按2％-20％的比例加入上述超细集料，即得到复合微粉超细集料。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述活化剂包括熟石灰、石英粉、粉末聚醚分散剂和聚乙烯吡络烷酮，其所占钢铁固废比重分别为1％～5％、1％～10％、0.1％～1.5％、0.01％～0.1％。活化剂合理激发钢铁废渣在混凝土中应用时产生的胶结反应并抑制体积膨胀效应，有效的避免了对混凝土质量的影响。
为实现钢铁废渣合理有效的应用在混凝土中，减少钢铁废渣对环境的污染，本发明提供如下技术方案：一种钢铁风淬固废制复合微粉超细集料在混凝土中的应用，将上述的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料替代掺合料与补充部分细骨料，生产混凝土，所述超细集料和硅酸盐水泥的重量比例在1：3 到1：1之间。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过将钢铁冶炼废渣制成含微粉的超细集料，作为混凝土的掺合料与细集料补充，采用立磨联用球磨方式制备得的复合微粉超细集料，在研磨过程中加入分散促活剂的使用，在混凝土中有显著的强度与耐久性促进功能，在提升混凝土质量的基础上优化混凝土原材料成本。其加工技术简单、成本低，更可以直接降低混凝土生产成本。本发明将推动钢铁风淬渣的资源化、高值化以及规模化利用；其作为掺合料替代品和细骨料补充组分用于混凝土，节约资源、能源和减排CO2的效果突出，经济效益和改善环境效果十分显著。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
实施例1
本实施例的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其制备方法包括以下步骤：
S1.将钢铁风淬渣预破碎至5mm以下的小颗粒与活化剂混合得到混合物；
S2.采用立磨机研磨上述混合物，研磨时间为25分钟，负压收集粒径在 45微米以下的微粉，其它余料进入球磨机；
S3.将上述余料导入球磨机研磨，研磨时间为30分钟，研磨时通入含30％二氧化碳的空气循环气氛，继续负压收集粒径在45微米以下的微粉，同时自动筛分球磨机内得到的细度模数为1.0的超细集料；
S4.将立磨机和球磨机负压收集到的微粉按10％的比例加入上述超细集料，即得到复合微粉超细集料。
活化剂包括熟石灰、石英粉、粉末聚醚分散剂和聚乙烯吡络烷酮，其所占钢铁固废比重分别为3％、1.5％、0.45％、0.03％。活化剂抑制钢铁废渣在混凝土中使用时产生反应，有效的避免了对混凝土质量的影响。
将所制备的复合微粉超细集料应用于每立方C30泵送混凝土生产，P.O.42.5水泥用265公斤，微粉集料450公斤，进行配置。所制得混凝土初始坍落度/扩展度为230/620mm，1小时后坍落度/扩展度为220/590mm，包裹性好，比重2.40，7天抗压强度25.6MPa，28天抗压强度36.5MPa，均满足设计要求。
实施例2
本实施例的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其制备方法包括以下步骤：
S1.将钢铁风淬渣预破碎至5mm以下的小颗粒与活化剂混合得到混合物；
S2.采用立磨机研磨上述混合物，研磨时间为35分钟，负压收集粒径在 45微米以下的微粉，其它余料进入球磨机；
S3.将上述余料导入球磨机研磨，研磨时间为20分钟，研磨时通入含45％二氧化碳的空气循环气氛，继续负压收集粒径在45微米以下的微粉，同时自动筛分球磨机内得到的细度模数为1.6的超细集料；
S4.将立磨机和球磨机负压收集到的微粉按20％的比例加入上述超细集料，即得到复合微粉超细集料。
活化剂包括熟石灰、石英粉、粉末聚醚分散剂和聚乙烯吡络烷酮，其所占钢铁固废比重分别为2％、1％、0.3％、0.02％。活化剂抑制钢铁废渣在混凝土中使用时产生反应，有效的避免了对混凝土质量的影响。
将所制备的复合微粉超细集料应用于每立方C30泵送混凝土生产， P.O.42.5水泥用235公斤，微粉集料500公斤，混凝土初始坍落度/扩展度为245/650mm，1小时后坍落度/扩展度为235/635mm，包裹性好，比重2.45，7 天抗压强度27.8MPa，28天抗压强度39.7MPa，均满足设计要求。
实施例3
本实施例的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其制备方法包括以下步骤：
S1.将钢铁风淬渣预破碎至5mm以下的小颗粒与活化剂混合得到混合物；
S2.采用立磨机研磨上述混合物，研磨时间为20分钟，负压收集粒径在 45微米以下的微粉，其它余料进入球磨机；
S3.将上述余料导入球磨机研磨，研磨时间为30分钟，研磨时通入含60％二氧化碳的空气循环气氛，继续负压收集粒径在45微米以下的微粉，同时自动筛分球磨机内得到的细度模数为2.2的超细集料；
S4.将立磨机和球磨机负压收集到的微粉按15％的比例加入上述超细集料，即得到复合微粉超细集料。
活化剂包括熟石灰、石英粉、粉末聚醚分散剂和聚乙烯吡络烷酮，其所占钢铁固废比重分别为5％、10％、1.5％、0.1％。活化剂抑制钢铁废渣在混凝土中使用时产生反应，有效的避免了对混凝土质量的影响。
将所制备的复合微粉超细集料应用于每立方C30泵送混凝土生产， P.O.42.5水泥用275公斤，微粉集料350公斤，混凝土初始坍落度/扩展度为 215/580mm，1小时后坍落度/扩展度为205/560mm，包裹性好，比重2.39，7 天抗压强度26.1MPa，28天抗压强度37.8MPa，均满足设计要求。
结论：上述实施例中所制得的3组混凝土的和易性与力学性能均满足标准C30级混凝土要求，方案可行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1.将钢铁固废与活化剂混合得到混合物；
S2.采用立磨机研磨上述混合物，研磨时间为20-45分钟，负压收集粒径在45微米以下的微粉，其它余料进入球磨机；
S3.将上述余料导入球磨机研磨，研磨时间为10-30分钟，研磨时通入含30％-60％二氧化碳的空气循环气氛，继续负压收集粒径在45微米以下的微粉，同时自动筛分球磨机内得到的细度模数为1.0-2.2的超细集料；
S4.将立磨机和球磨机负压收集到的微粉按2％-20％的比例加入上述超细集料，即得到复合微粉超细集料。
2.根据权利要求1所述的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料，其特征在于：所述活化剂包括熟石灰、石英粉、粉末聚醚分散剂和聚乙烯吡络烷酮，其所占钢铁固废比重分别为1％～5％、1％～10％、0.1％～1.5％、0.01％～0.1％。
3.一种利用权利要求1或2所述的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料在混凝土中的应用，其特征在于：将权利要求1所述的钢铁风淬固废制复合微粉超细集料替代掺合料与部分细骨料，生产混凝土，所述超细集料和硅酸盐水泥的重量比例在1:3到1:1之间。
CN202010644839.4A 2020-07-07 2020-07-07 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用 Active CN111777352B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010644839.4A CN111777352B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010644839.4A CN111777352B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111777352A true CN111777352A (zh) 2020-10-16
CN111777352B CN111777352B (zh) 2022-01-28

Family

ID=72758137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010644839.4A Active CN111777352B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111777352B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000040932A (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 이구택 압축강도 발현이 우수한 콘크리트용 골재의 제조방법
CN1390795A (zh) * 2002-06-19 2003-01-15 北京高路通科技发展有限公司 一种钢渣处理方法
CN101492261A (zh) * 2008-12-17 2009-07-29 武汉钢铁(集团)公司 钢渣尾泥复合矿渣微粉胶结材
CN101851071A (zh) * 2010-04-26 2010-10-06 首钢总公司 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法
CN101921077A (zh) * 2010-08-25 2010-12-22 武汉钢铁(集团)公司 风淬钢渣细集料复合矿渣粉胶结材
CN104291714A (zh) * 2014-06-13 2015-01-21 江苏融达新材料股份有限公司 立磨机粉磨钢铁渣粉、矿渣粉和钢渣粉的生产方法
CN104446021A (zh) * 2014-11-26 2015-03-25 攀枝花环业冶金渣开发有限责任公司 一种钢铁渣微粉及其生产方法
CN106145720A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 宝山钢铁股份有限公司 一种钢渣粉的加工方法
CN107244819A (zh) * 2017-07-05 2017-10-13 清华大学 一种转炉热焖钢渣粉活化剂及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000040932A (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 이구택 압축강도 발현이 우수한 콘크리트용 골재의 제조방법
CN1390795A (zh) * 2002-06-19 2003-01-15 北京高路通科技发展有限公司 一种钢渣处理方法
CN101492261A (zh) * 2008-12-17 2009-07-29 武汉钢铁(集团)公司 钢渣尾泥复合矿渣微粉胶结材
CN101851071A (zh) * 2010-04-26 2010-10-06 首钢总公司 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法
CN101921077A (zh) * 2010-08-25 2010-12-22 武汉钢铁(集团)公司 风淬钢渣细集料复合矿渣粉胶结材
CN104291714A (zh) * 2014-06-13 2015-01-21 江苏融达新材料股份有限公司 立磨机粉磨钢铁渣粉、矿渣粉和钢渣粉的生产方法
CN104446021A (zh) * 2014-11-26 2015-03-25 攀枝花环业冶金渣开发有限责任公司 一种钢铁渣微粉及其生产方法
CN106145720A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 宝山钢铁股份有限公司 一种钢渣粉的加工方法
CN107244819A (zh) * 2017-07-05 2017-10-13 清华大学 一种转炉热焖钢渣粉活化剂及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111777352B (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108640547B (zh) 一种铁尾矿\偏高岭土基地质聚合物及其制备方法
CN110642585B (zh) 加气混凝土砌块及其制备工艺
CN108623196A (zh) 一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法
CN111704374B (zh) 一种复合尾渣胶凝材料及其制备方法与应用
CN108298940B (zh) 一种提钛尾渣建筑装饰板及其生产方法
CN103159450B (zh) 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法
CN112608043B (zh) 一种高强度镍渣基固废胶凝材料及制备方法
CN113213789B (zh) 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法
CN112266193A (zh) 人造钢渣骨料及其制备方法和应用
CN113372029B (zh) 一种低碳型超硫酸盐水泥及其制备方法，以及水泥砂浆
CN110950644A (zh) 一种钢渣烧结砖及其制备方法
CN103553468A (zh) 利用金矿尾矿和萤石尾矿制作加气砖的方法
CN104478329A (zh) 一种锑矿尾砂生产蒸压加气混凝土砌块的制备方法
CN113929382A (zh) 一种全固废骨料超高强混凝土及其制备方法
CN114804782A (zh) 一种利用水泥窑尾烟气制备的碳化钢渣建材制品及其方法
CN105130492A (zh) 一种镍渣加气混凝土及其制备工艺
CN114276097A (zh) 一种通过分相活化提高镍渣活性的镍渣胶凝材料及制备方法
CN101497515B (zh) 钛矿渣墙体材料制砖的生产方法
CN111777352B (zh) 钢铁风淬固废制复合微粉超细集料及其在混凝土中的应用
CN114292081B (zh) 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法
CN113912370B (zh) 一种钢渣砖的制备方法
CN107556041A (zh) 一种利用焦化废水污泥和焦油渣制备泡沫砖的方法
CN111747697A (zh) 一种碱激发铜镍渣胶凝材料及其制备方法和应用
CN112194502A (zh) 一种掺杂玻璃渣和尾矿渣的高强度混凝土及制备方法
CN115466073B (zh) 铵盐-石墨烯复合激发剂掺杂的钢渣材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant