掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料

摘要

本发明属碱激发无机非金属胶凝材料领域，尤其涉及一种掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料，以质量份计，包括如下原料：钢渣30～50份；硅灰15～20份；高炉矿渣20～35份；碱渣10～15份；碱性激发剂1～5份；制备方法：将钢渣、硅灰、高炉矿渣加入搅拌机中搅拌均匀，再将碱渣溶于碱性激发剂中，待完全溶解后加入搅拌机，低速搅拌混合，再将标准砂倒入搅拌锅中，停拌，再搅拌，即得碱激发胶凝材料浆体；将所得碱激发胶凝材料浆体注入模具中，凝结硬化拆模，然后置于养护装置中进行养护，即得目的产品；本发明的有点效果为胶凝性好，抗渗性能理想，抗压强度高，具有微膨胀补偿功能。

说明书

技术领域

本发明属碱激发无机非金属胶凝材料领域，尤其涉及一种掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料。

背景技术

进入21世纪后资源有效利用显得尤为重要，钢渣、高炉矿渣等利用更是重中之重。为了解决以上问题，钢渣的综合利用，提高其使用率成为了近年来的研究热点。现有技术中对钢渣的综合利用率较低，堆放不仅浪费空间资源很存在严重的环境污染问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种胶凝性好，抗渗、抗冻性能理想，抗压强度高，具有微膨胀补偿功能的掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出一种掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料，以质量份计，包括如下原料：钢渣30～50份；碱渣15～20份；高炉矿渣20～35份；硅灰10～15份；碱性激发剂1～5份。

进一步地，碱性激发剂由Na0H与Na2SiO3按质量比1:15混合配制；Na0H纯度为95%以上，所述Na2SiO3模数为2.0，所述碱性激发剂的模数为1.3。

进一步地，以质量分数计，所述钢渣化学成分包括：CaO 35～42%、Fe2O3 20～25%、SiO2 12～16%、MgO 8～12%、Al2O3 5～9%。

进一步地，以质量分数计，所述高炉矿渣化学成分包括：CaO 30～37%、SiO2 30～36%、Al2O3 15～19%、MgO 9～15%、Fe2O3 1～2%。

进一步地，以质量分数计，所述碱渣化学成分包括：CaO 50～65%；SiO2 15～20%；MgO 7～9%；Al2O3 4～7%。

进一步地，以质量分数计，所述硅灰化学成分包括：SiO2 85～93％；MgO 1～2％；CaO 0.1～0.7％；Al2O3 0.6～1％。

进一步地，所述高炉矿渣的粒度为20～30μm。

进一步地，所述硅灰的粒度为25～30μm。

进一步地，制备掺钢渣与高炉矿渣的碱激发胶凝材料的方法：

步骤1：将钢渣、高炉矿渣、硅灰加入搅拌机中以115～125转/分钟转速搅拌均匀，再将碱渣溶于碱性激发剂中，待完全溶解后加入搅拌机，低速搅拌混合，再将标准砂倒入搅拌锅中，停拌，接下来再以285～295转/分钟转速搅拌，即得碱激发胶凝材料浆体；

步骤2：将步骤:1所得碱激发胶凝材料浆体注入模具中，凝结硬化拆模，然后置于养护装置中在温度22～24℃，相对湿度96～98%条件下进行养护。进一步地，本发明所述钢渣、高炉矿渣、碱渣中有适量的CaO，对于碱激发胶凝材料力学性能有所提升。

上述钢渣是炼钢过程中以石灰石作为熔剂提炼生铁中SiO

本发明所述胶凝材料是将钢渣、高炉矿渣等在碱的环境下激发胶凝性，硅酸盐聚合形成地聚合物具体为：

CaO+H

xCa(OH)

xCa(OH)

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1.本发明所述钢渣是炼钢时产生的工业废渣，排放后不仅占用土地、污染环境、危害人们身体健康，而且对钢铁产业的发展产生许多负面影响；

2.利用钢渣的胶凝性，加入同样为固体废弃物的硅灰作为增强剂，在碱激发剂激发下研制出一种新型胶凝材料替代水泥等常用固化剂；

3、本发明所选钢渣、高炉矿渣内有适量的氧化镁，基于水泥水化物具有一定收缩性特征，利用含有适量氧化镁胶凝材料的微膨胀性能，可以补偿试件收缩；

4、本发明所选碱性溶液为NaOH与Na

5、本发明所选钢渣、高炉矿渣以及碱渣中含有丰富的CaO，而掺有CaO的试件生成更多CaCO

6、本发明所选钢渣、高炉矿渣、碱渣中含有丰富的MgO，本发明内容中的MgO的掺量为8%～12%，生成Mg(OH)

7、本发明所选钢渣、高炉矿渣、碱渣中含有丰富的MgO，本发明内容中的MgO的掺量为8%～12%，氧化镁产生的膨胀应力对试件密实度、界面过渡区的微结构均可产生一定影响，同时又影响到水化产物的生成速率与生成量，从而影响材料的耐久性能，如抗碳化能力、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀能力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅限于下列表述。

下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

下述实施例中所述“百分比”均按质量份占总物料质量计。

下述实施中所述NaOH纯度为95%以上。

实施例1

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将30份的钢渣和15份硅灰、35份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将15份碱渣溶于5份的NaOH与Na

实施例2

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将40份的钢渣和15份硅灰、25份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将17份碱渣溶于3份的NaOH与Na

实施例3

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将50份的钢渣和15份硅灰20份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合30s搅拌均匀，再将10份碱渣溶于5份的NaOH与Na

实施例4

根据GBT17671-1999水泥胶砂试验标准将40份的钢渣和16份硅灰、25份高炉矿渣加入搅拌机中，120±5 转/分钟的速度搅拌混合 30s搅拌均匀，再将15份碱渣溶于4份的NaOH与Na

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。