[发明专利]一种碳化钢渣人工多孔骨料及其制备方法

说明书

一种碳化钢渣人工多孔骨料及其制备方法，属于工业废渣利用技术领域。制备方法如下：钢渣粉的制备：对钢渣块进行破碎，将得到的碎钢渣放入磨机中研磨成钢渣粉；钢渣球骨料的制备：称取钢渣粉、硅酸盐水泥、砖粉和粉煤灰中的至少一种混合，加水成球，得到球状钢渣骨料；骨料预处理：对球状钢渣骨料进行预养护；钢渣骨料的碳化：将预养护后的球状钢渣骨料放入碳化釜中进行碳化，得到碳化钢渣人工多孔骨料。本发明制备的碳化钢渣人工多孔骨料具有骨料强度高，安全稳定，制备工艺及装备简单，易操作，生产成本低，效率高，低碳环保等优点。能够在满足混凝土对骨料强度的需求同时为混凝土提供内养护，减少混凝土自收缩，提高抗冻性。

技术领域

本发明属于工业废渣利用技术领域，具体涉及一种碳化钢渣人工多孔骨料及其制备方法。

背景技术

钢渣为炼钢过程中产生的一种工业副产品，但由于钢渣的胶凝活性低，游离CaO和MgO含量高，会导致其作为胶凝材料安定性差，易导致混凝土膨胀开裂等，大大限制了钢渣在建材应用中的掺量。在我国，钢渣年排放量已超过一亿吨，可是因为钢渣的整体利用水平不高，大量钢渣被堆存，其中有害金属元素会进入土壤，污染可耕土壤资源，同时钢渣堆积占用了耕地。碳化作为新型钢渣处理手段，可以在制备时消耗绝大部分游离金属氧化物，更高效地利用钢渣的胶凝活性，解决钢渣安定性不良隐患，胶凝性能差的问题。

近些年来，由于大规模的建设对混凝土及其原材料的需求与天然资源缺乏之间的矛盾冲突愈发明显。天然砂石骨料资源紧缺，急需寻找新的砂石骨料来源。

由于钢铁产业的蓬勃发展，副产品钢渣的产量居高不下，环境质量深受其害。已经有少量专利针对这一难题提出了解决思路。公开号为CN105294039A的专利申请公开了一种钢渣植生混凝土，提出使用钢渣骨料，钢渣复合粉和增强剂制备植生混凝土，该专利要求钢渣原料游离氧化钙的含量小于2％，但钢渣的成分波动大，难以确保钢渣中游离氧化钙的含量控制在2％以内。公开号为CN103864326A的专利申请公开了一种钢渣骨料及其制备方法，其利用钢渣和煤渣、石灰、芒硝配合，并将烘干的混合料置于1260-1360℃的环境中煅烧并保温4h，最终得到具有胶凝活性的钢渣骨料，其压碎指标可以达到12％，利用此骨料成型的混凝土在28d的抗压强度可以达到C30混凝土的要求，该技术需要对混合料在高温下煅烧，方能得到用于C30混凝土的骨料，耗能高，考虑骨料用量大，其经济性较差，难以大规模工业化。公开号为CN108794282A的专利申请公开了一种基于碳酸化养护的肥效缓释型钢渣骨料的制备方法，具体将钢渣用于制备肥效缓释型骨料。该专利申请把有机肥料作为核心，在肥料外部裹覆钢渣粉并喷水，通过造粒得到内含有机肥料的钢渣球，最终碳化得到成品骨料，经过碳化后，骨料的重金属滤出减轻，骨料的抗压强度可以达到3.5-5.0MPa，难以满足常规混凝土以及高强混凝土对骨料质量的要求。公开号为CN106746814A的专利公开了一种钢渣骨料的制备方法。该发明将钢渣块破碎并筛选得到粒径为18-25mm的钢渣块料，在一定条件下碳化，再利用造纸淤泥，石灰，油页岩渣配合得到的混合料包裹钢渣块，之后再置于压力4-6MPa的CO₂气氛下，温度40-60℃，相对湿度60-95％的环境下碳化20-50min，最后骨料的压碎指标最好可以达到12.7％。该技术中钢渣块尺寸大，难以碳化充分，存有安定性不良隐患，而且工艺繁多，CO₂压力高，需要压缩高压CO₂，对设备要求较高，增大了生产成本。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术中存在的钢渣骨料强度不高、安定性不良隐患、成本高、工序复杂、技术工艺要求高、难以大规模工业化生产及推广应用等问题，本发明提供一种碳化钢渣人工多孔骨料及其制备方法，具有骨料强度高，安全稳定，制备工艺及装备简单，易操作，生产成本低，效率高，低碳环保等优点。

技术方案：一种碳化钢渣人工多孔骨料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一.钢渣粉的制备：对钢渣块进行破碎，将得到的碎钢渣放入磨机中，磨至比表面积为100-280m²/g的钢渣粉；