CN114573266B - 一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法 - Google Patents

一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法 Download PDF

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Abstract

一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法，旨在克服现有技术中应用传统助磨剂粉磨后的钢渣与水泥混合使用时，传统助磨剂易导致水泥与外加剂相容性差，进而降低水泥应用效果的缺点；以重量份计，该助磨剂包括：85～95份聚羧酸盐溶液、0.5～3份硫酸钠、0.5～3份硝酸钠、4～8份聚乙二醇和0.01～0.1份消泡剂，用以上技术方案中的助磨剂制备活性钢渣的方法包括：钢渣预破碎、初步去除钢渣中的铁相、初磨钢渣、再次除铁相、使用助磨剂精磨，得到活性钢渣。本发明的活化钢渣的助磨剂以聚羧酸盐为主要成分，既能提高钢渣的胶凝活性，又不影响活化后的钢渣与水泥混合使用时水泥与外加剂的相容性。

Description

一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法
技术领域
本发明涉及钢渣的活化技术领域，尤其涉及一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法。
背景技术
钢渣成分与硅酸盐水泥熟料相似，具备部分/全部替代水泥应用于建筑领域的潜力，但由于钢渣的矿物结晶致密、晶粒较大，富含铁相易磨性差，导致钢渣的胶凝活性低。因此，如何提高钢渣的胶凝活性是实现钢渣在建筑业大规模资源化利用的关键。
现有技术中，通常通过机械粉磨来提高钢渣胶凝活性：在钢渣中加入传统的助磨剂，如甘油类、醇胺类进行粉磨，在一定程度上提高了钢渣的胶凝活性，使钢渣能够掺入到水泥中使用，水泥在使用时需加入外加剂以减少用水量、改善拌和性能、提高强度等，但与通过传统助磨剂粉磨后的钢渣混合后，传统助磨剂的加入使水泥与外加剂之间的相容性变差，使外加剂对水泥的作用降低甚至不起作用，进而降低了水泥的应用效果。
发明内容
本发明克服了现有技术中加入传统助磨剂粉磨后的钢渣与水泥混合使用时，传统助磨剂会导致水泥与外加剂相容性差，进而降低水泥应用效果的缺点，提供了一种活化钢渣的助磨剂及用助磨剂制备活性钢渣的方法。
实现本发明第一发明目的采用的技术方案是：一种活化钢渣的助磨剂，按重量份计，所述的助磨剂包括：85～95份聚羧酸盐溶液、0.5～3份硫酸钠、0.5～3份硝酸钠、4～8份聚乙二醇和0.01～0.1份消泡剂。
进一步的，所述的聚羧酸盐溶液的固含量为40％～50％。
实现本发明第二发明目的采用的技术方案是：一种用助磨剂制备活性钢渣的方法，所述的助磨剂为上述技术方案中的助磨剂，制备活性钢渣的方法包括以下步骤：步骤一、步骤一、钢渣预破碎：将钢渣破碎，得到粒径为5mm～7mm的钢渣颗粒。步骤二、初步去除铁相：将步骤一得到的钢渣颗粒通过除铁器初步去除铁相，得到含铁量为1.5％～1.8％的钢渣颗粒。步骤三、球磨机初磨：将步骤二得到的含铁量为1.5％～1.8％的钢渣颗粒进行球磨，得到粒度为30-50目的钢渣细颗粒。步骤四、再除铁相：将步骤三得到的钢渣细颗粒通过除铁器去除铁相，得到含铁量为0.95％～1.2％的钢渣细颗粒。步骤五、加助磨剂精磨：将步骤四得到的含铁量为0.95％～1.2％的钢渣细颗粒加入到球磨机中，并喷入钢渣质量的0.04％～0.1％的助磨剂后粉磨，得到活性钢渣。
本发明的有益效果是：(1)本发明的活化钢渣的助磨剂以聚羧酸盐为主要成分，既能提高钢渣的胶凝活性，又不影响活化后的钢渣与水泥混合使用时水泥与外加剂的相容性。
(2)加入本发明的助磨剂制备的活性钢渣，能够产生复合的早强成分，提高了钢渣掺和水泥的早期强度。
(3)本发明的助磨剂成本低，应用前景广。
(4)本发明的制备活化钢渣的方法中，两次除铁相，可提高钢渣的粉磨效率，降低钢渣的粉磨能耗。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
以下为本发明的实施例。
实施例1
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％聚羧酸盐溶液 85.9份、3份硫酸钠、3份硝酸钠、8份聚乙二醇、0.1份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.04％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品1。
实施例2
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 85.9份、3份硫酸钠、3份硝酸钠、8份聚乙二醇、0.1份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.06％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品2。
实施例3
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 85.9份、3份硫酸钠、3份硝酸钠、8份聚乙二醇、0.1份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.1％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品3。
实施例4
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 90份、2.5份硫酸钠、1.5份硝酸钠、5.98份聚乙二醇、0.02份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.04％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品4。
实施例5
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 90份、2.5份硫酸钠、1.5份硝酸钠、5.98份聚乙二醇、0.02份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.1％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品5。
实施例6
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 94.99份、0.5份硫酸钠、0.5份硝酸钠、4份聚乙二醇、0.01份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.04％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品6。
实施例7
通过以下配方制备活化钢渣的助磨剂：按重量份计，量取固含量为40％的聚羧酸盐溶液 94.99份、0.5份硫酸钠、0.5份硝酸钠、4份聚乙二醇、0.01份消泡剂，将以上原料混合形成助磨剂。
通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将制得的活化钢渣的助磨剂喷洒到钢渣细颗粒的表面，助磨剂的掺量为钢渣质量的0.1％，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣样品7。
对照例1
以甘油为助磨剂，通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将掺量为钢渣质量的0.04％的甘油喷洒到钢渣细颗粒的表面，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣对照样品 1。
对照例2
以三乙醇胺为助磨剂，通过以下方法制备活化钢渣：将钢渣破碎为5mm～7mm的颗粒；通过除铁器初步去除铁相之后，放入到球磨机中球磨为粒度为30～50目的钢渣细颗粒，接着再次通过除铁器去除铁相，之后将去除铁相后的钢渣细颗粒加入到球磨机中，将掺量为钢渣质量的0.04％的三乙醇胺喷洒到钢渣细颗粒的表面，喷洒完后粉磨60min，得到活化钢渣对照样品2。
表1不同助磨剂制备的活化钢渣与水泥掺和得到的产品的强度及活性指数对比表
Figure BDA0003534253990000051
上表中选用的水泥为硅酸盐水泥P·I 42.5。按照GB/T 20491《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》测钢渣的活性指数。
分析通过表1的数据，可知：(1)使用同样剂量的助磨剂得到的活性钢渣样品1、4、6和对照样品1、2，以同质量比与水泥掺和后得到的产品，本发明的助磨剂制备的活性钢渣粉的7d活性指数和28d活性指数均高于使用传统助磨剂甘油、三乙醇胺的(对照样品1和对照样品2)；并且，样品1～样品7的强度活性指数指标达到了一级的要求，这都证明了：本发明的助磨剂相比于传统助磨剂，能够有效地提高钢渣的活性。
(2)表1中的3d强度试验结果表明：使用本发明制备的活性钢渣，掺和水泥后3d 抗压强度均高于使用传统助磨剂甘油、三乙醇胺的得到的活性钢渣粉掺和水泥后的3d抗压强度，说明使用本发明的助磨剂粉磨钢渣可有效提高钢渣水泥的早期强度。
表2掺聚羧酸减水剂的不同活性钢渣掺和水泥)的相容性对比
Figure BDA0003534253990000061
按照GB/T 8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》测钢渣掺和水泥胶砂的减水率。
分析表2的数据，可知：(1)使用传统助磨剂甘油、三乙醇胺制备的活性钢渣粉混和水泥(对照样品1和对照样品2)的胶砂减水率明显低于使用本发明的助磨剂制备的活性钢渣掺和水泥的胶砂减水率。
(2)使用本发明的助磨剂制备的钢渣粉混杂水泥掺入聚羧酸减水剂后，其胶砂56d的强度不存在倒缩的现象。
综合分析表1和表2的数据，进一步表明：本发明既能提高钢渣的胶凝活性，又不影响活化后的钢渣与水泥混合使用时水泥与外加剂的相容性。

Claims (3)

1.一种活化钢渣的助磨剂，其特征在于，按重量份计，所述的助磨剂的组成为：85~95份聚羧酸盐溶液、0.5~3份硫酸钠、0.5~3份硝酸钠、4~8份聚乙二醇和0.01~0.1份消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种活化钢渣的助磨剂，其特征在于，所述的聚羧酸盐溶液的固含量为40%~50%。
3.一种用助磨剂制备活性钢渣的方法，其特征在于，所述的助磨剂为权利要求1或2所述的助磨剂；
所述的制备活性钢渣的方法包括以下步骤：
步骤一、钢渣预破碎：将钢渣破碎，得到粒径为5mm~7mm的钢渣颗粒；
步骤二、初步去除铁相：将步骤一得到的钢渣颗粒通过除铁器初步去除铁相，得到含铁量为1.5%~1.8%的钢渣颗粒；
步骤三、球磨机初磨：将步骤二得到的含铁量为1.5%~1.8%的钢渣颗粒进行球磨，得到粒度为30-50目的钢渣细颗粒；
步骤四、再除铁相：将步骤三得到的钢渣细颗粒通过除铁器去除铁相，得到含铁量为0.95%~1.2%的钢渣细颗粒；
步骤五、加助磨剂精磨：将步骤四得到的含铁量为0.95%~1.2%的钢渣细颗粒加入到球磨机中，并喷入钢渣质量的0.04%~0.1%的助磨剂后粉磨，得到活性钢渣。
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