[发明专利]一种负碳钢渣免烧砖及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负碳钢渣免烧砖及其制备方法和应用。将粒径小于0.075mm的钢渣经球磨得到钢渣超细粉；将粒径为0.075mm～4.75mm的钢渣进行碳化处理得到碳化产物；将碳化产物、胶凝材料、钢渣超细粉和辅助胶凝材料混合后搅拌均匀得到混合物，混合物中，碳化产物占57wt％～63wt％；胶凝材料占13wt％～18wt％；钢渣超细粉占15.5wt％～20.0wt％，辅助胶凝材料占6wt％～8wt％；辅助胶凝材料包括水、粘结剂和减水剂；混合物经压制成型后进行养护处理，即制得所述负碳钢渣免烧砖。本发明所述的负碳钢渣免烧砖成型周期短、强度高；由于钢渣中含有游离氧化钙，能吸收大气中的CO₂，达到降碳负碳，对环境有一定的积极影响。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种负碳钢渣免烧砖及其制备方法和应用。

背景技术

建筑行业的发展使得对水泥及石料的需求剧烈增加，水泥的煅烧及石料的使用造成自然资源的短缺，并带来严重的环境问题。

钢渣作为一种炼钢工艺的固体废弃物，具备坚硬耐磨、粗糙抗滑、胶凝活性等性能，代替天然集料制备的免烧砖具有高强度、抗滑耐磨、耐雨水冲刷等优势。此外，由于钢渣富含碱性氧化物成分，如氧化钙、氧化镁等，且具有大量连通孔隙，这有利于吸收空气中的CO₂，并发生碳化反应将CO₂封存在氧化钙与氧化镁中。若利用工业窑炉尾气对钢渣进行碳化处理，不仅可以降低碳排放实现负碳效果，还可以解决钢渣因富含碱性氧化物而导致的体积稳定性差的问题，实现了真正意义上以废治废的效果。

目前国内也有将钢渣运用在水泥砖的先例，如中国专利CN 106316298A“一种普通硅酸盐水泥砖制备方法”和中国专利CN 106278073A“一种填充用矿渣硅酸盐水泥砖制备工艺”，都采用钢渣微粉与水泥按照一定比例配合制备水泥砖，但局限在于钢渣只用作微粉填料，且整体水泥占比较大，均属于水泥砖范畴。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一种负碳钢渣免烧砖及其制备方法和应用，本发明在吸附了大量工业窑炉尾气，减少了水泥的用量，制备得到了具有固碳负碳的高强度的钢渣免烧砖。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种负碳钢渣免烧砖的制备方法，包括如下步骤：

将粒径小于0.075mm的钢渣经球磨后得到钢渣超细粉；将粒径为0.075mm～4.75mm的钢渣进行碳化处理得到碳化产物；将碳化产物、胶凝材料、钢渣超细粉和辅助胶凝材料混合后搅拌均匀得到混合物，所述混合物中，碳化产物的占57wt％～63wt％；胶凝材料占13wt％～18wt％；钢渣超细粉占15.5wt％～20％，辅助胶凝材料占6wt％～8wt％；所述辅助胶凝材料包括水、粘结剂和减水剂；所述混合物经压制成型后进行养护处理，即制备得到所述负碳钢渣免烧砖。

优选的，所述碳化处理的方式为：在20℃～25℃下，将钢渣置于工业窑炉尾气中并保持24h～48h。

优选的，所述粒径为0.075mm～4.75mm的钢渣根据粒径大小分为粗集料和细集料，粗集料的粒径为D1，2.36mm＜D1≤4.75mm；细集料分为五档级配，分别为一级料、二级料、三级料、四级料和五级料；所述一级料的粒径为d1，0.075mm≤d1≤0.15mm；所述二级料的粒径为d2，0.15mm＜d2≤0.3mm；所述三级料的粒径为d3，0.3mm＜d3≤0.6mm；所述四级料的粒径为d4，0.6mm＜d4≤1.18mm；所述五级料的粒径为d5，1.18mm＜d5≤2.36mm。

优选的，所述粗集料占集料总量(集料总量为粗集料和细集料之和)的20wt％～24wt％；所述一级料、二级料、三级料、四级料和五级料分别占集料总量的13wt％～17wt％、12wt％～15wt％、13wt％～17wt％、24wt％～26wt％和13wt％～17wt％。