專利名稱：鋼渣道路水泥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼渣道路水泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，鋼鐵廠在使用釩鈦磁鐵礦進行冶煉時，為了盡可能的回收釩，一般采用選擇還原的原理，采取低溫、低硅、低鈦的冶煉方法；在半鋼冶煉時，又需要采取一些熱補償技術(shù)并加入大量的石灰和白云石，使渣中的游離氧化鈣和游離氧化鎂較高，最終使得鋼渣具有 CaO含量較高、SiO2含量低、RO相含量高的特點，此種鋼渣被稱為含釩鋼渣。含釩鋼渣按重量配比為 CaO 為 35 45%，SiO2 為 10 15%，MgO 為 9 14%，Al2O3 為 2 5%，F(xiàn)e2O3 為 20 35%, V2O5 為 0. 5 3. 0%, P2O5 為 0. 5 3. 0%。長期以來，含釩鋼渣在建材領(lǐng)域都未得到有效利用，比如攀鋼集團每年堆存含釩鋼渣的量就達到40萬噸以上。發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾個方面一是由于含釩鋼渣鈣、鎂含量較高，其中的游離氧化鈣和游離氧化鎂會對水泥的安定性造成不良影響。二是由于含釩鋼渣特殊的高溫性能使其活性較差，用作混合材生產(chǎn)水泥時，會導(dǎo)致水泥的強度大幅下降。三是由于含釩鋼渣C2S、C3S的含量明顯低于同堿度鋼渣， 同時，含釩鋼渣中含有0. 5 3. 0%的V2O5與CaO反應(yīng)形成釩酸鈣，它與C2S、C3S形成固溶體，進一步減少了 C2S、C3S的量，使含釩鋼渣的水化性能低?，F(xiàn)有技術(shù)中提出了一些用鋼渣制備水泥熟料或者水泥的方法，但由于本發(fā)明所述的含釩鋼渣具有不同的鈣、鎂含量以及高溫性能和水化性能，因此，現(xiàn)有技術(shù)中都未涉及用含釩鋼渣制備水泥熟料或者水泥。例如，公開號為CN1149562A、名稱為高強鋼渣礦渣水泥的中國專利提出了一種由鋼渣、礦渣、硅酸鹽水泥熟料和石膏組成的高強度鋼渣礦渣水泥及其制造方法，其用到的原料即為普通鋼渣，并非含釩鋼渣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用含釩鋼渣制備得到的鋼渣道路水泥和該水泥的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是鋼渣道路水泥，原料包括20 50重量份的含釩鋼渣、45 70重量份的水泥熟料和3 10重量份的石膏，其中所述含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計< 3% ；將上述原料混合即制得鋼渣道路水泥。其中，所述含釩鋼渣的比表面積彡400m2/kg。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，水泥都滿足一定比表面積的要求，本發(fā)明優(yōu)選鋼渣道路水泥的比表面積> 400m2/kg。其中，所述原料還包括1 3重量份的改性劑。進一步的，所述改性劑按重量配比為純堿0 100%、元明粉0 100%、泡花堿 0 100%、三乙醇胺0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。進一步的，所述原料為28 32重量份的含釩鋼渣、60 65重量份的水泥熟料、6 8重量份的石膏和1 3重量份的改性劑。本發(fā)明還提供制備上述的鋼渣道路水泥的方法，包括如下步驟a、處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3% ；b、將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣 20 50重量份混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣道路水泥。其中，上述方法步驟a中，處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%后，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡400m2/kg。其中，上述方法步驟a中，采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計< 3%。其中，上述方法步驟b中，將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份、改性劑1 3重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣20 50重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥； 所述改性劑按重量配比為純堿0 100%、元明粉0 100%、泡花堿0 100%、三乙醇胺 0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。進一步的，上述方法步驟b中，將水泥熟料60 65重量份、石膏6 8重量份、改性劑1 3重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣28 32重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥。本發(fā)明的有益效果是發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，將含釩鋼渣的游離氧化鈣含量控制在< 3%的范圍，并且合理控制含釩鋼渣的添加量，就可以消除含釩鋼渣中游離氧化鈣對水泥安定性造成的影響，因此，本發(fā)明通過先控制含釩鋼渣中的游離氧化鈣含量< 3%，從而解決了游離氧化鈣會使含釩鋼渣制備的水泥的安定性差的問題。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，水泥都滿足一定比表面積的要求，通過控制水泥的比表面積從而使得含釩鋼渣能夠達到一定的細度，使其容易水化，就能解決了 C2S、C3S的含量低造成的水化性能低的問題， 本發(fā)明優(yōu)選鋼渣道路水泥的比表面積> 400m2/kg，并且本發(fā)明優(yōu)選先將含釩鋼渣單獨研磨至比表面積彡400m2/kg，從而充分保證含釩鋼渣處于容易水化的粒度范圍內(nèi)。本發(fā)明通過解決上述問題使得含釩鋼渣能夠作為生產(chǎn)鋼渣道路水泥的原料，生產(chǎn)的鋼渣道路水泥能達至IJ《鋼渣道路水泥》(GB 25029-2010)技術(shù)要求，并具有較高的抗折強度，較高的耐磨性和低干燥收縮性能。另外，本發(fā)明利用鋼渣的耐磨性，可以提高加鋼渣道路水泥的耐磨性，在對耐磨性有要求的道路水泥中具有更好的效果。通過加入改性劑，能夠提高水泥的早期和后期強度，使鋼渣道路水泥的性能更好，從而也解決由于含釩鋼渣特殊的高溫性能導(dǎo)致的水泥強度下降的問題。本發(fā)明通過各種手段使得含釩鋼渣能夠用于生產(chǎn)鋼渣道路水泥，并且能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鋼渣道路水泥。
具體實施例方式本發(fā)明具體實施方式
如下 鋼渣道路水泥，原料包括20 50重量份的含釩鋼渣、45 70重量份的水泥熟料和3 10重量份的石膏，其中所述含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計< 3% ；將上述原料混合即制得鋼渣道路水泥。 首先，本發(fā)明方法通過控制含釩鋼渣游離氧化鈣的含量< 3%，從而消除含釩鋼渣中游離氧化鈣對水泥安定性造成的影響。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，水泥都滿足一定比表面積的要求，通過控制水泥的比表面積從而使得含釩鋼渣能夠達到一定的細度，使其容易水化，就能解決了 c2S、C3S的含量低造成的水化性能低的問題，本發(fā)明優(yōu)選鋼渣道路水泥的比表面積> 400m2/kg。另外，鋼渣道路水泥達到一定的比表面積，可以通過將原料混合后磨制得到，也可以將原料分別磨制后再混合。本發(fā)明通過上述手段使得含釩鋼渣能夠作為生產(chǎn)鋼渣道路水泥的原料，生產(chǎn)的鋼渣道路水泥能達到鋼渣道路水泥標準的要求。優(yōu)選的，所述含釩鋼渣的比表面積彡400m2/kg。由于含釩鋼渣易磨性比水泥熟料差，單獨將含釩鋼渣先控制比表面積> 400m2/kg是為了充分保證含釩鋼渣的水化性能，避免水泥原料混合磨制時可能產(chǎn)生的部分含釩鋼渣粒度不夠細的問題，并且，本發(fā)明優(yōu)選含釩鋼渣的比表面積在400 500m2/kg之間，這樣能夠保證鋼渣活性的同時減少磨耗。優(yōu)選的，為了提高水泥的早期和后期強度，使鋼渣道路水泥的性能更好，本發(fā)明優(yōu)選所述原料還包括1 3重量份的改性劑。進一步的，所述改性劑按重量配比為純堿0 100%、元明粉0 100%、泡花堿 0 100%、三乙醇胺0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。進一步的，為了使本發(fā)明的鋼渣道路水泥總體性能更好，所述原料為觀 32重量份的含釩鋼渣、60 65重量份的水泥熟料、6 8重量份的石膏和1 3重量份的改性劑。本發(fā)明還提供制備上述的鋼渣道路水泥的方法，包括如下步驟a、處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3% ；b、將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣 20 50重量份混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣道路水泥。優(yōu)選的，上述方法步驟a中，處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%后，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡400m2/kgo由于含釩鋼渣易磨性比水泥熟料差，單獨將含釩鋼渣先控制比表面積》400m2/kg是為了充分保證含釩鋼渣的水化性能，避免水泥原料混合磨制時可能產(chǎn)生的部分含釩鋼渣粒度不夠細的問題， 并且單獨研磨后再與其他原料混磨與直接將所有原料混合磨制相比能夠減少磨耗。另外， 含釩鋼渣比表面積過低時鋼渣活性較差，過高時由于鋼渣難磨使得能耗較高，因此，優(yōu)選含釩鋼渣經(jīng)除鐵處理后經(jīng)研磨使含釩鋼渣的比表面積在400 500m2/kg之間。另外，經(jīng)除鐵處理是使含釩鋼渣中金屬鐵含量按重量百分比計< 1%，一方面是有利于回收金屬鐵，另一方面是有利于制備得到的水泥性能。本發(fā)明方法可以采用任何的方式將含釩鋼渣中游離氧化鈣含量降至3%以下，如盤潑法、風(fēng)淬法、水淬法等。本發(fā)明方法步驟a中，優(yōu)選采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計<3%。其中，熱悶是指利用高溫液態(tài)鋼渣的顯熱在較為封閉的環(huán)境中灑水使其在物理力學(xué)作用和游離氧化鈣的水解作用下促使鋼渣粉化和消解游離氧化鈣，熱悶過程中鋼渣溫度較高。熱潑是指用有限的水在開放式的環(huán)境中向鋼渣噴灑、使其在溫度和應(yīng)力的作用下粉化；熱潑過程游離氧化鈣水解作用不如熱悶明顯，鋼渣溫度也低于熱悶過程。優(yōu)選的，上述方法步驟b中，將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份、改性劑1 3重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣20 50重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥； 所述改性劑按重量配比為純堿0 100%、元明粉0 100%、泡花堿0 100%、三乙醇胺 0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。進一步的，步驟b中，將水泥熟料60 65重量份、石膏6 8重量份、改性劑1
53重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣28 32重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例中用到的未經(jīng)處理的含釩鋼渣的組成為:CaO為 38. 67%，MgO為 12. 39%，SiO2 % 11. 15%,Fe2O3 為 25. 55%，Al2O3 為 2. 83%， V2O5為1. 41%，P2O5為1. 56% ；其堿度系數(shù)為3. 04，游離氧化鈣含量為9. 65%。用到的市售水泥熟料的28d強度為60MPa。用到的市售石膏的硫酸鈣含量為85%。實施例一含釩鋼渣經(jīng)過熱悶工藝處理后，其游離氧化鈣含量為1. 93%。將處理后的含釩鋼渣35重量份，水泥熟料60重量份，石膏5重量份混合后磨制得到鋼渣道路水泥，鋼渣道路水泥的比表面積為405m2/kg。制備得到的鋼渣道路水泥的性能詳見表1。表1實施例一鋼渣道路水泥性能表
權(quán)利要求
1.鋼渣道路水泥，其特征在于原料包括20 50重量份的含釩鋼渣、45 70重量份的水泥熟料和3 10重量份的石膏，其中所述含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計 ^ 3% ；將上述原料混合即制得鋼渣道路水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣道路水泥，其特征在于所述含釩鋼渣的比表面積彡 400m2/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼渣道路水泥，其特征在于所述原料還包括1 3重量份的改性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼渣道路水泥，其特征在于所述改性劑按重量配比為純堿 0 100%、元明粉0 100%、泡花堿0 100%、三乙醇胺0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼渣道路水泥，其特征在于所述原料為觀 32重量份的含釩鋼渣、60 65重量份的水泥熟料、6 8重量份的石膏和1 3重量份的改性劑。
6.制備鋼渣道路水泥的方法，其特征在于包括如下步驟a、處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計<3% ；b、將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣20 50重量份混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣道路水泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備鋼渣道路水泥的方法，其特征在于步驟a中，處理含釩鋼渣使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計后，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡400m2/kg。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備鋼渣道路水泥的方法，其特征在于步驟a中，采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備鋼渣道路水泥的方法，其特征在于步驟b中，將水泥熟料45 70重量份、石膏3 10重量份、改性劑1 3重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣20 50重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥；所述改性劑按重量配比為純堿0 100%、 元明粉0 100%、泡花堿0 100%、三乙醇胺0 10%，改性劑中純堿、元明粉和泡花堿不同時為零。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備鋼渣道路水泥的方法，其特征在于步驟b中，將水泥熟料60 65重量份、石膏6 8重量份、改性劑1 3重量份和步驟a處理后的含釩鋼渣 28 32重量份混合磨制得到鋼渣道路水泥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用含釩鋼渣制備的鋼渣道路水泥和該水泥的制備方法，屬于道路材料技術(shù)領(lǐng)域。鋼渣道路水泥，原料包括20～50重量份的含釩鋼渣、45～70重量份的水泥熟料和3～10重量份的石膏，其中所述含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計≤3％；將上述原料混合即制得鋼渣道路水泥。本發(fā)明通過控制含釩鋼渣游離氧化鈣的含量≤3％，從而消除含釩鋼渣中游離氧化鈣對水泥安定性造成的影響，通過控制含釩鋼渣的比表面積≥400m2/kg，使其能夠達到一定的細度、容易水化，解決C2S、C3S的含量低造成的水化性能低的問題，使得用含釩鋼渣能夠生產(chǎn)出合格的鋼渣道路水泥。
文檔編號C04B7/21GK102531427SQ201210017058
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者何奇, 劉欣, 吳斌, 敖進清, 楊志遠, 王 華 申請人:攀枝花鋼城集團有限公司