本發(fā)明屬于資源再利用領(lǐng)域，具體涉及一種碳化鋼渣-商混站固廢基蒸壓加氣混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國墻體材料的不斷進(jìn)步與人們的環(huán)保理念日益增強(qiáng)，傳統(tǒng)黏土磚逐漸被高性能、更環(huán)保的加氣混凝土砌塊代替。圍繞固體廢棄物原料展開是現(xiàn)代加氣混凝土砌塊核心技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn)，將鋼渣微粉作為加氣混凝土的鈣質(zhì)原料，既符合我國節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的主題，又符合現(xiàn)代混凝土的發(fā)展趨勢(shì)。近年來，學(xué)者不斷深入研究鋼渣的二次利用，鋼渣粉磨取代加氣混凝土中鈣質(zhì)原料潛在的經(jīng)濟(jì)效益不斷被挖掘，鋼鐵企業(yè)也不斷對(duì)鋼鐵生產(chǎn)工藝與鋼渣處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，成功將磁選技術(shù)應(yīng)用于尾渣處理中，使鋼渣能更好進(jìn)行資源化利用，將鋼渣粉磨取代部分水泥制備鋼渣水泥混凝土已經(jīng)具備一定條件。

2、商混站是預(yù)拌混凝土的主要加工生產(chǎn)基地，大都分布于城鄉(xiāng)結(jié)合部和大型建設(shè)工程周邊。大型商混站運(yùn)輸罐車清洗及站區(qū)污水凈化會(huì)產(chǎn)生大量的強(qiáng)堿性廢泥，其主要成分包含水泥水化產(chǎn)物、未水化的水泥顆粒、礦粉、粉煤灰及少量黏土，ph值通常在13左右，若不及時(shí)處置將存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3、隨著國家對(duì)工業(yè)大宗固廢的處置與利用日益重視，以及蒸壓加氣混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已有許多學(xué)者對(duì)鋼渣制備蒸壓加氣混凝土進(jìn)行了研究，但鋼渣粉早期活性較低，且仍存在安定性不良的問題，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，該問題亟待解決。商混站固廢制備蒸壓加氣混凝土的研究目前鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種碳化鋼渣-商混站固廢基蒸壓加氣混凝土及其制備方法，利用鋼渣與商混站固廢的潛在活性與高堿度的特點(diǎn)，并加以碳化改性，從而代替鈣質(zhì)原料與硅質(zhì)原料作為主要原料用于制備蒸壓加氣混凝土，顯著降低蒸壓加氣混凝土的生產(chǎn)成本，解決了鋼渣、商混站固廢等固體廢棄物的處置與利用難題。

2、本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

3、一種碳化鋼渣-商混站固廢基蒸壓加氣混凝土，其原料包括膠凝材料和外加劑，所述膠凝材料按質(zhì)量百分比計(jì)包括：碳化鋼渣粉30％～40％、碳化商混站固廢微粉20％～30％、水泥20～30％、石灰4％～12％、建筑石膏2％～6％；所述外加劑包括減水劑和鋁膏，減水劑的用量為膠凝材料總質(zhì)量的0.1％～0.5％，鋁膏的用量為膠凝材料總質(zhì)量的0.08％～0.12％。

4、按上述方案，所述碳化鋼渣由轉(zhuǎn)爐煉鋼所得碳鋼鋼渣烘干后，進(jìn)行輥壓處理，然后球磨至比表面積350～400m2/kg，再置于碳化箱進(jìn)行碳化所得。其中，碳化條件為：碳化壓力0.1～0.2mpa，碳化濕度70％～80％，溫度15～25℃，co2濃度15％～25％。

5、按上述方案，所述碳化商混站固廢微粉由商混站廢泥烘干后進(jìn)行輥壓處理，然后球磨至比表面積350～400m2/kg，再置于碳化箱進(jìn)行碳化所得。其中，碳化條件為：碳化壓力0.1～0.2mpa，碳化濕度70％～80％，溫度15～25℃，co2濃度15％～25％。

6、按上述方案，所述水泥為普通硅酸鹽水泥，如p·o42.5硅酸鹽水泥。

7、按上述方案，石灰為市售生石灰，有效氧化鈣含量為72％，75μm篩余小于15％，消化時(shí)間5min，消解溫度80℃。

8、按上述方案，石灰的質(zhì)量百分比優(yōu)選為4％～6％；建筑石膏的質(zhì)量百分比優(yōu)選為4％～6％；減水劑的用量優(yōu)選為膠凝材料總質(zhì)量的0.1％～0.2％。

9、按上述方案，所述減水劑為聚羧酸減水劑母液，固含量35～45％。

10、按上述方案，所述建筑石膏的主要成分為二水硫酸鈣caso4·2h2o，含量≥93％。

11、按上述方案，所述鋁膏為水劑型鋁粉膏，活性鋁含量≥70％。

12、本發(fā)明還提供一種上述碳化鋼渣-商混站固廢基加氣混凝土的制備方法，具體步驟如下：

13、(1)按膠凝材料的組成及其質(zhì)量百分比，稱取碳化鋼渣粉30％～40％、碳化商混站固廢微粉20％～30％、水泥20～30％、石灰4％～12％、建筑石膏2％～6％；并以占膠凝材料總質(zhì)量的百分比，稱取減水劑0.1％～0.5％、鋁膏0.08％～0.12％；

14、(2)將碳化鋼渣粉、碳化商混站固廢微粉、水泥、石灰、建筑石膏加入攪拌機(jī)中攪拌2～5min混勻，得到混合干粉；

15、(3)控制水料質(zhì)量比為0.5～0.7，將減水劑、鋁膏溶于水(即水的質(zhì)量：減水劑和鋁膏的總質(zhì)量＝0.5～0.7)后，加入步驟(2)所得混合干粉，繼續(xù)攪拌1～3min混勻，得到漿體；

16、(4)將步驟(3)所得漿體澆筑成型，并于溫度60～70℃靜停預(yù)養(yǎng)護(hù)5～7h后脫模，然后置于壓蒸釜中，在1.5mpa飽和蒸氣壓條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)5～7h后，得到成品加氣混凝土砌塊，即碳化鋼渣-商混站固廢基加氣混凝土。

17、上述方法制備的鋼渣-商混站固廢基加氣混凝土的性能指標(biāo)如下：干密度670-703kg/m3(達(dá)到b07級(jí))，抗壓強(qiáng)度不低于5.4mpa(達(dá)到a5.0級(jí))，干燥收縮值不超過0.50mm/m，凍后平均質(zhì)量損失≤5％，強(qiáng)度平均損失≤20％，導(dǎo)熱系數(shù)不超過0.16w/(m·k)。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、首先，本發(fā)明從商混站固廢微粉的來源是由商混站運(yùn)輸罐車清洗及站區(qū)污水凈化會(huì)產(chǎn)生大量的強(qiáng)堿性廢泥出發(fā)，基于其主要成分包含水泥水化產(chǎn)物、未水化的水泥顆粒、礦粉、粉煤灰及少量黏土，硅含量較高，ph值在13左右，將其作為本發(fā)明加氣混凝土中的硅質(zhì)原料的同時(shí)，為制備蒸壓加氣混凝土的反應(yīng)環(huán)境提供堿度，與其他原料復(fù)配制得漿體的發(fā)氣速度與稠化速度更匹配，使得經(jīng)停養(yǎng)護(hù)后正壓養(yǎng)護(hù)得到的蒸壓加氣混凝土砌塊具有更低的干密度與更高的抗壓強(qiáng)度。

20、第二，本發(fā)明采用碳化后的商混站固廢微粉，相較于未碳化的商混站固廢微粉，其在碳化過程中生成了更多的caco3與無定形硅膠，具有更好的火山灰活性，制備蒸壓加氣混凝土的抗壓強(qiáng)度更高，而且碳化后的商混站固廢可以改善蒸壓加氣混凝土孔結(jié)構(gòu)，從而使最終產(chǎn)品蒸壓加氣混凝土的干密度與抗壓強(qiáng)度更優(yōu)。

21、第三，鋼渣中的f-cao、f-mgo、ca(oh)2和mg(oh)2可與co2反應(yīng)生成cac03或mgc03，c3s、casi03、β-c2s和γ-c2s碳化生成無定型sio2。本發(fā)明通過碳化提高了鋼渣的活性，同時(shí)解決了鋼渣安定性不良的問題，有效提高了加氣混凝土砌塊的物理強(qiáng)度，避免了砌塊出現(xiàn)開裂的問題。

22、第四，相較于傳統(tǒng)鈣質(zhì)材料，鋼渣具有一定潛在活性，在反應(yīng)體系中可生成更多的托貝莫來石為砌塊提供強(qiáng)度支撐，同時(shí)鋼渣和商混站固廢微粉的高堿度可使鋁膏均勻持續(xù)發(fā)泡，加氣混凝土砌塊發(fā)泡均勻密度穩(wěn)定，從而提高產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度。

23、因此，本發(fā)明不僅解決了鋼渣、商混站固廢等固體廢棄物的處置與利用難題，還利用鋼渣與商混站固廢的潛在活性與高堿度的特點(diǎn)，并加以碳化改性，從而代替鈣質(zhì)原料與硅質(zhì)原料作為主要原料用于制備蒸壓加氣混凝土，所得加氣混凝土砌塊可達(dá)到a5.0、b07等級(jí)。并且，本發(fā)明可以降低原料中水泥、鈣質(zhì)原料、硅質(zhì)原料的使用量，顯著降低蒸壓加氣混凝土的生產(chǎn)成本，減少碳排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。