[發明專利]高強度的渣土免燒制品及其制備方法

有效

• 申請號: 201910936744.7
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110510966B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 陽棟;李水生;楊子漢;許寧;傅炎朝
• 申請（專利權）人: 中國建筑第五工程局有限公司
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種高強度的渣土免燒制品及其制備方法，包括：以重量份計，高爐礦渣20～50份，渣土50～90份，堿性激發劑8～30份。本發明的高強度的渣土免燒制品，高爐礦渣包覆在渣土表面，在堿性溶液中釋放鈣離子，鈣離子替代渣土中粘粒表面吸附的低價陽離子，減弱粘粒表面雙電層厚度，顆粒間距變小，外部壓力作用下壓實，獲得更加致密的結構。高爐礦渣中的活性成分與堿性激發劑反應生成C?A?S?H等膠凝物質，連接渣土顆粒，形成早期強度，并可以抵抗渣土水分散失造成的干裂。在高堿性條件下，渣土中的氧化硅和氧化鋁被緩慢釋放出來，與孔隙溶液中的堿性激發劑反應，生成地聚物，一方面填充孔隙，另一方面更好的膠結渣土顆粒，進而提升制品的長期強度。

技術領域

本發明涉及建筑和材料領域，特別地，涉及一種高強度的渣土免燒制品。此外，本發明還涉及一種上述高強度的渣土免燒制品的制備方法。

背景技術

高爐礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣。在高爐冶煉生鐵時，從高爐加入的原料，除了鐵礦石和燃料(焦炭)外，還要加入助熔劑。當爐溫達到1400℃～1600℃時，助熔劑與鐵礦石發生高溫反應生成生鐵和礦渣。高爐礦渣是由脈石、灰分、助熔劑和其他不能進入生鐵中的雜質組成的，是一種易熔混合物。從化學成分來看，高爐礦渣是屬于硅酸鹽質材料。隨著鋼鐵冶煉工業發展，高爐礦渣等固廢產量越來越多。同時，伴隨城市地下工程的開發，大量渣土被挖掘和堆棄，不僅污染環境，還占用寶貴的土地資源，如何消納大宗固體廢棄物已經成為一大難題。

傳統建材產品大部分是基于石灰與水泥，或是采用燒結法，獲得具有一定強度的制品，一方面耗費大量能量，另外一方面排放大量二氧化碳，既不經濟也不環保。

發明內容

本發明提供了一種高強度的渣土免燒制品，以解決現有固體廢棄物存量大，建材產品成本高、污染嚴重的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種高強度的渣土免燒制品，包括：以重量份計，高爐礦渣20～50份，渣土50～90份，堿性激發劑8～30份。

進一步地，高爐礦渣30～50份，渣土60～80份，堿性激發劑10～25份。

進一步地，堿性激發劑包括以重量份計：NaOH或KOH 1～3份，水玻璃5～15份，水2～10份；渣土的粒徑小于高強度的渣土免燒制品尺寸的1/10；渣土的粒徑分布為不均勻系數＞5，曲率系數為1～3。

進一步地，高爐礦渣為比表面積＞300m²/kg的細粉，高爐礦渣的粒徑小于80μm，其50％以上顆粒小于10μm；水玻璃的模數為2.8～3.2。

進一步地，高強度的渣土免燒制品的密度＞1970kg/m³；高強度的渣土免燒制品的單軸抗壓強度＞30MPa。

根據本發明的另一方面，還提供了一種上述高強度的渣土免燒制品的制備方法，將高爐礦渣和渣土混合均勻，獲得固體混合物；將固體混合物與堿性激發劑混合并攪拌，成型，養護，獲得高強度的渣土免燒制品。

進一步地，堿性激發劑制備的具體步驟包括：將NaOH或KOH、水玻璃和水混合，靜置至平衡，獲得堿性激發劑；靜置的時間為20h～28h。

進一步地，攪拌的時間為10min～20min。

進一步地，成型的具體步驟包括：將固體混合物與堿性激發劑攪拌后裝入模具中，采用澆筑、振動沖擊或壓制中的一種成型方式進行成型，表面覆蓋保護膜，靜置20h～28h后脫模。

進一步地，養護的具體步驟包括：養護的具體步驟包括：采用所述保護膜包覆養護10天～30天，去掉所述保護膜，再養護15天～20天。

本發明具有以下有益效果：