[发明专利]一种铅冶炼水淬渣基胶凝材料、及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于微波养护的铅冶炼水淬渣基胶凝材料的制备方法，包括步骤：S1，将铅冶炼水淬渣进行活化改性处理，得预处理物；S2，将预处理物、碱激发剂和水混合，得浆料；S3，对浆料进行固化处理，得固化产物；S4，对固化产物进行微波处理，得铅冶炼水淬渣基胶凝材料；微波处理的微波功率为560‑700w，微波处理的辐照时间为1‑3min。本发明制备了具有高抗压强度的铅冶炼水淬渣基胶凝材料，可用于房屋建造、道路建设等领域；与现有的水淬渣基胶凝材料相比，其不仅养护时间由28天缩短至3分钟内，且抗压强度也得以明显提升。

技术领域

本发明涉及绿色胶凝材料制备技术领域，尤其涉及一种铅冶炼水淬渣基胶凝材料、及其制备方法和应用。

背景技术

铅冶炼水淬渣(以下简称“铅渣”)是一种高温熔融渣水淬冷却后的产物，含有一定的硅铝组分和无定形玻璃体相，具有潜在的胶凝活性。目前利用铅冶炼水淬渣制备胶凝材料主要有部分代替铁质原料制作水泥熟料、作为掺合料制备混凝土或水泥类胶凝材料、直接制备碱激发铅渣基胶凝材料等方面。

经水淬处理的冶金废渣都具有潜在的胶凝活性，将其运用于建筑材料的研究十分成熟。《大掺量煤渣和锰渣制备复合水泥的研究》中，陈向荣等将水淬锰渣用于制备复合水泥，煤渣掺量为30％、锰渣掺量为20％时，可配制成合格的PC32.5水泥。申请号为202111116565的中国发明专利中，将高炉水淬渣、钢渣、铸余渣混合磨细，制备成碱激发胶凝材料，标准养护28d后强度可达34.5MPa。水淬渣基胶凝材料也常做矿山填充材料的粘合剂，《铅锌尾矿新型胶凝材料的制备与性能》中，刘龙等人将高炉水淬渣与碱激发剂一同磨细，制成的新型胶凝材料与铅锌尾矿混合，当用量为PC42.5水泥的一半时能够达到更高的强度。申请号为202011456289的中国发明专利中，将铜冶炼水淬渣粉与钢渣粉、水泥熟料、石膏及其他辅助药剂混合磨细制备新型胶凝材料，当铜冶炼水淬渣掺量32％时，养护28d强度可达7.08MPa。

铅冶炼水淬渣由于铁含量高、碱性物质含量低，活性偏低，难以大掺量用于水泥生产。因此，如何提高铅渣的活性、增加其在建材中的掺入量成为了近年来的热门研究。较为传统的方法是利用机械活化手段磨细铅渣以激发其化学活性，并掺入硅酸盐水泥、硫酸钙、水玻璃等化学激发剂制得具有一定强度的胶凝材料。如在申请号为202210313751的中国发明专利中，首先使用球磨/立磨将铅冶炼水淬渣磨细，然后掺入一定比例的钙基、镁基材料和硅酸盐水泥，经高温蒸汽养护1d和常规养护28d后可得强度达50MPa的胶凝材料。

在上述几种应用中，仍存在许多需要改进之处：(1)水淬渣活化不充分，在胶凝材料中的掺量较低(20-40％)，且需要大量活性较高的水泥熟料、高炉渣等原料的辅助；(2)养护时间较长，达到较高的机械强度往往需要养护28d以上；(3)除少数研究外，制得的胶凝材料强度较低，且如果想要获得较高的机械强度，通常需要一段时间高温固化(蒸汽养护)来对原料进行增溶和重构，以缩短养护时间并提高机械强度，可即便在养护初期施加了一定的高温处理，后续仍需较长的养护时间(28-32d)来保证后期强度与稳定性。

鉴于此，有必要提供一种铅冶炼水淬渣基胶凝材料、及其制备方法和应用，以解决或至少缓解上述水淬渣掺量较低、养护时间长和强度不高的技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种铅冶炼水淬渣基胶凝材料、及其制备方法和应用，旨在解决或至少缓解上述水淬渣掺量较低、养护时间长和强度不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于微波养护的铅冶炼水淬渣基胶凝材料的制备方法，包括步骤：

S1，将铅冶炼水淬渣进行活化改性处理，得预处理物；其中，所述活化改性处理包括：对所述铅冶炼水淬渣进行进行球磨；

S2，将所述预处理物、碱激发剂和水混合，得浆料；其中，所述碱激发剂的水玻璃模数为1-1.5；

所述预处理物与所述碱激发剂的质量比为88-95：5-12；