[发明专利]一种碱激发高钛矿渣透水制品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碱激发高钛矿渣透水制品及其制备方法，其特征是：碱激发高钛矿渣透水制品由水淬粒化高炉高钛矿渣微粉100重量份、碱激发剂20～35重量份、高钛矿渣碎石350～450重量份、高钛矿渣渣砂50～150重量份、以及水15～30重量份的组分原料混合组成。制备方法是：按重量配比将原料混合搅拌均匀，再经布料、压制成型、养护，即制得。碱激发高钛矿渣透水制品的抗压强度＞30MPa、抗折强度＞3MPa、透水系数＞2.0×10^‑2cm/s。采用本发明，制备碱激发高钛矿渣透水制品的固体原料全部来源于大宗工业废渣高钛矿渣，产品力学性能、透水性能好，具有工艺简单、成本低、节能、低碳环保等特点，实用性强。

技术领域

本发明属于工业固体废物综合利用和建筑材料制品及其制备，涉及一种碱激发高钛矿渣透水制品及其制备方法。本发明碱激发高钛矿渣透水制品的固体原料全部来源于大宗工业固体废物高钛矿渣，具有显著的绿色环保特征，本发明碱激发高钛矿渣透水制品是海绵城市建设急需的透水道路、广场用关键透水材料，应用市场广阔。

背景技术

高钛矿渣是利用钒钛磁铁矿冶炼生铁后产生的一种TiO₂含量在15％以上的工业固体废弃物，由于其组成中的TiO₂多以稳定的钙钛矿、钛辉石等结构稳定矿物存在，活性钙、硅、铝组分在玻璃固溶体中，造成其胶凝活性组分化学反应速率慢，活性降低。将高钛矿渣应用于建筑材料领域，是实现其规模化综合利用的最有效手段。现有技术中，高钛矿渣的建筑材料应用主要有以下两种方式：一是将熔融态高炉高钛矿渣进行水淬急冷，形成水淬粒化高炉高钛矿渣，将水淬粒化高炉高钛矿渣粉磨成微粉，做水泥混合材或混凝土用矿物掺合料；二是将熔融态高炉高钛矿渣在空气中自然冷却凝固，再将凝固体破碎成高钛矿渣碎石和高钛矿渣渣砂，作为建筑用砂、石骨料使用。第一种方式，水淬粒化高炉高钛矿渣微粉自身水化活性较低，作为混合材或矿物掺合料在水泥混凝土掺量达到10％及以上后会显著降低产品强度；第二种方式，高钛矿渣自然冷却凝固过程中，形成气孔较多，造成高钛矿渣碎石和渣砂吸水量和吸水泥浆量增加，影响混凝土性能。以上问题，造成高钛矿渣的综合利用量不高，其堆存量在中国估计就达到2亿吨以上，并且每年还以两千万吨的排放量继续增长，不仅占用了大量土地资源，也给当地生态环境造成了严重破坏，因此，有必要充分的利用高钛矿渣制备各类绿色建筑材料、以减少当地生态环境压力。

透水制品包括透水路面砖、透水路面板等，是海绵城市道路、广场建设急需的关键材料。现有技术中，透水制品一般以水泥、树脂等为主要胶结材料、天然砂石为骨料，水泥、树脂、天然砂石制备和采集能耗高、天然矿物资源消耗大。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中高钛矿渣活性低、气孔多、难于直接利用以及海绵城市透水制品生产对高能耗、高资源消耗水泥、天然砂石骨料依赖度高的不足，提供一种碱激发高钛矿渣透水制品及其制备方法。采用本发明，一方面开拓了高钛矿渣的绿色建材应用途径，另一方面有效降低了海绵城市透水制品对水泥和天然砂石骨料的消耗。

本发明的内容是：一种碱激发高钛矿渣透水制品，其特征是：由水淬粒化高炉高钛矿渣微粉100重量份、碱激发剂20～35重量份、高钛矿渣碎石350～450重量份、高钛矿渣渣砂50～150重量份、以及水15～30重量份的组分原料混合组成。

所述碱激发高钛矿渣透水制品的抗压强度＞30MPa、抗折强度＞3MPa、透水系数＞2.0×10^-2cm/s。

本发明的内容中：所述水淬粒化高炉高钛矿渣微粉、高钛矿渣碎石、高钛矿渣渣砂的主要化学成分和重量百分比例组成均为TiO₂ 15％～25％、CaO 20～40％、MgO 6～10％、SiO₂ 15～32％、Al₂O₃ 10～17％；均可以由钢城集团凉山瑞海实业有限公司提供。