[发明专利]一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料

说明书

本发明公开了一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料，由10～40份高炉矿渣、5～45份转炉钢渣、0.1～40份砂土、5～20份烧结脱硫灰、5～8份矿渣粉、1～2份水泥、0.1～2份外加剂和12～13份水组成，且总体积份数为100份；由上述各组分依次经配料、搅拌、摊铺、碾压和养护工艺施工而得，本发明以高炉矿渣、转炉钢渣、烧结脱硫灰和砂土为主要原料，以适量矿渣粉和少量水泥为辅助材料，所得场坪硬化材料强度等级达C10～C25，可取代低强度等级混凝土用于厂矿、堆场、建筑工地的地坪和道路基层。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及无机非金属材料，具体地说是一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料。

背景技术

随着环保力度的加大，要求加大对各种渣土的处置力度，减少堆存占用土地及对环境的污染。一些偏远地区之前排放、经年未处理的废渣已结块，如新疆地区堆存的高炉渣和钢渣等，难以按照常规的方法进行利用。同时采矿企业的尾砂以及各种工程产生的渣土亟待利用，如盾构施工法产生的盾构污泥中含有砂砾和土，一般用于土方回填，资源利用率低，或将土和砂经筛分、水洗等方式分离，能源消耗高。需要一种简单的、资源能源消耗低的方式进行有效利用。

同时，钢厂和电厂传统的湿法脱硫工艺，尾气中的含硫量往往达不到排放标准。越来越多的脱硫工艺改造为循环流化床式干法脱硫，脱硫剂采用以碳酸钙为主要成分的石灰石。以亚硫酸钙和碳酸钙为主要成分的烧结脱硫灰活性很低，一般含有较高含量的氯离子。由于氯离子含量较高，限制了其在水泥中的应用，而使硫的成分产生浪费。主要用在三渣路基层代替少量粉煤灰，或加气砌块，掺入的质量百分比一般为5％～8％。

转炉钢渣含有一定量的游离氧化钙，存在安定性隐患，其稳定性与各钢厂钢渣的处理工艺有关。大多数钢厂的钢渣仍具有较高的游离氧化钙含量，不乏有使用钢渣做回填、道路骨料后起拱、或磨细后用于混凝土的生产，浇筑的建筑物和构筑物出现裂缝等安定性不良的报道，虽然钢渣具有硬度大、耐磨性好的优点，钢渣的主要用途仍是用作水泥生料配料的铁质矫正料。

这些建筑和工业固废综合利用率低，大量堆存，环境影响大。另外，由于水泥和砂石供应短缺造成商品混凝土成本上涨，低标号(＜C30)的混凝土生产成本比C30相比相差不大。大型钢铁企业要求固废不出厂，产生的废弃物必须以产品的形式进行销售，而不是以往仅贴补运费由社会企业进行处理的模式，在固废处理方面具有极大压力。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料，利用大宗低值建筑和工业固废、转炉钢渣和脱硫灰，以高炉渣(陈渣)、转炉钢渣和烧结脱硫灰、砂土或建筑渣土为主要原料，以适量矿渣粉和少量水泥、外加剂为辅助材料，不同粒径的高炉渣和转炉钢渣、砂土相互紧密堆积形成骨料结构体，半水亚硫酸钙与空气中的氧反应生成半水亚硫酸钙，再继续与水反应生成二水石膏。

同时，利用水泥、偏硅酸钠激发剂和转炉钢渣的碱性对高炉渣、矿粉、和以SiO₂为主要成分的砂土的碱性激发作用，烧结脱硫灰对体系的硫酸盐激发作用，促使矿渣粉和高炉渣土形成以C-S-H凝胶、C-A-H凝胶和钙矾石为主要成分的水化产物，提高硬化材料的早期强度和密实性，弥补由于水泥掺量低而造成的强度不足，从而提高场坪硬化材料的强度和稳定性，提高硬化材料的抗渗性，其化学反应过程可用下列反应方程式表示：

xCa(OH)₂+SiO₂+(n-1)H₂O→xCaO·SiO₂·nH₂O

(1.5～2.0)CaO·SiO₂·aq+SiO₂→(0.8～1.5)CaO·SiO₂·aq