本發明專利技術涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料及其制備方法和應用。一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，將鋼渣微粉與酸進行第一反應，然后加入礦渣進行第二反應，再加入水玻璃溶液，得到所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料。本發明專利技術中無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法改善了鋼渣易泛堿的情況，有利于后續鋼渣資源化再利用。本發明專利技術無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法中，使用強堿作激發劑，促進了鋼渣內部膠凝活性的釋放，拓寬后續鋼渣利用領域。
1、鋼鐵產業是國民經濟支柱的重要產業之一，在煉鋼的生產過程中伴隨著許多副產物例如鋼鐵廢渣、高爐礦渣等。但目前我國關于這些工業廢料的有效利用率非常低，通常主要采取填埋、堆場堆積等方式進行處理。
2、鋼渣是從煉鋼爐內排出的熔渣，從化學組成來看鋼渣也屬于硅酸鹽類礦物，理論上鋼渣同樣也具備較高的應用潛能。但是由于煉鋼爐內溫度往往高達1600℃，遠高于硅酸鹽水泥的生成溫度1450℃，過高的溫度導致鋼渣礦物結晶更為致密，晶粒也更大，造成鋼渣的膠凝活性較差。
3、此外由于鋼渣內部al2o3含量偏低，feo含量偏高，致使鋼渣熔點較高、粘度也較大，熔渣的冷卻過程較為緩慢，內部的礦物晶體發育程度較好，晶體較為完整，導致鋼渣內部的玻璃體含量偏低，造成了鋼渣的潛在活性較差。
4、另一方面由于生產工藝要求，在鋼材冶煉時往往摻入了較多的石灰石、白云石、鐵礦石等造渣原料。在爐內高溫環境下，這些造渣原料將導致鋼渣內部生成大量cao、mgo等堿性氧化物，在鋼渣破碎粉磨過程中，由于這些過燒氧化物結構密實較為堅硬，破碎后的顆粒往往以這些過燒氧化物為邊界，致密的表層結構延緩了鋼渣的整體水化進程。因此鋼渣在資源利用后期會發生水化，導致氫氧化鈣和氫氧化鎂的產生，產生泛堿現象。
>技術實現思路1、針對現有技術所存在的問題，本專利技術提供一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料及其制備方法，本專利技術提供的處理方法可以在提高鋼渣膠凝活性的同時，有效改善鋼渣的泛堿情況。
2、一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，將鋼渣微粉與酸進行第一反應，然后加入礦渣進行第二反應，再加入水玻璃溶液，得到所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料。
3、本專利技術通過酸堿協同處理鋼渣微粉的激發措施，促進了鋼渣微粉內部膠凝活性的釋放，有效改善了鋼渣的泛堿情況并作為膠凝材料進行應用。由于鋼渣的膠凝活性的發揮依賴強堿環境的存在，因此為保證鋼渣膠凝活性被有效激發，因此本專利技術采取先酸后堿的處理方法。
4、若采用先堿后酸的處理方法會造成試件緩凝，其原因在于，由于酸處理造成堿激發效果下降導致。堿激發膠凝材料性能的發展嚴重依賴于強堿性激發劑對固體廢料潛在膠凝活性的激發作用。將酸摻入堿激發漿體中，此時酸堿相遇后將立即發生中和反應，嚴重影響強堿性激發劑的激發效果，由此造成材料的水化反應速率下降，材料的凝結硬化時間延長。
5、由于固體廢料膠凝活性的發揮嚴重依賴于強堿性環境。因此為確保堿性激發劑的激發效果，酸的摻入必須早于堿激發劑的摻入。
6、優選地，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
7、a1)所述鋼渣微粉的粒徑≤45μm；
8、a2)所述鋼渣微粒的制備方法為：將鋼渣烘干、冷卻、破碎、研磨；
9、a3)所述鋼渣微粉與所述礦渣的質量比為(3：2)～(4：2)；
10、a4)所述鋼渣微粉包括cao、mgo、al2o3、fe2o3和sio2中的一種或者多種。
11、優選地，包括以下技術特征中的至少一項：
12、a21)特征a2)中，所述烘干的溫度為85～95℃；
13、a22)特征a2)中，所述冷卻至室溫；
14、a23)特征a2)中，所述破碎的設備為顎式破碎機；
15、a24)特征a2)中，所述研磨的設備為球磨機；
16、a25)特征a2)中，所述研磨的時間為30min～60min；
17、a26)特征a2)中，所述研磨至所述鋼渣微粉的粒徑≤45μm；
18、a41)特征a4)中，所述al2o3的質量分數為5-15％；優選地，為8.39％；
19、a42)特征a4)中，所述mgo的質量分數為3-10％；優選地，為5.04％；
20、a43)特征a4)中，所述sio2的質量分數為20-50％；優選地，為27.23％；
21、a44)特征a4)中，所述fe2o3的質量分數為5-25％；優選地，為13.99％；
22、a45)特征a4)中，所述cao的質量分數為20-50％；優選地，為32.10％。
23、優選地，包括以下技術特征中的至少一項：
24、b1)所述酸選自硫酸和鹽酸中的一種或者多種；優選地，所述硫酸質量濃度為95％～99％，優選地，為98％，鹽酸質量濃度為30～40％，優選地，為30％；
25、由于鋼渣等工業固體廢棄物中均含有不等含量的鈣鹽、碳酸鹽、金屬氧化物等可與酸發生反應的礦物成分，該組成特征賦予鋼渣進行酸處理的反應基礎。鋼渣、礦渣等在經過鹽酸、硫酸等強酸處理后，其礦物顆粒的組成結構將發生明顯的改變。酸通過與礦物顆粒發生反應，由外而內溶解腐蝕礦物顆粒，破壞顆粒的結構致密性及完整性，使得原致密的礦物顆粒變得松散多孔，利用酸堿協同進一步改善堿激發膠凝材料的物理力學性能及嚴重的泛堿行為。
26、b2)所述酸與所述鋼渣微粉的質量比為0.03～0.04。
27、優選地，包括以下技術特征中的至少一項：
28、c1)進行所述第一反應時，進行第一攪拌。
29、c2)加入所述礦渣時，進行第二攪拌；
30、c3)所述第二反應的時間為1h～1.5h；
31、c4)所述礦渣包含氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化硅中的一種或者多種。
32、優選地，包括以下技術特征中的至少一項：
33、c21)特征c2)中，第二攪拌至均勻后，進行密封；
34、c41)特征c4)中，所述al2o3的質量分數為10-25％；優選地，為18.65％；
35、c42)特征c4)中，所述mgo的質量分數為1-15％；優選地，為5.04％；
36、c43)特征c4)中，所述sio2的質量分數為15-50％；優選地，為31.35％；
37、c44)特征c4)中，所述fe2o3的質量分數為0-15％；優選地，為0.57％；
38、c45)特征c4)中，所述cao的質量分數為20-50％；優選地，為34.65％。
39、優選地，包括以下技術特征中的至少一項：
40、d1)所述水玻璃溶液的溶劑的分子式為na2o·nsio2，n選1.0～1.5中的任一數值，所述n為水玻璃溶液的模數。
41、通常固體廢料自身不具備膠凝活性或膠凝活性極差，只有在強堿性激發劑的激發作用下，蘊含在材料內部的膠凝活性才得到激活而釋放，堿激發膠凝材料的反應過程主要分為溶解一重構一縮聚三個階段。首先原材料中硅鋁質礦物成分在高堿溶液中溶解，釋出了可本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，將鋼渣微粉與酸進行第一反應，然后加入礦渣進行第二反應，再加入水玻璃溶液，得到所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料。
2.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
3.根據權利要求2所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
4.根據權利要求2所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
5.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
6.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，
7.根據權利要求5所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
8.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
>9.一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料制備方法制得。10.一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料得應用，其特征在于，將權利要求9所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料應用于低碳無熟料水泥膠凝材料。
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【技術特征摘要】
1.一種無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，將鋼渣微粉與酸進行第一反應，然后加入礦渣進行第二反應，再加入水玻璃溶液，得到所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料。
2.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
3.根據權利要求2所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
4.根據權利要求2所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術特征中的至少一項：
5.根據權利要求1所述的無泛堿冶金渣復合微粉膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下技術...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鈺，金強，楊剛，顏凡，梁紓钘，葉天揚，陳倍倍，
申請(專利權)人：上海中冶環境工程科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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