一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法，屬于新型建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于采用以下步驟：先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，將不同粒度的鎳鐵渣按質(zhì)量百分比配制成三組分顆粒級配（粒徑為1~2mm的顆粒占50~60%，粒徑為0.15~0.5mm的顆粒占20~30%，粒徑小于0.08mm的顆粒占15~25%）的鎳鐵渣原料，按質(zhì)量百分比配制含70~85%的鎳鐵渣原料和15~30%的堿性激發(fā)劑的原料，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以30~50MPa壓力加壓成型制得磚坯，將磚坯在170℃~185℃溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護6~12小時，制成鎳鐵渣蒸壓高強承載磚。本發(fā)明制備的蒸壓高強承載磚最大限度的利用了工業(yè)廢渣?鎳鐵渣，變廢為寶，減少了環(huán)境污染，蒸壓高強承載磚的抗壓強度高于50MPa。
【專利說明】
一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法，屬于新型建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鐵渣是以紅土鎳礦為原料火法冶煉鎳鐵的過程中產(chǎn)生的固體副產(chǎn)品，每生產(chǎn)I噸鎳鐵合金，即產(chǎn)生6?10噸的鎳鐵渣。與礦渣及鋼渣等冶金渣相比，鎳鐵渣氧化鎂含量高、氧化鈣含量低，因此，在制備建筑材料時有其特殊性及難度，目前尚未得到充分利用。
[0003]現(xiàn)有的城市人行道、停車場和城市廣場鋪的地磚抗壓強度低，承載能力弱，如遇車輛壓行將會超過其抗壓強度而破碎，嚴重影響了路人的行走、車輛的停放和城市的美觀，同時增加了城市的管理成本?？梢?，利用鎳鐵渣制備高強承載磚的研究亟需開展，在鎳鐵渣高強承載磚滿足應(yīng)用需求的同時，還可以實現(xiàn)工業(yè)廢渣的有效利用。
[0004]中國發(fā)明專利CN103771811A公開的“鎳鐵渣自保溫蒸壓磚及其制備方法”中采用顆粒狀、粉狀鎳鐵渣和鈣質(zhì)材料制備了蒸壓磚，強度等級可達MU30。文獻“利用鎳鐵渣生產(chǎn)蒸壓磚的可行性分析”(河南建材，2015年第5期)提到的技術(shù)方案是采用顆粒狀、粉狀鎳鐵渣以及粉煤灰、電石渣、石灰等原料制備了蒸壓磚，強度等級為MU15?MU30 ο文獻“關(guān)于鎳鐵礦渣制備復(fù)合保溫砌塊的研究”(磚瓦，2016年第2期)則采用顆粒狀、粉狀鎳鐵渣以及水泥、石灰和硅酸鈉為原料制備了復(fù)合保溫砌塊，抗壓強度小于8MPa。
[0005]現(xiàn)行技術(shù)方案所報道的技術(shù)方案中采用連續(xù)級配或兩組分顆粒級配的鎳鐵渣原料，通過激發(fā)劑在蒸壓過程中發(fā)生化學(xué)作用，使鎳鐵渣顆粒表面發(fā)生激發(fā)反應(yīng)后產(chǎn)生粘結(jié)作用，形成的磚體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密度低、連續(xù)性差，由此制備的鎳鐵渣蒸壓磚的材料強度較低，承載能力弱(小于30MPa)，無法滿足高強承載應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的使用要求。而要滿足高強承載，制備所得到的鎳鐵渣蒸壓磚的致密度、材料的連續(xù)性需要足夠高，這就要從鎳鐵渣料的級配、激發(fā)劑的選擇及蒸壓反應(yīng)的促進機理等方面進行深入研究，目前相關(guān)的研究報道非常少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法，即采用三組分顆粒級配的鎳鐵渣，配以適量的堿性激發(fā)劑和水，經(jīng)壓制成型得到高密度磚坯，蒸壓養(yǎng)護后制得高強度承載磚。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案步驟如下:
(1)先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，將不同級配的顆?；旌系玫芥囪F渣原料，其中粒徑為I?2mm的顆粒占50?60%，粒徑為0.15-0.5mm的顆粒占20~30%，粒徑小于0.08mm的顆粒占15-25%；
(2)按質(zhì)量百分比配制原料，使其含70?85%經(jīng)步驟(I)配制的鎳鐵渣原料和15?30%堿性激發(fā)劑，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以30?50MPa壓力加壓成型制得磚還; (3)將磚坯在170°C>185°C溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護6?12小時，制成鎳鐵渣蒸壓高強承載磚。
[0007]其中步驟(2)中堿性激發(fā)劑采用堿金屬、堿土金屬的氧化物、氫氧化物及鹽的單獨一種或者其中兩種任意比例的混合物，優(yōu)選氧化鈣。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本方法的制備工藝簡單、生產(chǎn)條件易于控制，易于工業(yè)化生產(chǎn)；
2、本方法的高壓蒸汽養(yǎng)護溫度低、養(yǎng)護時間短，有利于節(jié)約能源、提高效益；
3、本方法所采用的原料中磚坯混合物各組分比例可調(diào)范圍大，可以最大限度地利用鎳鐵渣等其他工業(yè)固體廢棄物，固體廢棄物的利用率可達85%;
4、本方法采用三組分顆粒級配的鎳鐵渣顆粒作為原料，大幅度減少顆粒間的堆積孔隙，使壓制得到的磚坯致密度大幅度提高，隨后在高溫蒸壓養(yǎng)護過程中堿性激發(fā)劑的引發(fā)作用使鎳鐵渣顆粒表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，蒸壓磚的致密度高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)性強，制成的鎳鐵渣蒸壓承載磚產(chǎn)品性能穩(wěn)定，且具有超高強度，抗壓強度超過50MPa，可滿足高壓承載應(yīng)用場合的需求。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
(1)先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，再按質(zhì)量百分比分別稱取不同粒徑的鎳鐵渣顆粒進行混合，得到鎳鐵渣原料，其中粒徑為I?2mm的顆粒占50%，粒徑為0.15?0.5mm的顆粒占25%，粒徑小于0.08mm的顆粒占25% ；
(2)按照質(zhì)量百分配制原料，使其含經(jīng)步驟(I)配制的80%鎳鐵渣原料、10%生石灰和10%電石渣，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以50MPa壓力加壓成型制得磚還；
(3)將磚坯在180°C溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護8小時，制成鎳鐵渣蒸壓高強承載磚。
[0010]經(jīng)測試，鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的抗壓強度為68.7MPa。
[0011]實施例2
(1)先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，再按質(zhì)量百分比分別稱取不同粒徑的鎳鐵渣顆粒進行混合，得到鎳鐵渣原料，其中粒徑為I?2mm的顆粒55%，粒徑為0.15-0.5mm的顆粒占20%，粒徑小于0.08mm的顆粒占25% ；
(2)按照質(zhì)量百分配制原料，使其含經(jīng)步驟(I)配制的75%鎳鐵渣原料和25%電石渣，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以30MPa壓力加壓成型制得磚坯；
(3)將磚坯在170°C溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護10小時，制成鎳鐵渣蒸壓高強承載磚。
[0012]經(jīng)測試，鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的抗壓強度為51.8MPa。
[0013]實施例3
(1)先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，再按質(zhì)量百分比分別稱取不同粒徑的鎳鐵渣顆粒進行混合，得到鎳鐵渣原料，其中粒徑為I?2mm的顆粒60%，粒徑為0.15?0.5mm的顆粒占20%，粒徑小于0.08mm的顆粒占20% ；
(2)按照質(zhì)量百分配制原料，使其含經(jīng)步驟(I)配制的85%鎳鐵渣原料和15%生石灰，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以40MPa壓力加壓成型制得磚坯；(3)將磚坯在185°C溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護6小時，制成鎳鐵渣蒸壓高強承載磚。
[0014]經(jīng)測試，鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的抗壓強度為55.5MPa。
【主權(quán)項】
1.一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法，其特征在于采用以下步驟: (1)先將鎳鐵渣進行破碎粉磨、篩分，將不同級配的顆?；旌系玫芥囪F渣原料，其中粒徑為I?2mm的顆粒占50?60%，粒徑為0.15-0.5mm的顆粒占20~30%，粒徑小于0.08mm的顆粒占15-25%； (2)按質(zhì)量百分比配制原料，使其含70?85%的經(jīng)步驟(I)配制的鎳鐵渣原料和15?30%的堿性激發(fā)劑，混合后加水攪拌均勻，在壓磚機中將攪拌均勻的混合物以30?50MPa壓力加壓成型制得磚還; (3)將經(jīng)步驟(2)制得的磚坯在170°0185°C溫度下進行高壓蒸汽養(yǎng)護6?12小時，制備得到高強承載磚。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三組分顆粒級配法制備鎳鐵渣蒸壓高強承載磚的方法，其特征在于:步驟(2)中堿性激發(fā)劑采用堿金屬、堿土金屬的氧化物、氫氧化物及鹽的單獨一種或者其中兩種任意比例的混合物，優(yōu)選氧化鈣。
【文檔編號】C04B28/08GK106045432SQ201610381544
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】李國昌, 李思毛, 黃英姿, 李成峰, 王萍
【申請人】山東理工大學(xué)