[發明專利]一種負碳鋼渣免燒磚及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210212832.4
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114409322A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳美祝;孫遠航;陳東雨
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學重慶研究院
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B20/02;C04B18/14
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

本發明公開了一種負碳鋼渣免燒磚及其制備方法和應用。將粒徑小于0.075mm的鋼渣經球磨得到鋼渣超細粉；將粒徑為0.075mm～4.75mm的鋼渣進行碳化處理得到碳化產物；將碳化產物、膠凝材料、鋼渣超細粉和輔助膠凝材料混合后攪拌均勻得到混合物，混合物中，碳化產物占57wt％～63wt％；膠凝材料占13wt％～18wt％；鋼渣超細粉占15.5wt％～20.0wt％，輔助膠凝材料占6wt％～8wt％；輔助膠凝材料包括水、粘結劑和減水劑；混合物經壓制成型后進行養護處理，即制得所述負碳鋼渣免燒磚。本發明所述的負碳鋼渣免燒磚成型周期短、強度高；由于鋼渣中含有游離氧化鈣，能吸收大氣中的CO₂，達到降碳負碳，對環境有一定的積極影響。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，尤其涉及一種負碳鋼渣免燒磚及其制備方法和應用。

背景技術

建筑行業的發展使得對水泥及石料的需求劇烈增加，水泥的煅燒及石料的使用造成自然資源的短缺，并帶來嚴重的環境問題。

鋼渣作為一種煉鋼工藝的固體廢棄物，具備堅硬耐磨、粗糙抗滑、膠凝活性等性能，代替天然集料制備的免燒磚具有高強度、抗滑耐磨、耐雨水沖刷等優勢。此外，由于鋼渣富含堿性氧化物成分，如氧化鈣、氧化鎂等，且具有大量連通孔隙，這有利于吸收空氣中的CO₂，并發生碳化反應將CO₂封存在氧化鈣與氧化鎂中。若利用工業窯爐尾氣對鋼渣進行碳化處理，不僅可以降低碳排放實現負碳效果，還可以解決鋼渣因富含堿性氧化物而導致的體積穩定性差的問題，實現了真正意義上以廢治廢的效果。

目前國內也有將鋼渣運用在水泥磚的先例，如中國專利CN 106316298A“一種普通硅酸鹽水泥磚制備方法”和中國專利CN 106278073A“一種填充用礦渣硅酸鹽水泥磚制備工藝”，都采用鋼渣微粉與水泥按照一定比例配合制備水泥磚，但局限在于鋼渣只用作微粉填料，且整體水泥占比較大，均屬于水泥磚范疇。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的目的在于提出一種負碳鋼渣免燒磚及其制備方法和應用，本發明在吸附了大量工業窯爐尾氣，減少了水泥的用量，制備得到了具有固碳負碳的高強度的鋼渣免燒磚。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種負碳鋼渣免燒磚的制備方法，包括如下步驟：

將粒徑小于0.075mm的鋼渣經球磨后得到鋼渣超細粉；將粒徑為0.075mm～4.75mm的鋼渣進行碳化處理得到碳化產物；將碳化產物、膠凝材料、鋼渣超細粉和輔助膠凝材料混合后攪拌均勻得到混合物，所述混合物中，碳化產物的占57wt％～63wt％；膠凝材料占13wt％～18wt％；鋼渣超細粉占15.5wt％～20％，輔助膠凝材料占6wt％～8wt％；所述輔助膠凝材料包括水、粘結劑和減水劑；所述混合物經壓制成型后進行養護處理，即制備得到所述負碳鋼渣免燒磚。

優選的，所述碳化處理的方式為：在20℃～25℃下，將鋼渣置于工業窯爐尾氣中并保持24h～48h。

優選的，所述粒徑為0.075mm～4.75mm的鋼渣根據粒徑大小分為粗集料和細集料，粗集料的粒徑為D1，2.36mm＜D1≤4.75mm；細集料分為五檔級配，分別為一級料、二級料、三級料、四級料和五級料；所述一級料的粒徑為d1，0.075mm≤d1≤0.15mm；所述二級料的粒徑為d2，0.15mm＜d2≤0.3mm；所述三級料的粒徑為d3，0.3mm＜d3≤0.6mm；所述四級料的粒徑為d4，0.6mm＜d4≤1.18mm；所述五級料的粒徑為d5，1.18mm＜d5≤2.36mm。

優選的，所述粗集料占集料總量(集料總量為粗集料和細集料之和)的20wt％～24wt％；所述一級料、二級料、三級料、四級料和五級料分別占集料總量的13wt％～17wt％、12wt％～15wt％、13wt％～17wt％、24wt％～26wt％和13wt％～17wt％。