[发明专利]一种基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于钢渣‑锰渣‑赤泥的高抗蚀胶凝材料及其制备方法。所述高抗蚀胶凝材料的组分是：高铁低钙水泥熟料为40～50wt％；钢渣微粉为30～40wt％；锰渣微粉为10～18wt％；赤泥微粉为5～10wt％；脱硫石膏微粉为0.5～3wt％。将高铁低钙水泥熟料、钢渣微粉、锰渣微粉、赤泥微粉和脱硫石膏微粉混合5～60分钟，制得基于钢渣‑锰渣‑赤泥的高抗蚀胶凝材料。经检测：7d抗折强度≥5.5MPa，7d抗压强度≥20MPa，28d抗折强度≥7MPa，28d抗压强度≥37MPa，抗蚀系数≥1.10；经90d海水浸泡后的增重≤1.7wt％、抗折强度≥6.5MPa和抗压强度≥35Mpa。本发明的冶金固体废弃物利用率高和制造成本低，所制制品性能优异。

技术领域

本发明属于高抗蚀胶凝材料技术领域。具体涉及一种基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料及其制备方法。

背景技术

海工水泥是海洋工程建设过程中必不可少的基础材料。由于海水中存在大量Cl^-、SO₄^2-、Na⁺和Mg²⁺等离子，海工水泥必须具有高强、抗海水侵蚀及耐海水冲刷的性能。科技人员研究发现，掺入适当的硅灰、粉煤灰和矿渣等掺和料可以提高海工水泥材料的抗离子侵蚀能力。但是，硅灰存在资源匮乏、价格昂贵等问题，且其施工技术要求苛刻，当前除了一些重要工程之外，实际中的应用较少。粉煤灰和矿渣存在市场需求量大、区域分布不均匀的问题，导致供不应求和价格昂贵，且部分地区甚至比水泥价格还高。因此，大规模将硅灰、粉煤灰和矿渣用于制备海工水泥材料并不现实。

当前，钢渣、锰渣和赤泥等冶金固体废弃物的大量堆存不仅占用土地，而且破坏周边生态环境，严重影响了相关企业的经济效益以及周边居民的生活健康。为此，当前急需研究开发提高钢渣、电解锰渣和赤泥等冶金固废综合利用率的途径。

“一种52.5级钢渣硅酸盐水泥及其制备方法”(CN 102627419A)专利技术，该技术虽利用钢渣制备了高强度硅酸盐水泥，但要求钢渣微粉的比表≥600m²/kg，由于钢渣本征耐磨性差，工业化生产过程中难以满足该性能要求，因而不具备实际应用性；“一种电解锰渣生态水泥的制备方法”(CN 101948254A)专利技术，该技术虽利用电解锰渣制备了52.5水泥材料，但这种水泥材料的3天抗压强度低，不足17MPa，严重限制其应用领域；“一种利用赤泥制备高铁水泥的方法”(CN 103833245B)专利技术，该技术虽利用赤泥制备高铁水泥，但由于加入一定量的含铬及锰的矿化剂，容易造成重金属离子溢出，形成二次污染。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种冶金固体废弃物利用率高和制造成本低的基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料的制备方法，用该方法制备的基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料的组分是：高铁低钙水泥熟料为40～50wt％；钢渣微粉为30～40wt％；锰渣微粉为10～18wt％；赤泥微粉为5～10wt％；脱硫石膏微粉为0.5～3wt％。

按所述高抗蚀胶凝材料的组分，将所述高铁低钙水泥熟料、钢渣微粉、锰渣微粉、赤泥微粉和脱硫石膏微粉用混料机混合5～60分钟，制得基于钢渣-锰渣-赤泥的高抗蚀胶凝材料。

所述高铁低钙水泥熟料的物相组成是：为23～34wt％，C₃S为45～50wt％，C₄AF为14～25wt％；所述高铁低钙水泥熟料的比表面积为360～380m²/kg，3天抗压强度≥17.0MPa，28天抗压强度≥42.5MPa。