CN111072299B - 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法 - Google Patents

一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111072299B
CN111072299B CN201911315219.XA CN201911315219A CN111072299B CN 111072299 B CN111072299 B CN 111072299B CN 201911315219 A CN201911315219 A CN 201911315219A CN 111072299 B CN111072299 B CN 111072299B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel slag
tail mud
mineral admixture
flotation tail
grinding
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.)
Active
Application number
CN201911315219.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111072299A (zh
Inventor
朱宝贵
羊中军
罗乃将
吴其胜
朱妍
吴浩
吴思玥
李云杰
唐婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Salt Concrete New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Salt Concrete New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Salt Concrete New Material Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Salt Concrete New Material Technology Co ltd
Priority to CN201911315219.XA priority Critical patent/CN111072299B/zh
Publication of CN111072299A publication Critical patent/CN111072299A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111072299B publication Critical patent/CN111072299B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法，该外加剂包括钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石；制备时将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石分别烘干、粉磨混合均匀，煅烧、快速冷却并破碎后，加入助磨剂进行粉磨，即制得该混凝土矿物外加剂。本发明通过将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石复配制备的矿物外加剂具有大量的玻璃相，具有水硬性的胶凝材料，其细度小，活性指数高、三氧化硫含量低，产品各项性能优异，附加值高。

Description

一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土外加剂制备领域，尤其涉及一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法。
背景技术
矿物外加剂具有火山灰活性效应、微集料填充效应和颗粒形态效应，对混凝土的流动性、力学性能、耐久性等有显著的改善作用，被称为除水泥、砂、石、外加剂、水之外的混凝土的“第六组分”。水泥的价格逐步上升，而矿物外加剂以其较高的活性、优异的性能，可以部分代替水泥来生产混凝土，改善混凝土性能，且矿物外加剂多以工业废渣为原料，生产过程绿色环保，矿物外加剂的应用逐年上升，而矿物外加剂的研究和开发利用成为混凝土研究的一个热点领域。
发明专利CN201410186172.2公开了一种建筑垃圾再生高活性矿物外加剂及其制备，利用了建筑垃圾、冶金废渣、漂珠等固体废弃物，配料简单，制造成本低，活性高，能取代粉煤灰、矿粉等矿物外加剂，在配制混凝土中能有效降低水泥用量，但其对混凝土性能改善效果不佳。发明专利CN201510273974.1高镁废石粉基复合矿物外加剂及在低强度混凝土中的应用，利用高镁废石粉的形态效应及填充效应，增加混凝土拌合物的密实度，提高混凝土的流动性，使混凝土早期强度发展较快，后期强度发展稳定，但其高镁废石粉利用率不高。发明专利CN201610723928.1公开了一种回收转炉熔融态钢渣以生产混凝土掺合料的方法，实现了熔融态钢渣的全面回收利用，不仅解决了钢渣的排放问题，还可以降低混凝土的生产成本，具有较好的经济和环境效益，但其产品附加值低。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种细度小、活性指数高及三氧化硫含量低的基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂；
本发明的第二目的是提供上述矿物外加剂的制备方法。
技术方案：本发明基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂，按重量百分比计包括如下原料：钢渣浮选尾泥60～80％，铝灰10～20％，锆硅渣6～10％，脱硫石膏2～5％，煤矸石2～5％。
本发明通过将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石进行复配，进而制备的矿物外加剂细度小、活性指数高及三氧化硫含量低。通过煅烧工艺，各原材料化学成分之间发生如下化学反应：
2CaO+SiO2→2CaO·SiO2(C2S)
3CaO+3Al2O3+CaSO4→3CaO·3Al2O3·CaSO4
CaO+Al2O3→CaO·Al2O3。
进一步说，本发明采用的钢渣浮选尾泥中的CaO含量为30～45％、SiO2含量为15～25％、Al2O3含量为10～15％，矿物组成主要为硅酸二钙。铝灰为铝熔炼时产生的副产物，其Al2O3含量达75％。锆硅渣中SiO2为85～95％。煤矸石中SiO2含量≥60％，Al2O3含量≥20％。
本发明制备上述基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂的方法，包括如下步骤：按重量百分比将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石分别烘干、粉磨混合均匀，煅烧、快速冷却并破碎后，加入助磨剂进行粉末，即制得该混凝土矿物外加剂。
更进一步说，本发明在制备时所进行的煅烧是在950～1000℃下煅烧20～40min。粉磨30～60min，粉磨后比表面积≥600kg/m3。快速冷却的冷却速度为40～50℃/s。助磨剂优选可为聚合物基助磨剂，其包括长侧链的聚氧乙烯醚和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：通过将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石复配制备的矿物外加剂具有大量的玻璃相，具有水硬性的胶凝材料，其细度小，活性指数高、三氧化硫含量低，产品各项性能优异，附加值高；而采用的钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣及脱硫石膏均为工业固体废弃物，来源丰富，成本低廉，实现了对钢渣浮选尾泥、铝灰，锆硅渣，脱硫石膏等工业固废的资源化、无害化、高值化利用。同时，其制备方法简单易行、成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明采用的钢渣浮选尾泥购自江苏德龙镍业有限公司；铝灰购自安阳华拓冶金有限责任公司；锆硅渣购自安阳瑞金金属材料有限公司；脱硫石膏购自无锡市宝螺建筑材料有限公司；煤矸石购自山西浩恒源矿业有限公司。
实施例1
该实施例的矿物外加剂采用的原料如下表1所示。
表1实施例1采用的原料组成
原料 钢渣浮选尾泥 铝灰 锆硅渣 脱硫石膏 煤矸石
含量/kg 60 20 10 5 5
该矿物外加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)按上述含量将钢渣浮选尾泥，铝灰，锆硅渣，脱硫石膏和煤矸石分别在105℃下进行烘干、粉磨后混匀，制得混合料；
(2)将上述混合料在950℃下煅烧20min，煅烧结束后，快速取出冷却至室温，并将烧结样进行破碎，掺加0.02kg的助磨剂，粉磨30min，至比表面积≥600kg/m3，即得混凝土矿物外加剂。
将该实施例制备的外加剂进行矿物检测可知，该混凝土矿物外加剂的矿物相中C2S42％、CA21％、C4A3S’11％，是一种具有水硬性得胶凝材料。
实施例2
该实施例的矿物外加剂采用的原料如下表2所示。
表2实施例2采用的原料组成
原料 钢渣浮选尾泥 铝灰 锆硅渣 脱硫石膏 煤矸石
含量/kg 65 18 9 4 4
该矿物外加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将钢渣浮选尾泥，铝灰，锆硅渣，脱硫石膏和煤矸石分别在105℃下进行烘干、粉磨混匀，制得混合料；
(2)将上述混合料在960℃下煅烧30min，煅烧结束后，快速取出冷却至室温，并将烧结样进行破碎，掺加0.02kg的助磨剂，粉磨40min，至比表面积≥600kg/m3，即得混凝土矿物外加剂。
将该实施例制备的外加剂进行矿物检测可知，该混凝土矿物外加剂的矿物相中C2S44％、CA20％、C4A3S’10％，是一种具有水硬性得胶凝材料。
实施例3
该实施例的矿物外加剂采用的原料如下表3所示。
表3实施例3采用的原料组成
原料 钢渣浮选尾泥 铝灰 锆硅渣 脱硫石膏 煤矸石
含量/kg 70 16 8 3 3
该矿物外加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将钢渣浮选尾泥，铝灰，锆硅渣，脱硫石膏和煤矸石分别在105℃下进行烘干、粉磨混匀，制得混合料；
(2)将上述混合料在970℃下煅烧30min，煅烧结束后，快速取出冷却至室温，并将烧结样进行破碎，掺加0.02kg的助磨剂，粉磨50min，至比表面积≥600kg/m3，即得混凝土矿物外加剂。
将该实施例制备的外加剂进行矿物检测可知，该混凝土矿物外加剂的矿物相中C2S47％、CA16％、C4A3S’10％，是一种具有水硬性得胶凝材料。
实施例4
该实施例的矿物外加剂采用的原料如下表4所示。
表4实施例4采用的原料组成
原料 钢渣浮选尾泥 铝灰 锆硅渣 脱硫石膏 煤矸石
含量/kg 75 14 7 2 2
该矿物外加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将钢渣浮选尾泥，铝灰，锆硅渣，脱硫石膏和煤矸石分别在105℃下进行烘干、粉磨混匀，制得混合料；
(2)将上述混合料在990℃下煅烧40min，煅烧结束后，快速取出冷却至室温，并将烧结样进行破碎，掺加0.02kg的助磨剂，粉磨50min，至比表面积≥600kg/m3，即得混凝土矿物外加剂。
将该实施例制备的外加剂进行矿物检测可知，该混凝土矿物外加剂的矿物相中C2S50％、CA13％、C4A3S’8％，是一种具有水硬性得胶凝材料。
实施例5
该实施例的矿物外加剂采用的原料如下表5所示。
表5实施例5采用的原料组成
Figure GDA0002402045890000041
Figure GDA0002402045890000051
该矿物外加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将钢渣浮选尾泥，铝灰，锆硅渣，脱硫石膏和煤矸石分别在105℃下进行烘干、粉磨混匀，制得混合料；
(2)将上述混合料在1000℃下煅烧40min，煅烧结束后，快速取出冷却至室温，并将烧结样进行破碎，掺加0.02kg的助磨剂，粉磨60min，至比表面积≥600kg/m3，即得混凝土矿物外加剂。
将该实施例制备的外加剂进行矿物检测可知，该混凝土矿物外加剂的矿物相中C2S54％、CA10％、C4A3S’8％，是一种具有水硬性得胶凝材料。
性能检测
分别测试实施例1-5中的混凝土矿物外加剂的细度(45μm筛余)，流动度比，7d活性指数，28d活性指数，三氧化硫含量。混凝土矿物外加剂的细度(45μm筛余)，流动度比，7d活性指数，28d活性指数，三氧化硫含量，结果如表6所示；
表6混凝土矿物外加剂的各项性能
Figure GDA0002402045890000052
通过表6可知，本发明制备的混凝土矿物外加剂的细度(45μm筛余)为1～5％，流动度比≥102％，7d活性指数≥75％，28d活性指数≥90％，三氧化硫含量≤3.0％。细度小，活性指数高，三氧化硫含量低，产品各项性能优异，附加值高。

Claims (4)

1.一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂，其特征在于按重量百分比计包括如下原料：钢渣浮选尾泥60~80%，铝灰10~20%，锆硅渣6~10%，脱硫石膏2~5%，煤矸石2~5%；
其中，所述钢渣浮选尾泥中的CaO含量为30~45%、SiO2含量为15~25%、Al2O3含量为10~15%；
所述锆硅渣中SiO2为85~95%；
所述铝灰为铝熔炼时产生的副产物，其Al2O3含量达75%；
所述煤矸石中SiO2含量≥60%，Al2O3含量≥20%；
制备方法包括如下步骤：按重量百分比将钢渣浮选尾泥、铝灰、锆硅渣、脱硫石膏及煤矸石分别烘干、粉磨混合均匀，煅烧、快速冷却并破碎后，加入助磨剂进行粉末，即制得该混凝土矿物外加剂；
所述煅烧是在950~1000℃下煅烧20~40min。
2.根据权利要求1所述基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂，其特征在于：所述助磨剂为聚合物基助磨剂，其包括长侧链的聚氧乙烯醚和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂，其特征在于：所述粉磨30~60min，粉磨后比表面积≥600kg/m3。
4.根据权利要求1所述基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂，其特征在于：所述快速冷却的冷却速度为40~50℃/s。
CN201911315219.XA 2019-12-19 2019-12-19 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法 Active CN111072299B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911315219.XA CN111072299B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911315219.XA CN111072299B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111072299A CN111072299A (zh) 2020-04-28
CN111072299B true CN111072299B (zh) 2021-12-28

Family

ID=70316224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911315219.XA Active CN111072299B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111072299B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115040998B (zh) * 2022-08-15 2022-11-29 北京科技大学 一种烟气的脱硫剂及脱硫方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1939863A (zh) * 2005-09-26 2007-04-04 严哲明 用作混凝土细掺料的煅烧煤矸石微粉生产工艺技术
JP2007136393A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Jfe Steel Kk 溶出成分含有物質の処理方法ならびに安定化資材およびその製造方法
CN101544480A (zh) * 2009-04-28 2009-09-30 莱芜钢铁集团有限公司 球磨钢渣尾泥活性粉掺合料及其在制备混凝土中的应用
CN101544479A (zh) * 2009-04-28 2009-09-30 莱芜钢铁集团有限公司 球磨钢渣尾泥与高炉矿渣复合活性粉及其在制备混凝土中的应用
CN101935179A (zh) * 2010-08-19 2011-01-05 上海大学 高强高性能混凝土用复合矿物外加剂及制备混凝土的方法
CN103159415A (zh) * 2013-03-22 2013-06-19 山东建筑大学 利用酸性锆硅渣制备的水泥混凝土掺合料及其制备方法
CN105271850A (zh) * 2015-09-18 2016-01-27 临沂大学 水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料
CN106830722A (zh) * 2017-03-17 2017-06-13 山东大学 有机废水协同工业固废制备超高水充填材料的***及方法
CN108585721A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 电解锰渣和钢渣尾泥综合资源化利用方法
CN108821617A (zh) * 2018-05-25 2018-11-16 繁昌县若木营造装饰工程有限公司 一种高强度水泥材料
CN110183120A (zh) * 2019-05-13 2019-08-30 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 利用原状电解锰渣和钢渣尾泥生产水泥活性掺合料的方法
CN110228990A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 山东大学 一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1939863A (zh) * 2005-09-26 2007-04-04 严哲明 用作混凝土细掺料的煅烧煤矸石微粉生产工艺技术
JP2007136393A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Jfe Steel Kk 溶出成分含有物質の処理方法ならびに安定化資材およびその製造方法
CN101544480A (zh) * 2009-04-28 2009-09-30 莱芜钢铁集团有限公司 球磨钢渣尾泥活性粉掺合料及其在制备混凝土中的应用
CN101544479A (zh) * 2009-04-28 2009-09-30 莱芜钢铁集团有限公司 球磨钢渣尾泥与高炉矿渣复合活性粉及其在制备混凝土中的应用
CN101935179A (zh) * 2010-08-19 2011-01-05 上海大学 高强高性能混凝土用复合矿物外加剂及制备混凝土的方法
CN103159415A (zh) * 2013-03-22 2013-06-19 山东建筑大学 利用酸性锆硅渣制备的水泥混凝土掺合料及其制备方法
CN105271850A (zh) * 2015-09-18 2016-01-27 临沂大学 水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料
CN106830722A (zh) * 2017-03-17 2017-06-13 山东大学 有机废水协同工业固废制备超高水充填材料的***及方法
CN108821617A (zh) * 2018-05-25 2018-11-16 繁昌县若木营造装饰工程有限公司 一种高强度水泥材料
CN108585721A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 电解锰渣和钢渣尾泥综合资源化利用方法
CN110183120A (zh) * 2019-05-13 2019-08-30 中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 利用原状电解锰渣和钢渣尾泥生产水泥活性掺合料的方法
CN110228990A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 山东大学 一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111072299A (zh) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020101143A4 (en) A Method For Preparing The Fast-Hardening Early-Strength High-Performance All-Solid Waste Concrete
CN110642585B (zh) 加气混凝土砌块及其制备工艺
CN103159450B (zh) 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法
CN111116142B (zh) 一种利用建筑弃土烧结微粉制备的生态混凝土及其混凝土制品的制备方法
CN111689701B (zh) 电炉钢渣基水泥混合材或混凝土掺和料、制备方法与应用
CN104817286B (zh) 一种全尾砂固结排放胶结剂的制备方法
CN112851277A (zh) 镁-煤渣基新型铺路与矿用充填材料及其制备方法
CN114873961B (zh) 一种钼尾矿干混砂浆及其应用方法
CN111704410A (zh) 一种高性能机制砂混凝土及其制备方法
CN114133201A (zh) 一种多尺度固废改性的磷建筑石膏复合胶凝材料
CN108546063A (zh) 钢筋连接专用干粉套筒灌浆料及其制备
CN108484062B (zh) 一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆
CN112125543A (zh) 一种以大宗固废为原料的复合凝胶材料及其制备方法
CN113526890A (zh) 一种工业废渣和建筑垃圾综合利用的混凝土复合掺合料
CN111072299B (zh) 一种基于钢渣浮选尾泥的混凝土矿物外加剂及其制备方法
CN107382203A (zh) 一种大掺量重矿渣早强型高强无收缩灌浆料
CN114276097A (zh) 一种通过分相活化提高镍渣活性的镍渣胶凝材料及制备方法
CN111072325B (zh) 一种易流型复合矿物掺合料与其制备方法及采用该掺合料制备的砂浆
CN115849811B (zh) 一种高稳定自密实混凝土及其制备方法
CN111348871B (zh) 一种高钛矿渣砂活性粉末混凝土及其制备方法
CN115028395B (zh) 一种固废建材制品及其制备方法
CN110615655A (zh) 一种低强度固化土专用固化剂及其制备方法
CN110590213A (zh) 一种混凝土膨胀剂及制备方法
CN115572088B (zh) 一种用于建筑3d打印材料用超细复合粉及其制备方法
CN117602898A (zh) 一种利用风淬高炉渣作为骨料的灌浆料及其制备方法

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