无熟料固废体系水泥及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种无熟料固废体系水泥及其制备方法，该熟料固废体系水泥由以下原料制备而得：石膏10～20％，钢渣10～20％，矿渣60～75％，钢渣

【技术实现步骤摘要】
无熟料固废体系水泥及其制造方法


[0001]本专利技术属于水泥生产领域，具体涉及一种无熟料固废体系水泥及其制造方法。

技术介绍

[0002]工业固体废弃物(简称“固废”)综合利用是节能环保战略性新兴产业的重要组成部分。 据统计，2019年我国大宗工业固体废弃物产生量为36.98亿吨，其中冶金渣占17.85％，工业 副产石裔占6.11％，仅此两项产生量就将近10亿吨，其中钢铁冶金渣中钢渣的产生量为1.5 亿吨，但其综合利用率不足40％，高炉水淬矿渣的深度利用也还有巨大的潜力有待深度挖掘。 大量的固体废弃物占用土地堆存，不仅带来环境、安全等多方面的问题，也给企业造成极大 的经济压力。
[0003]解决工业固体废弃物不当处置和堆存所带来的环境污染和安全隐患的问题，对于实现 产业结构升级、节能减排迫在眉睫。
[0004]关于低碳化，有研究显示，传统水泥的制造所排放的CO2就占了全球CO2排放量的7％， 而水泥产业的碳排放主要来源于水泥熟料的生产过程。资料显示，生产1t熟料需0.161～0.296t 煤，煤燃烧会产生0.383～0.704tC02，加上生成熟料时碳酸钙分解产生的C02，每生产1t水泥 熟料会排放0.894～1.215tC02。这样大概计算得出，每生产1t水泥熟料就会排放约1tC02。
[0005]减少水泥熟料用量的途径主要是使用一种或多种矿物掺合料来代替水泥熟料，常见的矿 物掺合料包括矿渣、钢渣、石灰石粉等，这些矿物掺合料的物理性质和水化特性各不相同。 使用矿渣作为矿物掺合料能使水化持续过程对延长，有效预防传统混凝土常见的收缩、开裂 问题，改善混凝土内部的微观结构，提高耐久性能和工作性能；使用硅灰或石灰石粉作为矿 物掺合料能发挥颗粒效应和活性效应的双重作用，降低水胶比，优化混凝土孔结构，进而提 高强度和耐久性能。因此，摸清各种矿物掺合料的特性，构建不同矿物掺合料之间的协同作 用是绿色高性能混凝土研发的重要方向。
[0006]然而，石膏矿渣水泥易碳化，在空气中二氧化碳存在的情况下石膏矿渣水泥混凝土结构 会快速碳化，碳化行为会导致出现稳态碳酸钙的变体文石和球霰石，在冻盐作用下，该变体 会快速溶解而呈现出明显的结构不稳定性。
[0007]因此，本专利技术通过从不同固废基材料之间的相互协同作用，以及碱性激发剂对固废基水 泥的激发作用机理出发，对无熟料固废体系水泥进行了深入的研究，发现了在不使用熟料的 情况下生产出的水泥仍然保证足够的物理性能。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种新的既能环保又能节约成本的无熟料固废 体系水泥及其制造方法。
[0009]本专利技术的无熟料固废体系水泥，其主要组成原料为：作为固废的钢渣和矿渣、石膏以及 钢渣
‑
矿渣早期活性强度激发剂，按照下述组成比例将各成分搅拌混合：所述石膏10
～20％， 所述钢渣10～20％，所述矿渣60～75％，另外，所述钢渣
‑
矿渣早期活性强度激发剂0.1～0.5％， 所述百分比均为质量百分比。
[0010]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，所述石膏为工业脱硫石膏且其密度 2.2g/cm3～2.3g/cm3。
[0011]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，所述钢渣为密度在3.0g/cm3～3.1g/cm3的钢渣粉。
[0012]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，其特征在于，所述矿渣为密度在 2.9g/cm3～3.1g/cm3的尾矿微粉。
[0013]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，所述钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂为 氧化钙，三乙醇胺，三异丙醇胺，聚羧酸，二乙醇胺，多元醇其中的一种或几种混合。
[0014]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，各所述组成的比例为：石膏10％，钢 渣20％，矿渣70％，钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂0.5％，所述百分比均为质量百分比。
[0015]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，各所述组成的比例为：石膏15％，钢 渣10％，矿渣75％，钢渣
‑
矿渣早期活性强度激发剂0.3％，所述百分比均为质量百分比。
[0016]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，各所述组成的比例为：石膏20％，钢 渣20％，矿渣60％，钢渣
‑
矿渣早期活性强度激发剂0.5％，所述百分比均为质量百分比。
[0017]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，各所述组成的比例为：石膏17％，钢 渣13％，矿渣70％，钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂0.4％，所述百分比均为质量百分比。
[0018]作为优选方案，本专利技术的无熟料固废体系水泥中，各所述组成的比例为：石膏12％，钢 渣15％，矿渣73％，钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂0.5％，所述百分比均为质量百分比。
[0019]本专利技术还涉及一种所述无熟料固废体系水泥的制备方法，其步骤为：按照配方比例，将 固废基石膏，钢渣，矿渣，加入球磨机后，再将钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂按照上述混合 材总质量的0.1～0.5％加入，粉磨至45um筛,筛余不大于10％,即得所述无熟料固废体系水泥。
[0020]专利技术效果
[0021]本专利技术提供的无熟料固废体系水泥，添加了钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂可以解决该水 泥早期强度低，易碳化，抗风化能力差等问题，无熟料固废体系水泥具有良好的颗粒级配和 较低的需水量，采用较低水胶比和用水量能够保证砂浆和混凝土具有满足工程要求的强度和 耐久性。而且该水泥不用熟料而用固废，大大减少了二氧化碳排放，既可以保护环境又可以 大量节约生产成本。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例，对本专利技术作具体说明。
[0023]本专利技术的无熟料固废体系水泥，采用的主要组成为作为固废的钢渣和矿渣、石膏
以及钢 渣
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矿渣早期活性强度激发剂。
[0024]不同的矿物掺合料，由于其矿物组成的不同，在碱性和硫酸盐激发的条件下表现出的反 应活性不同，因此利用时应综合考虑粒级与活性的双重协同优化。本专利技术的无熟料固废体系 水泥在生产过程中，通过钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂的作用，促使钢渣、矿渣和石膏的相 互作用，促进了钙矾石和C－S－H凝胶的形成，原料体系中，各组分的粒级范围和水化活 性均有所不同，不同粒级的组分经过合理的搭配，可以使未水化的微粒之间达到最紧密堆积 的效果，减少孔隙率；在此基础上如果使粒级最小的组分具有最大的水化活性，粒级较大组 分的活性逐渐降低，就可以更好的利用各组分的活性，使结构的孔隙最大限度的被水化产物 填充，并给后期的持续水化留有空间，让结构整体具有更好的强度和耐久性。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述无熟料固废体系水泥的组成为：作为固废的钢渣和矿渣、石膏以及钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂，且各组分的比例为：所述石膏10～20％，所述钢渣10～20％，所述矿渣60～75％，所述钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂0.1～0.5％，所述百分比均为质量百分比。2.根据权利要求1所述的无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述石膏为工业脱硫石膏且其密度2.2g/cm3～2.3g/cm3。3.根据权利要求1所述的无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述钢渣为密度在3.0g/cm3～3.1g/cm3的钢渣粉。4.根据权利要求1所述的无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述矿渣为密度在2.9g/cm3～3.1g/cm3的尾矿微粉。5.根据权利要求1所述的无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述钢渣
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矿渣早期活性强度激发剂为氧化钙，三乙醇胺，三异丙醇胺，聚羧酸，二乙醇胺，多元醇其中的一种或几种混合。6.根据权利要求1所述的无熟料固废体系水泥，其特征在于，所述无熟料固废体系水泥的配方比例为：所述石膏10％，所述钢渣20％，所述矿渣70％，所述钢渣
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矿渣早期活性强度激发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李端乐，刘传胜，段崇国，崔勇，
申请(专利权)人：广西源盛矿渣综合利用有限公司，
类型：发明
国别省市：