[发明专利]一种钢渣固化剂及利用其制备的钢渣路面基层材料

说明书

本发明公开了一种粒料类固化剂，它为以石膏粉、碱性催化剂、硅灰、早期膨胀剂、氧化镁和氯化钙为主要原料制成的粉末状试剂。本发明将钢渣用作河沙和碎石等集料并完全取代细粒土制备路面基层材料，并且利用水泥、钢渣以及激发剂等水化形成的CSH凝胶和含铝相水化产物固化钢渣中的六价铬和镍等重金属，解决重金属污染问题。将所述粒料类固化剂应用于制备路面基层材料，具有优异的力学性能、抗水稳定性能、抗裂性能和耐久性，并具有优异的节能环保特性，可有效降低工程造价，还可普遍适用于道路基层、软基处理等领域，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种钢渣固化剂及利用其制备的钢渣路面基层材料。

背景技术

水泥是传统水泥稳定土中最主要的胶结相，水泥水化在常温下很难直接胶结钢渣颗粒，应用于路面基层存在强度低、水稳性能差、收缩大、易开裂等问题。传统水泥土通常需要引入细粒土等粘土特性，存在需要额外挖方和土壤资源等问题，而钢渣作为工业废弃物，尝试将其用作集料并同时完全取代细粒土等，具有重要的工业前景。

目前，钢渣通常应用于路基填料，且由于钢渣本身活性不高等问题，造成钢渣在建筑材料中的掺量也较低，达不到大宗量利用钢渣的目的。影响钢渣在建材行业应用的主要问题包括：1)水硬活性问题；钢渣中活性相对较高的硅酸盐矿物及铁铝酸盐矿物含量较少，仅占到水泥熟料的40-70％；2)处理工艺问题；钢渣的处理工艺对其矿物组成和水硬活性有较大影响，相同化学组成的钢渣，处理工艺不同，其矿物组成和水硬活性也有较大差异；目前国内各大钢厂多采用湿法处理工艺，这些水淬、焖渣等湿法工艺，不但使处理后钢渣的活性低、质量差，难以利用，而且造成水资源的浪费、环境的污染和大量热能的消耗等，违背国家合理化利用资源、建设和谐社会的发展战略；3)水泥是传统水泥稳定土中最主要的胶结相，水泥水化在常温下很难直接胶结土壤颗粒与建筑垃圾，应用于路面基层存在强度低，不能满足路面基层对于承重的使用。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种钢渣固化剂，对钢渣进行固化，达到大宗量利用钢渣的目的；将其应用于制备钢渣路面基层材料，具有强度高、抗水稳定性能优异、收缩小等特点，且涉及的制备方法简单，对钢渣适用性广，具有重要的经济和环境效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢渣固化剂，各组分及其所占质量百分比包括：碱性催化剂25～27％，石膏粉19～22％，硅灰18～21％，氯化钙14～16％，膨胀剂9～12％，氧化镁7～9％

上述方案中，所述硅灰中，其SiO₂含量≥93wt％，比表面积≥21500m²/kg，含水率≤0.6％，需水量比≥125％，烧失量≤3.7％。

上述方案中，所述膨胀剂为II型硫铝酸钙-氧化钙型膨胀剂(EA AC II，7d水中限制膨胀率0.08％)。

上述方案中，所述氯化钙，为化学分析纯，纯度在99.5％以上。

上述方案中，所述氧化镁，为化学分析纯，纯度在99.5％以上。

上述方案中，所述碱性催化剂氢氧化钠或硅酸钠，为化学分析纯，纯度在99.5％以上。

本发明还提供了一种利用钢渣固化剂制备的钢渣路面基层材料，各固相组分及其所占质量百分比包括：钢渣固化剂3.0～4.0％，水泥7.0～10.0％，钢渣86.0～90.0％；摄入含水量取无机结合料击实试验测最佳含水量。

上述方案中，所述钢渣的液限为34.5～39.6％，塑限为24.1～28.2％，相对表观密度为2320～2740kg/m³，颗粒粒径在15mm以下，5mm以下颗粒占70wt％以上(粉质钢渣)。

上述方案中，所述水泥为P·O42.5水泥，比表面积≥380m²/kg。