[发明专利]一种能够作为耐磨硬化剂集料的钢渣及其加工方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于耐磨硬化剂及其制备方法技术领域。

背景技术

非金属耐磨硬化剂是由一定级配的非金属集料、高强度水泥和多种添加剂预混而成的耐磨地坪成品材料，它与地面的混凝土浇注同时进行。在混凝土初凝阶段，将耐磨硬化剂均匀撒布在基层混凝土的表面，通过专用机械打磨，使其与混凝土形成一个整体，构成具有高致密度、高耐磨及有色泽的地坪。目前国内外生产耐磨硬化剂的主要方式是采用硬度较高的材料如石英砂、铜矿砂等作为集料配置耐磨硬化剂，来提高混凝土的强度和耐磨度，一般28天抗折强度不低于11.5Mpa，28天抗压强度不低于80Mpa，耐磨度比不低于300％，表面强度(压痕直径)不高于3.3mm。现已广泛用于超市、停车场、地下车库、学校、医院、食品加工企业、轻工企业、仓库、码头、工业厂房、生产车间等地坪地面。

然而在当今资源紧缺型的经济结构中，能源日趋紧张，以昂贵的石英砂等作为集料会大大增加耐磨硬化剂的生产成本，降低企业的经济效益。同时也在一定程度上造成矿山自然资源的浪费。

随着我国钢铁产量的逐年提高，钢渣的排出量也随之增加，大量的钢渣每年都需要大面积土地来堆放，给土壤、水体、大气等都带来严重的污染，甚至对人们的健康构成威胁。大量研究实践表明只要加以合适处理利用，钢渣即是一种资源。目前我国钢渣主要用于冶金工业、建材、公路建设、农业等方面，全国平均利用率仅为10％，而发达国家如美国、德国、日本等钢渣综合利用率都达到了70％以上，远远高于我国的利用程度。宝钢钢渣经过十几年的研究开发之后，虽然也实现了100％的综合利用，但其中80％以上都属于低附加值的简单路基填充、填海等粗放型利用。

发明内容

传统意义上钢渣作为工业废渣存在成份相对不稳定状态，会影响到钢渣制品质量。然而经过一些特殊工艺处理后的宝钢钢渣可以有效消缺其中有害成分f.CaO含量，使其具有硬度高、耐磨、稳定性好的特点，在某些工程领域较天然岩更具有特性优势。针对这一特点，就其在耐磨地坪、耐磨混凝土等领域应用进行研究，研制出一种以钢渣作为集料的具有高强度、高耐磨、经济优势明显的耐磨硬化剂。

本发明的目的之一是针对钢渣的特性和耐磨硬化剂所需的性能，利用特殊的处理工艺，加工成具有一定规格的钢渣代替传统非金属耐磨硬化剂中的石英砂作为集料。

本发明的目的之二是提供上述用作耐磨硬化剂集料的钢渣加工工艺。

本发明还有一个目的是提供上述用作耐磨硬化剂集料钢渣的应用方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种用作耐磨硬化剂集料的钢渣，其中f.CaO含量≤5％，且钢渣的平均粒径在0.5-3mm之间。f.CaO含量是指钢渣中游离的CaO的含量。

优选的方案是，其氧化铁含量≥20％、金属铁含量≤2％、莫式硬度等级≥6级、粉化率≤1％、含水率≤3％。

上述用作耐磨硬化剂集料的钢渣的加工方法，其步骤是：

a、将炼钢产生的液态钢渣经过水淬急冷处理，即5分钟内从1400℃降到200℃或200℃以下；

b、选择f.CaO含量≤5％的钢渣，破碎，再经过筛分，选出粒度在0.5-3mm之间的钢渣砂。

本发明选择各项技术指标都是按照标准的检测方法，如f.CaO的含量是按照水泥用钢渣化学分析方法YB/T 140-1998检测标准执行。为了获得更好的钢渣砂，可再通过磁选等工艺，优选出氧化铁含量≥20％(检测标准：YB/T 140-1998)，金属铁含量≤2％(检测标准：YB/T140-1998)，莫式硬度等级≥6级(检测标准：ISO 11127-4)，粉化率≤1％(检测标准：YBJ230-91)、含水率≤3％(检测标准：JGJ 53-92)的钢渣砂。

将上述的钢渣用作耐磨硬化剂时，其组分及配比如下：

42.5普通硅酸盐水泥或强度等级高于42.5级普通硅酸盐水泥：1份

钢渣：1.0-2.0份。

优选的方案是：另外再添加0.3％-3.0％的外加剂，更优选的方案是添加0.3％-3.0％的颜料，均以水泥和钢渣的总重量计。所说的外加剂是指可再分散乳胶粉或其他具有耐水性、保水性、可提高对底材的黏结力的通用型共聚粉末，颜料可以用以下之一或它们的混合物：氧化铁颜料、钦白粉、立德粉、铁红、铁黄、铭绿、酞蓄蓝、酞著绿等。