CN115353310B - 一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材及其制备方法 - Google Patents

一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材及其制备方法，属于硅酸盐水泥领域。该水泥用混合材包括滚筒渣、有压热闷渣、铁水脱硫渣与混合渣(精炼渣与风淬渣、热闷渣或热泼渣的混合物)。本发明将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得600‑800目钢渣超微粉。本发明利用超细轮胎立磨粉磨形成钢渣超微粉，可以替代或部分替代S95级矿渣微粉作为水泥用混合材，减少了矿渣微粉与水泥的用量，实现胶凝材料领域降碳减碳目的，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。

Description

一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材及其制备方法
技术领域
本发明属于硅酸盐水泥领域，具体涉及一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材及其制备方法，并且可以用于水泥生产领域。
背景技术
水泥是目前应用最为广泛的建筑胶凝材料。但传统的水泥生产消耗大量的能源与资源，不利于可持续发展。将冶金大宗固废——钢渣应用于水泥工业中，不仅能够大规模消纳目前广泛堆存的钢渣，而且也能节约水泥生产过程中的能源与资源消耗，具有明显的经济效益与环境效益。
钢渣是炼钢剩余炉渣经冷却所得，其排出量约占粗钢产量的15％～20％。在我国，钢渣的利用率较低，多数钢铁企业仅经过破碎磁选回收铁后将剩余钢尾渣堆存，造成了严重的土地占用与环境污染问题。钢渣的矿物成分受冶炼工艺影响较大，主要包括硅酸二钙、硅酸三钙、RO相、铁铝酸钙、游离氧化钙、游离氧化镁和单质铁等，其中硅酸二钙与硅酸三钙具有水化活性。但是由于钢渣难磨、安定性差与水化活性差的技术难题；锥形立磨与普通轮胎立磨不能加工钢渣成为450目以上的钢渣超微粉的技术局限；以及球磨加工的钢渣超微粉呈现球型形貌造成形成不连续粒径级配导致力学性能不足的技术“瓶颈”。上述问题都极大的限制了钢渣在水泥混合材中的应用。
因此本发明人研发利用超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成钢渣超微粉，可以替代或部分替代S95级矿渣微粉作为水泥用混合材，减少了矿渣微粉与水泥的用量，实现胶凝材料领域降碳减碳目的，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
发明内容
为了解决钢渣难磨、安定性差与水化活性差的技术难题；利用锥形立磨与普通轮胎立磨只能将钢渣加工至细度450目、比表面积500m2/kg的技术局限；利用球磨加工的钢渣超微粉形成球型形貌，与水泥(细度325目)形成不连续粒径级配导致力学性能不足的技术“瓶颈”。本发明提供了利用超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成钢渣超微粉，可以替代或部分替代S95级矿渣微粉作为水泥用混合材，以期解决以上问题。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，该水泥用混合材按重量百分比原料如下：
Figure BDA0003840786880000021
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉风淬渣、转炉热闷渣或转炉热泼渣的混合物，其质量比为3:1～2:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％～5.80％)、CaO(47.13％～51.39％)、MgO(7.25％～8.46％)、Al2O3(27.21％～29.86％)、FeO(0.40％～3.48％)、MnO(0.19％～1.06％)、TiO2(0.25％～0.39％)、P2O5(0.04％～0.19％)与其他(4.76％～7.52％)；所述混合渣中转炉风淬渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(46.86％)、Fe2O3(27.18％)、SiO2(10.75％)、MgO(4.81％)、MnO(2.32％)、P2O5(2.47％)、Al2O3(3.38％)、TiO2(1.16％)与其他(1.07％)；所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；所述混合渣中转炉热泼渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(46.78％)、Fe2O3(24.40％)、SiO2(11.06％)、MgO(5.75％)、MnO(2.19％)、P2O5(0.91％)、Al2O3(2.30％)与其他(6.61％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，其中M(Al2O3)为Al2O3的质量百分含量，M(CaO+SiO2+Al2O3)为CaO、SiO2与Al2O3的总质量百分含量。混合渣化学成分及质量百分含量满足0.25≤ECA≤0.30。
本发明同时提供了上述以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材的制备方法，具体包括如下步骤：
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得600-800目钢渣超微粉。
本发明的科学原理：超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)是利用电动机驱动减速机带动磨盘转动，需粉磨的钢渣由锁风喂料设备送入旋转的磨盘中心，在离心力作用下，钢渣向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。在磨辊压力的作用下，钢渣受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。同时，风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出，粉磨后的钢渣被风环处的高速气流吹起，把粒度较粗的钢渣吹回磨盘重新粉磨，细粉则由风带入分级机器进行分级，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为产品，不合格的粗粉在分级机器叶片作用下重新落至磨盘，与新喂入的钢渣一起重新粉磨(专利号：ZL200820113450.1)，如此循环，完成超细粉磨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)配置二次风选的分级系统(专利号：ZL201030143470.6)，选粉效率高，可有效分离粗粉和细粉，分选细度可高达3μm。该系统特点是分级机和风机采用变频调速控制，通过调整分级机和风机叶轮的转速，可快速获得不同规格稳定的成品细度，分级效率高；卓效、节能的选粉装置。可采用单头和多头选粉机，成品细度可调节；可将立磨研磨的物料细颗粒分选出来，分选的细度范围从3μm-45μm。
(2)本发明超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成的钢渣超微粉，其细度为600-800目、形貌为砾石状(如棱状、次棱状、次圆状)。细度600-800目与形貌砾石状(如棱状、次棱状、次圆状)的钢渣超微粉均匀分布于水泥水化体系中，具有颗粒填充作用与纤维镶嵌作用，以提高力学性能。该技术突破了普通轮胎立磨(又称“普通辊碾磨”)粉磨钢渣只能达到450目的技术壁垒；解决了由于球磨加工造成过小粒径钢渣超微粉与较大粒径水泥(细度325目)形成不连续粒径级配导致力学性能不足的技术难题。
(3)本发明细度600-800目的钢渣超微粉具有极大的比表面积，可以快速发生水化反应，消除钢渣超微粉中f-CaO；同时在消除f-CaO过程中产生的碱性可以激发矿渣微粉的潜在活性，提高混凝土力学性能。该技术解决了钢渣含f-CaO导致安定性差、以及水化活性差的技术难题。
(4)本发明精炼渣的CaO-SiO2-Al2O3体系中Al2O3含量高，具有硅铝酸盐水泥的特点，可以提高早期的力学性能，通过与具有高硅特性的转炉风淬渣、转炉热闷渣或转炉热泼渣对精炼渣CaO-SiO2-Al2O3体系进行调配，根据ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，其中M(Al2O3)为Al2O3的含量，M(CaO+SiO2+Al2O3)为CaO、SiO2与Al2O3的总含量。混合渣化学成分满足0.25≤ECA≤0.30，以保证细度600-800目钢渣超微粉的7d活性指数达到75％以上且28d活性指数不低于90％。当ECA＜0.25时，钢渣超微粉的早期活性较差，7d活性指数受限；当ECA＞0.30时，钢渣超微粉的早期活性良好，7d活性指数达标，但是由于早期活性物质水化反应过激烈，导致钢渣超微粉的28d活性指数提升有限。
(5)本发明电炉渣为废钢冶炼的废弃物，其几乎不存在f-CaO，因此安定性良好。以超细轮胎立磨对钢渣进行加工形成的钢渣超微粉，可以替代或部分替代S95级矿渣微粉作为水泥用混合材，减少了矿渣微粉与水泥的用量，实现胶凝材料领域降碳减碳目的。
(6)本发明解决了钢渣难磨、安定性差与水化活性差的技术难题；利用锥形立磨与普通轮胎立磨只能将钢渣加工至细度450目、比表面积500m2/kg的技术局限；利用球磨加工的钢渣超微粉形成球型形貌，与水泥形成不连续粒径级配导致力学性能不足的技术“瓶颈”。
(7)本发明利用超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成钢渣超微粉，可以替代或部分替代S95级矿渣微粉作为水泥用混合材，减少了矿渣微粉与水泥的用量，实现胶凝材料领域降碳减碳目的，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
附图说明
图1为超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成的钢渣超微粉SEM图；
从图1看出，超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)粉磨形成的钢渣超微粉，其形貌呈现砾石状(如棱状、次棱状、次圆状)。
图2为球磨粉磨形成的钢渣超微粉SEM图；
从图2可以看出，球磨粉磨形成的钢渣超微粉，其形貌只呈现球型。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000061
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉风淬渣的混合物，其质量比为3:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(5.80％)、CaO(51.39％)、MgO(7.25％)、Al2O3(28.82％)、FeO(0.40％)、MnO(0.19％)、TiO2(0.27％)、P2O5(0.04％)与其他(5.84％)，所述混合渣中转炉风淬渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(46.86％)、Fe2O3(27.18％)、SiO2(10.75％)、MgO(4.81％)、MnO(2.32％)、P2O5(2.47％)、Al2O3(3.38％)、TiO2(1.16％)与其他(1.07％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足混合渣早强因子ECA＝0.28。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得650目钢渣超微粉。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000071
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热泼渣的混合物，其质量比为2:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(5.80％)、CaO(51.39％)、MgO(7.25％)、Al2O3(28.82％)、FeO(0.40％)、MnO(0.19％)、TiO2(0.27％)、P2O5(0.04％)与其他(5.84％)，所述混合渣中转炉热泼渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(46.78％)、Fe2O3(24.40％)、SiO2(11.06％)、MgO(5.75％)、MnO(2.19％)、P2O5(0.91％)、Al2O3(2.30％)与其他(6.61％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.26。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得750目钢渣超微粉。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000091
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热闷渣的混合物，其质量比为3:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(5.66％)、CaO(47.19％)、MgO(7.61％)、Al2O3(27.21％)、FeO(3.06％)、MnO(1.06％)、TiO2(0.39％)、P2O5(0.30％)与其他(7.52％)，所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.28。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得600目钢渣超微粉。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000101
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热泼渣的混合物，其质量比为2.5:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(5.66％)、CaO(47.19％)、MgO(7.61％)、Al2O3(27.21％)、FeO(3.06％)、MnO(1.06％)、TiO2(0.39％)、P2O5(0.30％)与其他(7.52％)，所述混合渣中转炉热泼渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(46.78％)、Fe2O3(24.40％)、SiO2(11.06％)、MgO(5.75％)、MnO(2.19％)、P2O5(0.91％)、Al2O3(2.30％)与其他(6.61％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.27。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得800目钢渣超微粉。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000111
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热闷渣的混合物，其质量比为2:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％)、CaO(47.13％)、MgO(8.46％)、Al2O3(29.86％)、所述混合渣中FeO(3.48％)、MnO(0.89％)、TiO2(0.25％)、P2O5(0.19％)与其他(4.76％)，转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.27。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得700目钢渣超微粉。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000121
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3
(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3
(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热闷渣的混合物，其质量比为2.5:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％)、CaO(47.13％)、MgO(8.46％)、Al2O3(29.86％)、FeO(3.48％)、MnO(0.89％)、TiO2(0.25％)、P2O5(0.19％)与其他(4.76％)，所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2
(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.29。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得800目钢渣超微粉。
对比例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000131
Figure BDA0003840786880000141
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热闷渣的混合物，其质量比为2.5:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％)、CaO(47.13％)、MgO(8.46％)、Al2O3(29.86％)、FeO(3.48％)、MnO(0.89％)、TiO2(0.25％)、P2O5(0.19％)与其他(4.76％)，所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.29。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入球磨，在磨棒与磨球的机械力作用下，通过风选设备，获得800目钢渣超微粉。
对比例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000151
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣与转炉热闷渣的混合物，其质量比为2.5:1，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％)、CaO(47.13％)、MgO(8.46％)、Al2O3(29.86％)、FeO(3.48％)、MnO(0.89％)、TiO2(0.25％)、P2O5(0.19％)与其他(4.76％)，所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.29。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入普通轮胎立磨(又称“普通辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得450目钢渣超微粉。
对比例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000161
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为转炉热闷渣，所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(49.90％)、Fe2O3(24.52％)、SiO2(11.67％)、MgO(3.94％)、MnO(2.13％)、P2O5(2.54％)、Al2O3(2.90％)、TiO2(1.27％)与其他(1.13％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.04。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得800目钢渣超微粉。
对比例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0003840786880000171
所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(47.56％)、Fe2O3(22.00％)、SiO2(13.45％)、MgO(8.34％)、MnO(2.41％)、P2O5(2.30％)、Al2O3(2.18％)、TiO2(0.84％)、Cr2O3(0.28％)、Na2O(0.16％)、S(0.03％)与其他(0.45％)。
所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(48.43％)、Fe2O3(22.77％)、SiO2(14.11％)、MgO(6.10％)、Al2O3(2.29％)、MnO(1.88％)、P2O5(1.57％)与其他(2.85％)。
所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为CaO(36.27％)、Fe2O3(39.44％)、SiO2(10.89％)、MgO(3.11％)、MnO(3.20％)、P2O5(1.03％)、Al2O3(4.28％)、TiO2(0.46％)、Cr2O3(0.73％)、Na2O(0.16％)、S(0.12％)与其他(0.31％)。
所述混合渣为精炼渣，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为SiO2(4.98％)、CaO(47.13％)、MgO(8.46％)、Al2O3(29.86％)、FeO(3.48％)、MnO(0.89％)、TiO2(0.25％)、P2O5(0.19％)与其他(4.76％)；根据混合渣早强因子ECA＝M(Al2O3)/M(CaO+SiO2+Al2O3)计算，混合渣化学成分及质量百分含量满足ECA＝0.36。
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨(又称“超细辊碾磨”)，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得800目钢渣超微粉。
实施例1～6及对比例1～4制备的水泥用混合材，其性能检测过程如下：
依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491-2017)测试活性指数与安定性，见表1。同时部分取代S95矿渣微粉，依据《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046-2017)测试活性指数，见表2。
表1.钢渣超微粉的活性指数与安定性
Figure BDA0003840786880000181
注：钢渣粉的I级粉7d和28d活性指数分别为≥65％和≥80％；П级粉7d和28d活性指数分别为≥55％和≥65％。
表2.钢渣超微粉部分取代S95矿渣微粉的活性指数
Figure BDA0003840786880000191
注：高炉矿渣粉的S105级7d和28d活性指数分别为95％和105％，S95级7d和28d活性指数分别为70％和95％，S75级7d和28d活性指数分别为55％和75％。

Claims (6)

1.一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，其特征在于，该水泥用混合材按重量百分比原料如下：
转炉滚筒渣                              20%～30%
转炉有压热闷渣                          20%～30%
电炉渣                                  20%～30%
混合渣                                  20%～39% ；
所述混合渣为精炼渣与转炉渣的混合物，其质量比为3:1~2:1；所述转炉渣为转炉风淬渣、转炉热闷渣以及转炉热泼渣的一种或多种；
所述混合渣化学成分及质量百分含量满足0.25≤ECA≤0.30；所述混合渣早强因子ECA=M（Al2O3）/ M（CaO+SiO2+Al2O3），其中：M（Al2O3）为Al2O3的质量百分含量，M（CaO+SiO2+Al2O3）为CaO、SiO2与Al2O3的总质量百分含量。
2.如权利要求1所述的一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，其特征在于，所述转炉滚筒渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 47.56%、Fe2O3 22.00%、SiO2 13.45%、MgO 8.34%、MnO 2.41%、P2O5 2.30%、Al2O3 2.18%、TiO2 0.84%、Cr2O3 0.28%、Na2O0.16%、S 0.03%、其他 0.45%。
3.如权利要求1所述的一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，其特征在于，所述转炉有压热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 48.43%、Fe2O3 22.77%、SiO2 14.11%、MgO 6.10%、Al2O3 2.29%、MnO 1.88%、P2O5 1.57%、其他 2.85%。
4.如权利要求1所述的一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，其特征在于，所述电炉渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 36.27%、Fe2O3 39.44%、SiO2 10.89%、MgO 3.11%、MnO 3.20%、P2O5 1.03%、Al2O3 4.28%、TiO2 0.46%、Cr2O3 0.73%、Na2O0.16%、S 0.12%、其他 0.31%。
5.如权利要求1所述的一种以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材，其特征在于，所述混合渣中精炼渣的化学组成及质量百分含量分别为：SiO2 4.98%~5.80%、CaO47.13%~51.39%、MgO 7.25%~8.46%、Al2O3 27.21%~29.86%、FeO 0.40%~3.48%、MnO 0.19%~1.06%、TiO2 0.25%~0.39%、P2O5 0.04%~0.19%、其他 4.76%~7.52%；所述混合渣中转炉风淬渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 46.86%、Fe2O3 27.18%、SiO2 10.75%、MgO 4.81%、MnO 2.32%、P2O5 2.47%、Al2O3 3.38%、TiO2 1.16%、其他 1.07%；所述混合渣中转炉热闷渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 49.90%、Fe2O3 24.52%、SiO2 11.67%、MgO 3.94%、MnO2.13%、P2O5 2.54%、Al2O3 2.90%、TiO2 1.27%、其他1.13%；所述混合渣中转炉热泼渣的化学组成及质量百分含量分别为：CaO 46.78%、Fe2O3 24.40%、SiO2 11.06%、MgO 5.75%、MnO 2.19%、P2O5 0.91%、Al2O3 2.30%、其他6.61%。
6.一种如权利要求1所述以超细轮胎立磨钢渣替代矿粉的水泥用混合材的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
将转炉滚筒渣、转炉有压热闷渣、电炉渣与混合渣进行混合后，采用输送带将上述钢渣送入超细轮胎立磨，在磨盘与磨辊的机械力作用下，通过风选设备，获得600-800目钢渣超微粉。
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