[发明专利]高强度的渣土免烧制品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度的渣土免烧制品及其制备方法，包括：以重量份计，高炉矿渣20～50份，渣土50～90份，碱性激发剂8～30份。本发明的高强度的渣土免烧制品，高炉矿渣包覆在渣土表面，在碱性溶液中释放钙离子，钙离子替代渣土中粘粒表面吸附的低价阳离子，减弱粘粒表面双电层厚度，颗粒间距变小，外部压力作用下压实，获得更加致密的结构。高炉矿渣中的活性成分与碱性激发剂反应生成C‑A‑S‑H等胶凝物质，连接渣土颗粒，形成早期强度，并可以抵抗渣土水分散失造成的干裂。在高碱性条件下，渣土中的氧化硅和氧化铝被缓慢释放出来，与孔隙溶液中的碱性激发剂反应，生成地聚物，一方面填充孔隙，另一方面更好的胶结渣土颗粒，进而提升制品的长期强度。

技术领域

本发明涉及建筑和材料领域，特别地，涉及一种高强度的渣土免烧制品。此外，本发明还涉及一种上述高强度的渣土免烧制品的制备方法。

背景技术

高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时，从高炉加入的原料，除了铁矿石和燃料(焦炭)外，还要加入助熔剂。当炉温达到1400℃～1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。从化学成分来看，高炉矿渣是属于硅酸盐质材料。随着钢铁冶炼工业发展，高炉矿渣等固废产量越来越多。同时，伴随城市地下工程的开发，大量渣土被挖掘和堆弃，不仅污染环境，还占用宝贵的土地资源，如何消纳大宗固体废弃物已经成为一大难题。

传统建材产品大部分是基于石灰与水泥，或是采用烧结法，获得具有一定强度的制品，一方面耗费大量能量，另外一方面排放大量二氧化碳，既不经济也不环保。

发明内容

本发明提供了一种高强度的渣土免烧制品，以解决现有固体废弃物存量大，建材产品成本高、污染严重的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种高强度的渣土免烧制品，包括：以重量份计，高炉矿渣20～50份，渣土50～90份，碱性激发剂8～30份。

进一步地，高炉矿渣30～50份，渣土60～80份，碱性激发剂10～25份。

进一步地，碱性激发剂包括以重量份计：NaOH或KOH 1～3份，水玻璃5～15份，水2～10份；渣土的粒径小于高强度的渣土免烧制品尺寸的1/10；渣土的粒径分布为不均匀系数＞5，曲率系数为1～3。

进一步地，高炉矿渣为比表面积＞300m²/kg的细粉，高炉矿渣的粒径小于80μm，其50％以上颗粒小于10μm；水玻璃的模数为2.8～3.2。

进一步地，高强度的渣土免烧制品的密度＞1970kg/m³；高强度的渣土免烧制品的单轴抗压强度＞30MPa。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述高强度的渣土免烧制品的制备方法，将高炉矿渣和渣土混合均匀，获得固体混合物；将固体混合物与碱性激发剂混合并搅拌，成型，养护，获得高强度的渣土免烧制品。

进一步地，碱性激发剂制备的具体步骤包括：将NaOH或KOH、水玻璃和水混合，静置至平衡，获得碱性激发剂；静置的时间为20h～28h。

进一步地，搅拌的时间为10min～20min。

进一步地，成型的具体步骤包括：将固体混合物与碱性激发剂搅拌后装入模具中，采用浇筑、振动冲击或压制中的一种成型方式进行成型，表面覆盖保护膜，静置20h～28h后脱模。

进一步地，养护的具体步骤包括：养护的具体步骤包括：采用所述保护膜包覆养护10天～30天，去掉所述保护膜，再养护15天～20天。

本发明具有以下有益效果：