CN117602856A - 典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 - Google Patents
典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117602856A CN117602856A CN202410089635.7A CN202410089635A CN117602856A CN 117602856 A CN117602856 A CN 117602856A CN 202410089635 A CN202410089635 A CN 202410089635A CN 117602856 A CN117602856 A CN 117602856A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slag
- carbon
- powder
- blast furnace
- typical
- 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
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 325
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 118
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N manganese silicon Chemical compound [Si].[Mn] PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 137
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 12
- 241001584775 Tunga penetrans Species 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 20
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 1
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- C04B40/0042—Powdery mixtures
-
- 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
- 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
- C04B18/144—Slags from the production of specific metals other than iron or of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣15%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%，本发明还提供一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，具体包括以下步骤，将典型铁合金渣经二次水淬、破碎、筛选以及研磨，最终将研磨后的渣粉进行混合制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。本发明通过将难以单一利用的铁合金冶炼废渣有机结合应用于混凝土生产，既能够增强混凝土的力学性能，降低混凝土中水泥使用量，减少二氧化碳排放，又可解决铁合金渣大量堆存带来的环境问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料添加剂技术领域，尤其涉及一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法。
背景技术
典型铁合金渣（铬铁渣、镍铁渣、硅锰渣）面临产量大，利用率低等紧迫问题。目前，我国对铁合金渣的利用主要集中于单一种类，利用率有限且产品价值相对局限。铬铁渣是冶炼碳素铬铁合金时排放的外观呈灰黑色的冶金渣是铬铁矿通过矿热电炉在1700℃下，以碳为还原剂经过高温还原后形成的冶金废渣。镍铁渣是腐殖土型红土矿在电炉或高炉中还原熔炼镍铁后产生的浅绿色冶金废渣。硅锰渣是冶炼硅锰合金时排放的一种含锰量较高的冶金渣，是硅锰矿在矿热炉中经过石灰和焦炭高温熔融还原后形成的一种工业副产品。现阶段对于各类型的铁合金渣主要采用填埋的方式处置，只有极少量应用于水泥混合材，基于多种类型铁合金渣耦合制备矿物掺合料应用于混凝土中还尚属空白。
目前现有技术中，应用于混凝土中的矿物掺合料主要以矿渣粉、钢渣粉、粉煤灰、石粉等为主，随着市场需求的旺盛，价格普遍偏高。而铁合金渣粉仅曾少量作为水泥混合材使用，但由于水泥行业对混合材化学成分要求极为严格，使得铁合金渣粉的使用受到极大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法，以增强混凝土的力学性能、工作性能及耐久性，同时节约成本、减少对环境的影响。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，包括以质量百分比计的：低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣15%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%。
进一步地，所述低碳铬铁渣中的CaO与SiO2质量百分比≥80.5%，Cr2O3≤2%。
进一步地，所述高碳铬铁渣的主要化学成分的质量百分含量满足：SiO2≥29.5%，Al2O3≥22.7%，CaO≥2.6%,Fe2O3≤1.6%，MgO≤15%，Cr2O3≤1.5%。
进一步地，所述低碳铬铁渣的主要化学成分的质量百分含量满足：CaO≥45.6%，SiO2≥30.5%，Al2O3≥9.8%，MgO≤5.9%，Fe2O3≤1.5%。
进一步地，所述硅锰渣的主要化学成分的质量百分含量满足：CaO≥20%，SiO2≥32%，Al2O3≥16%，MgO≤15%，Fe2O3≤0.5%。
进一步地，所述水淬高炉粒化渣为符合GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的粒化高炉矿渣粉。
一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣15%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
进一步地，所述步骤S2中经破碎的铁合金渣粒径小于2.5mm，再进行粉磨，可有效降低粉磨能耗，提高粉磨细度。
进一步地，所述步骤S3中低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg。
本发明的有益效果如下：
1.本发明利用低碳铬铁渣中的主要化学成分为CaO和SiO2，主要矿物成分为硅酸二钙和少量钙铝黄长石，与水泥熟料的矿物组成相近，高炉镍铁渣中的主要矿物成分同样为硅酸二钙和镁铝尖晶石，属于高活性的矿物成分，硅锰渣和高炉水淬粒化渣中主要矿物组成为CaO和SiO2。因此，几种典型铁合金渣的有机耦合作用，可实现降低混凝土中水泥添加量的同时可生成稳定的C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶及AFt,水化产物中复盐矿物生成量高于所替代水泥的水化产物生成量，使水化产物颗粒变得更细小，从而提高界面反应过渡区域的密实程度，使得混凝土内部的胶结网状结构更加致密。未参与反应的矿物掺合料则聚集在骨料和料浆之间，改善薄弱的区域结构，从而提高混凝土的力学性能。
2.本发明将典型铁合金渣与高炉水淬粒化渣进行超细粉磨，充分激发其胶凝活性，同时实现物料颗粒间的形态效应与微集料效应，可有效改善混凝土的工作性能，所制得的混凝土耐久性好，而且价格低廉，工艺简单，绿色环保。
3.本发明提供典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料用于配制混凝土，由于其矿物成分与水泥熟料相似，因此混凝土中水泥替代量可达40%~80%，起到明显的降碳减排作用。该矿物掺合料中的活性矿物以硅酸二钙为主，水化热低，早期水化反应较普通水泥混凝土温和，更利于大体积混凝土工程使用，减小混凝土开裂风险。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，包括以质量百分比计的，包括低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣10%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%,其中，其中，低碳铬铁渣CaO与SiO2百分比含量≥80.5%，Cr2O3≤2%，高碳铬铁渣的主要化学成分的质量百分含量满足：SiO2≥29.5%，Al2O3≥22.7%，CaO≥2.6%,Fe2O3≤1.6%，MgO≤15%，硅锰渣的主要化学成分的质量百分含量满足：CaO≥20%，SiO2≥32%，Al2O3≥16%，MgO≤15%，Fe2O3≤0.5%，水淬高炉粒化渣为符合GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的粒化高炉矿渣粉。
实施例1：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣30%，高碳铬铁渣30%，硅锰渣20%，高炉镍铁渣10%,水淬高炉粒化渣10%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实施例2：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣40%，高碳铬铁渣20%，硅锰渣20%，高炉镍铁渣10%,水淬高炉粒化渣10%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实施例3：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣40%，高碳铬铁渣15%，硅锰渣20%，高炉镍铁渣15%,水淬高炉粒化渣10%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实施例4：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣45%，高碳铬铁渣10%，硅锰渣20%，高炉镍铁渣15%,水淬高炉粒化渣10%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实施例5：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣50%，高碳铬铁渣10%，硅锰渣15%，高炉镍铁渣15%,水淬高炉粒化渣10%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实施例6：
本发明中的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理。
步骤S2.将水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过跳汰再选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣50%，高碳铬铁渣10%，硅锰渣15%，高炉镍铁渣10%,水淬高炉粒化渣15%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉，其中碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
实验对比论证
将实施例1-6中所得典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料按照以下配合比进行制备混凝土，混凝土配合比为：水泥190kg/m3，掺合料190 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121 kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
对比例1
选用一种普通混凝土矿物掺合料，所述掺合料由以下质量分数原料组成：粉煤灰50%，矿渣微粉35%，钢渣粉15%，其中，粉煤灰为符合GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的Ⅰ级灰，矿渣微粉为S95级，比表面积420 m2/kg，钢渣微粉比表面积400m2/kg。
按照以下配合比进行制备普通混凝土，混凝土配合比为：水泥190 kg/m3，掺合料190 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121 kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
对比例2
将实施例6中所得典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料按照以下配合比进行制备混凝土，混凝土配合比为：水泥175 kg/m3，掺合料205 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
对比例3
将实施例6中所得典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料按照以下配合比进行制备混凝土，混凝土配合比为：水泥155 kg/m3，掺合料225 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121 kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
对比例4
将实施例4中所得典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料按照以下配合比进行制备混凝土，混凝土配合比为：水泥135 kg/m3，掺合料245 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121 kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
对比例5
将实施例4中所得典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料按照以下配合比进行制备混凝土，混凝土配合比为：水泥115 kg/m3，掺合料265 kg/m3，砂子723kg/m3，石子1096 kg/m3，水121 kg/m3，聚羧酸高效减水剂5.05 kg/m3。
将实施例1-6与对比例1-5中将原料置于混凝土搅拌机中搅拌均匀，于温度20±5℃，相对湿度不低于60%的条件下注入100mm×100mm×100mm模具中，置于混凝土振动台上振动成型，测试其相关性能；所制备的混凝土试块置于养护温度20℃±2℃、相对湿度不低于95%的标准养护条件下养护24h后脱模，继续置于养护温度20℃±2℃、相对湿度不低于95%的恒温恒湿养护箱内养护至3d、28d龄期，测试混凝土的抗压强度，测试混凝土56d抗氯离子渗透性及90d收缩率、碳化深度。上述测试结果如表1所示：
| 编号 | 坍落度/mm | 扩展度/mm | 流动性 | 7d抗压强度/MPa | 28d抗压强度/MPa | 56d抗氯离子渗透性/C | 90d收缩率/×10-6 | 90d碳化深度/mm |
| 实施例1 | 190 | 565 | 良好 | 26.6 | 35.1 | 285 | 102 | 0.9 |
| 实施例2 | 190 | 586 | 良好 | 27.7 | 37.2 | 260 | 105 | 0.9 |
| 实施例3 | 205 | 593 | 良好 | 28.5 | 39.4 | 255 | 100 | 0.8 |
| 实施例4 | 210 | 607 | 良好 | 31.7 | 42.2 | 240 | 101 | 0.8 |
| 实施例5 | 220 | 611 | 良好 | 32.2 | 43.4 | 235 | 99 | 0.7 |
| 实施例6 | 220 | 606 | 良好 | 35.5 | 46.9 | 235 | 89 | 0.6 |
| 对比例1 | 205 | 596 | 良好 | 31.6 | 42.6 | 550 | 155 | 1.3 |
| 对比例2 | 210 | 591 | 良好 | 32.7 | 45.3 | 170 | 101 | 0.8 |
| 对比例3 | 220 | 612 | 良好 | 34.5 | 47.2 | 165 | 96 | 0.7 |
| 对比例4 | 210 | 603 | 良好 | 31.2 | 45.3 | 140 | 89 | 0.8 |
| 对比例5 | 215 | 598 | 良好 | 31.6 | 45.6 | 135 | 86 | 0.8 |
表1
由表1可知，本发明典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料对混凝土的工作性能、强度及耐久性均有明显的提升作用，其具体使用掺加量，可根据混凝土设计参数进行调整。上述具体实施例仅为优选，但并非对实施方式的限制。
综上所述：本发明提供的典型铁合金渣基超低碳矿物掺合料可大量替代混凝土中的水泥使用量，起到降碳减排的作用，同时可提升混凝土的抗压强度与耐久性。铁合金渣相对于市场上所售其他类型矿物掺合料优势在于原料成本更低，其大规模资源化利用，解决大量堆存问题，具有更加明显的社会环境效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，其特征在于，包括以质量百分比计的：低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣15%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%。
2.根据权利要求1所述的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，其特征在于：所述低碳铬铁渣中的CaO与SiO2质量百分比≥80.5%，Cr2O3≤2%。
3.根据权利要求1所述的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，其特征在于：所述高碳铬铁渣的主要化学成分的质量百分含量满足：SiO2≥29.5%，Al2O3≥22.7%，CaO≥2.6%,Fe2O3≤1.6%，MgO≤15%，Cr2O3≤1.5%。
4.根据权利要求1所述的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料，其特征在于：所述硅锰渣的主要化学成分的质量百分含量满足：CaO≥20%，SiO2≥32%，Al2O3≥16%，MgO≤15%，Fe2O3≤0.5%。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其特征在于，包括具体步骤如下：
步骤S1.将典型铁合金渣经水淬系统进行一次水淬、二次水淬，并对冲渣槽上的典型铁合金渣进行冲渣处理；
步骤S2.将经过步骤S1水淬后所得铁合金渣放入圆锥破碎机中进行破碎，使得破碎后的冶金渣颗粒粒径小于2.5mm，并放入跳汰机内进行筛选；
步骤S3.将经过步骤S2跳汰机筛选后的铁合金渣按照质量百分比分别称取低碳铬铁渣25%~50%，高碳铬铁渣10%~35%，硅锰渣15%~20%，高炉镍铁渣10%~15%,水淬高炉粒化渣10%~20%，并分别研磨成粉，得到低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉；
步骤S4.将步骤S3获得的低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉、水淬高炉粒化渣粉充分混合，制得典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料。
6.根据权利要求5所述的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中经破碎的铁合金渣粒径小于2.5mm，再进行粉磨。
7.根据权利要求5所述的一种典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中低碳铬铁渣粉、高碳铬铁渣粉、硅锰渣粉、高炉镍铁渣粉的比表面积均≥550m2/kg，水淬高炉粒化渣粉的比表面积均≥650m2/kg。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410089635.7A CN117602856B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410089635.7A CN117602856B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117602856A true CN117602856A (zh) | 2024-02-27 |
| CN117602856B CN117602856B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=89960186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410089635.7A Active CN117602856B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117602856B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104529213A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 河北金泰成建材股份有限公司 | 一种钢渣矿渣复合粉高级混凝土掺合料的制备方法 |
| KR102031784B1 (ko) * | 2019-04-23 | 2019-10-14 | 씨텍 주식회사 | 고로수재슬래그 및 페로니켈 복합잔골재를 사용한 친환경 속경성 콘크리트 조성물 |
| CN114394789A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-26 | 建研建材有限公司 | 一种含冶炼渣的超高性能混凝土及其制备方法 |
| CN116003008A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-04-25 | 福安市青拓环保建材有限公司 | 新型低碳环保镍铁钢渣粉胶凝材料 |
-
2024
- 2024-01-23 CN CN202410089635.7A patent/CN117602856B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104529213A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 河北金泰成建材股份有限公司 | 一种钢渣矿渣复合粉高级混凝土掺合料的制备方法 |
| KR102031784B1 (ko) * | 2019-04-23 | 2019-10-14 | 씨텍 주식회사 | 고로수재슬래그 및 페로니켈 복합잔골재를 사용한 친환경 속경성 콘크리트 조성물 |
| CN114394789A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-26 | 建研建材有限公司 | 一种含冶炼渣的超高性能混凝土及其制备方法 |
| CN116003008A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-04-25 | 福安市青拓环保建材有限公司 | 新型低碳环保镍铁钢渣粉胶凝材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117602856B (zh) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110041028A (zh) | 一种利用建筑垃圾的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN108358581B (zh) | 一种含精炼渣的混凝土及其制备方法 | |
| CN110357548A (zh) | 一种快硬早强高性能全固废混凝土及其制备方法 | |
| CN107572841B (zh) | 一种低碳胶凝材料及制备混凝土的方法 | |
| CN106927701A (zh) | 一种海工混凝土专用的复合胶凝材料及其生产方法和用途 | |
| CN112851277A (zh) | 镁-煤渣基新型铺路与矿用充填材料及其制备方法 | |
| CN113213797A (zh) | 一种钢渣矿渣复合掺合料及其制备方法与应用 | |
| CN112551985A (zh) | 一种超细尾砂在混凝土中的应用 | |
| KR20100077340A (ko) | 배재슬래그를 이용한 시멘트 혼화재 및 시멘트 조성물의 제조방법과 이로부터 제조된 시멘트 혼화재 | |
| CN108585721A (zh) | 电解锰渣和钢渣尾泥综合资源化利用方法 | |
| CN114292081A (zh) | 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法 | |
| CN106747104A (zh) | 一种钢渣粉和粉煤灰复掺的混凝土及其制备方法 | |
| CN114230208A (zh) | 一种高强度水泥及其制备方法 | |
| NL2027168B1 (en) | Steel slag powder-ferromanganese ore slag powder composite admixture and preparation process thereof | |
| CN101497515B (zh) | 钛矿渣墙体材料制砖的生产方法 | |
| CN117602856B (zh) | 典型铁合金渣基混凝土用超低碳矿物掺合料及其制备方法 | |
| CN108264249B (zh) | 一种镍铁渣-矿渣低水化热胶凝材料及其制备方法 | |
| CN114835417A (zh) | 一种利用工业固体废弃物钢渣制备的低碳胶凝材料 | |
| CN115010455A (zh) | 一种高性能全固废混凝土及其制备方法 | |
| CN101450846A (zh) | 一种复合型矿渣微粉及其生产方法 | |
| CN113800791A (zh) | 一种胶凝材料及其制备方法及其应用 | |
| CN111268928A (zh) | 一种部分替代水泥的复合微粉及水泥基材料 | |
| CN111892312A (zh) | 一种多固废大掺量利用方法 | |
| KR101591288B1 (ko) | 전기로 산화 슬래그 및 환원 슬래그를 함유한 고로 슬래그 시멘트 조성물 | |
| CN115466070B (zh) | 一种高性能混凝土用超低碳富硅矿物掺合料及其制备方法 |
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 |