一種鎳渣加氣混凝土及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領域，具體涉及一種鎳渣加氣混凝土及其制備工藝。
【背景技術】
[0002]鎳鐵合金礦熱爐渣是在冶煉金屬鎳過程中排放的一種工業(yè)廢渣，爐渣量約占原料的80%?90%。隨著我國鎳鐵合金的需求量和生產規(guī)模日益增大，鎳渣的大量堆積也成為企業(yè)發(fā)展所面臨的重要難題。鎳渣為弱酸性渣，以Fe0、Mg0、Al203、Si02為主要成分，主要礦物相為輝石、鐵鎂橄欖石、銅鎳鐵硫化物，少量硅酸三鈣、硅酸二鈣等礦相以及較多的非晶態(tài)物質，具備一定的膠凝活性。由于高溫熱歷史、冷卻效果、化學組成等原因，這類合金渣易磨性差，早期活性低，導致綜合利用率遠低于普通礦渣。由于長期得不到合理的利用，目前國內堆存的鎳渣達到幾千萬噸，這不僅占用了大量土地，對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，還給企業(yè)乃至社會帶來巨大的經濟負擔。
[0003]鎳鐵合金礦熱爐渣在國際上主要用于在沿海地區(qū)填海造地，如果深處內陸，其利用水平較低，多處于棄置堆存狀態(tài)。我國鎳渣利用多為水泥混合材、混凝土摻合料、道路材料、回填材料、井下填充材料和建筑砌塊等，少量用于制備農肥或酸性土壤改良劑。目前，現(xiàn)有研究對鎳鐵合金渣的利用集中在建筑材料領域。萬朝均等通過對鎳鐵合金礦熱爐渣進行機械活化，制得輔助膠凝材料取代部分水泥，實現(xiàn)了對鎳鐵合金礦熱爐渣的綜合利用，但其摻量不宜超過10%;萬雪峰、王迎斌等通過研究鎳渣粉磨、活性激發(fā)及多元礦物復合改性，利用鎳鉻鐵合金渣制備了復合水泥；孟立等通過研究鎳渣粉磨和熱處理方式，制備了不同活性的鎳鐵合金礦熱爐渣輔助膠凝材料。結果表明，經800°C返爐急冷的鎳渣粉摻量為10%時，能提高水泥膠砂的抗折強度及抗壓強度；陳平等利用部分礦熱爐渣粉替代河沙配制干混砂漿，研究表明，當?shù)V熱爐渣砂替代河沙的摻量為60%時，所制備的礦熱爐渣干混砂漿強度最高，但存在砂漿工作性能較差、易泌水等問題，需要摻加一定量的保水劑；單昌鋒等利用鎳渣代替混凝土中部分細集料，研究了其摻量對混凝土性能的影響。結果表明，鎳渣可以部分取代砂子，且取代比例小于50%時，混凝土性能較好。綜上可知，盡管目前對鎳渣的利用方式較多，但都存在產品附加值低、廢渣利用量小、活性激發(fā)不足等問題，從而未能得到大規(guī)模推廣和應用。
[0004]加氣混凝土作為一種新型節(jié)能多功能墻體材料，具有保溫、質輕、隔音、節(jié)能等特點。加氣混凝土原料適應范圍廣，除了傳統(tǒng)意義上的水泥-石灰-砂加氣磚，近年來已采用工業(yè)固體廢棄物取代部分硅鈣質原料，如水泥-礦渣-砂，水泥-石灰-粉煤灰加氣塊等，并取得了較好的經濟、環(huán)境和社會效益，發(fā)展前景十分廣闊。本發(fā)明通過對鎳鐵礦熱爐渣進行機械化學改性，用于取代部分硅質原料制備加氣混凝土，從而拓展了鎳渣的利用途徑，提高了產品附加值，同時對緩解我國鎳渣的嚴重堆存現(xiàn)狀，提高鎳鐵合金渣資源化利用水平具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供一種鎳渣加氣混凝土及其制備工藝，目的在于解決鎳鐵合金渣的堆存占地、環(huán)境污染及高效資源化利用問題。本發(fā)明的鎳渣加氣混凝土具有強度高、保溫性能好，吸水率低的優(yōu)點，能夠大量消納堆存龐大的鎳鐵合金渣，屬于工業(yè)固體廢棄物高效資源化利用，不僅能夠節(jié)約資源，保護生態(tài)環(huán)境，而且能產生較高的經濟附加值，符合當前新型節(jié)能建筑材料的發(fā)展方向。
[0006]為達到上述技術目的，本發(fā)明提供了一種鎳渣加氣混凝土，包括:干料、外加劑、發(fā)氣劑和水，所述干料包括娃質材料、媽質材料和調節(jié)劑，其中，所述娃質材料包括鎳渣微粉。
[0007]具體的，所述硅質材料包括鎳渣微粉、機制砂和廢料微粉，其中:
[0008]優(yōu)選的，所述鎳渣微粉中:Si02含量為49?50wt%，比表面積>400m2/kg，3?32 μ m顆粒含量達到80 %以上；
[0009]更優(yōu)選的，所述鎳渣微粉為經輥壓機-球磨機共性集成粉磨工藝加工制備的高活性微粉，具有良好的顆粒形貌。輥壓機-球磨機共性集成粉磨工藝可選自專利CN201410289143.9中所公開的粉磨工藝；
[0010]優(yōu)選的，所述機制砂的S12含量不低于85wt%，經球磨機磨細后比表面積MOOm2/kg ；
[0011]優(yōu)選的，所述廢料微粉為加氣混凝土靜停切割后產生的切割料，經粉磨后比表面積 >350m2/kgo
[0012]具體的，所述鈣質材料包括水泥和生石灰，其中:
[0013]優(yōu)選的，所述水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，比表面積>350m2/kg ;
[0014]優(yōu)選的，生石灰為中速消解石灰，有效Ca0>85wt%，200目篩余〈10%，消解時間10?15min，消化溫度70?90°C。
[0015]具體的，所述發(fā)氣劑為鋁粉膏。
[0016]所述鋁粉膏可來源于現(xiàn)有技術，例如購買得到，其符合國家標準G B/T2084《發(fā)氣鋁粉》和JC/T407《加氣混凝土用鋁粉膏》的要求。
[0017]具體的，所述調節(jié)劑為二水石膏。
[0018]優(yōu)選的，所述石膏為工業(yè)用天然二水石膏，200目篩余〈8%。
[0019]具體的，所述外加劑包括油酸、三乙醇胺和水。
[0020]優(yōu)選的，所述外加劑中油酸、三乙醇胺、溶劑水的體積比為1:4?6:37?41，更優(yōu)選的，為1:5:39。三乙醇胺、油酸可通過市售的分析純化學試劑得到。
[0021]在所述原料中，各組分按重量百分比計的配比為:鎳渣微粉30?50wt%，機制砂19?27wt%，廢料微粉4?8wt%，水泥10?20wt%，生石灰15?20wt%，二水石膏O?2wt%，鋁粉膏與所述干料的重量百分比為0.07?0.1%，所述水與所述干料的質量比為
0.38?0.56:1，所述外加劑與所述水的體積百分比為0.8?1.0%。
[0022]本發(fā)明所提供的鎳渣加氣混凝土，其絕干表觀密度為600kg/m3?700kg/m 3。
[0023]所述生石灰、鋁粉膏均符合標準GB11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》的原料要求。生石灰、鋁粉膏、加氣混凝土廢料均由湖北某加氣混凝土廠提供。
[0024]本發(fā)明還提供了一種鎳渣加氣混凝土的制備工藝，包括如下步驟:
[0025]I)按照鎳渣加氣混凝土的原料配比，將水泥、鎳渣微粉、機制砂、生石灰、二水石膏、廢料微粉混合并在砂漿攪拌機中充分攪拌均勻，獲得干粉混合料；
[0026]2)在干料的基礎上依次加入熱水及外加劑，快速攪拌2?3min，獲得均勻的漿料。其中熱水溫度在55?65°C ；
[0027]3)在漿料基礎上加入定量鋁粉膏配制的水溶液，快速攪拌20?40s，然后迅速澆入模具中；
[0028]4)將澆注完畢的模具放入45?55°C養(yǎng)護箱內進行養(yǎng)護，經靜停切割后，送入壓蒸爸內蒸壓養(yǎng)護。其中靜停時間為5.5?6.5h，蒸養(yǎng)條件為溫度175?185°C，壓強0.8?
1.1MPa，養(yǎng)護時間8?1h ;
[0029]5)蒸壓養(yǎng)護結束后，將砌塊放入90?100°C的鼓風干燥箱內進行干燥，干燥時間15 ?25h0
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點在于所提供的鎳渣加氣混凝土能夠大量消納鎳鐵冶金渣，屬于工業(yè)固體廢棄物高效資源化利用，同時能夠減少對傳統(tǒng)硅質材料的開采利用，節(jié)約了資源與成本。本發(fā)明所提供的加氣混凝土還具有強度高，保溫性能好，吸水率低的優(yōu)點等優(yōu)點，能夠廣泛應用于建筑圍護填充結構。這不僅緩解了鎳鐵冶金廢渣占用土地及污染環(huán)境的問題，而且進一步促進了新型節(jié)能建筑材料的發(fā)展，同時給企業(yè)帶來巨大的經濟效益。
【具體實施方式】
[0031]下面結合具體實施案例詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的【具體實施方式】不局限于下述實施例。本領域技術人員沒有創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的鎳渣加氣混凝土砌塊的制造技術方案，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0032]實施例1
[0033]本發(fā)明一種鎳渣加氣混凝土，設計絕干表觀密度為600kg/m3;
[0034]各組分按重量比設計配比為:水泥20wt %，鎳渣微粉30wt %，生石灰15wt %，機制砂27wt%，石膏2wt%，廢料微粉6wt% ；
[0035]各組分混合后，在砂漿攪拌機中攪拌均勻，依次加入水料比為0.57的65°C熱水，外加劑1.0%，快速攪拌2min ;繼續(xù)加入0.10wt%鋁粉膏配置的水溶液，快速攪拌20s，迅速澆入三聯(lián)模具中；
[0036]將模具放入50°C養(yǎng)護箱內靜停養(yǎng)護6h，經切割后，送入壓蒸釜內蒸壓養(yǎng)護，蒸養(yǎng)條件為175°C、0.8MPa養(yǎng)護1h ;蒸壓養(yǎng)護結束后，將砌塊放入95°C的鼓風干燥箱內進行干燥，干燥時間20h ;
[0037]干燥后獲得各砌塊平均絕干表觀密度為621.2kg/m3，平均抗壓強度為3.59MPa。
[0038]實施例2
[0039]本發(fā)明一種鎳渣加氣混凝土，設計絕干表