一种矿化免蒸养排气烟道及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种矿化排气烟道，具体来说是一种能大量回收难处理钢渣，强度高、强度发展块、低成本、无收缩的负碳钢渣基矿化免蒸养排气烟道及其制备工艺。

背景技术：

1、常规水泥排气烟道一般选择硅酸盐水泥，生产硅酸盐水泥能耗及二氧化碳排放量较高。而且硅酸盐水泥凝结时间较慢，即使使用蒸汽养护工艺，也要7天才能出厂，蒸汽养护工艺也要消耗大量能量并排放较多二氧化碳。总体来说，常规水泥排气烟道的生产存在能耗大、生产周期长、成本高、收缩大易开裂、二氧化碳排放量大的缺点。

2、我国每年产生大量的钢渣，由于安定性不良的原因，始终无法大规模回收再利用。想要利用钢渣，就必须解决其安定性问题。因此，有必要开发一种能解决其安定性的工艺并制出成品。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种矿化免蒸养排气烟道及其制备工艺，制品内含钢渣粉、钢渣活性激发剂等成分，采用废弃二氧化碳矿化(碳化)工艺制备，取代蒸汽养护。

2、本发明采用的技术方案是：一种矿化免蒸养排气烟道，包括以下重量百分比的成分：

3、钢渣粉 60.9～74.3％，

4、钢渣活性激发剂 0.7～2.1％，

5、425矿渣水泥10.0～22.0％，

6、水余量。

7、425矿渣水泥里面矿渣含量高，相对其他类型水泥如普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥，碳化活性更高，碳化后强度会更高。以钢渣质量为基准，425矿渣水泥占钢渣粉质量分数含量在13.46％～27.74％，活性激发剂占钢渣粉质量分数含量在0.09％～3.24％范围内，425矿渣水泥水泥和活性激发剂含量越高，强度越高，钢渣粉含量越低，强度相对低一些。

8、进一步的，所述钢渣粉的比表面积≥450m2/kg，7d活性指数≥65％，28d活性指数≥75％，可以尽可能多吸收二氧化碳，其吸收二氧化碳量可达钢渣粉自身重量的15％，二氧化碳吸收的越多，二氧化碳排放越少，同时还可以大大增强矿化制品强度；

9、由于钢渣粉含有大量游离氧化钙、氧化镁，使其不仅具备水硬性，更具备强大的气硬性，可以和二氧化碳气体生成大量碳酸钙、碳酸镁，不仅可解决钢渣安定性不良的问题，还可以极大程度增加强度，强度高于纯硅酸盐水泥，另外大量矿化后的产物会填塞孔隙，使制品达到无收缩状态，避免开裂，而纯硅酸盐水泥制品收缩比较大，容易出现开裂现象。

10、钢渣粉成本远低于纯硅酸盐水泥，目前比表面积为450m2/kg的钢渣粉，市场售价为100元/吨，而纯硅酸盐水泥价格为450元/吨，成本差距巨大；

11、钢渣粉作为主要原材料，会大幅度降低原材料成本，消纳大量难处理废弃钢渣，而且早期、后期强度更高，尤其是早期强度相比纯硅酸盐水泥制品高得多。

12、进一步的，所述的钢渣活性激发剂采用氢氧化钠、硫酸钠、石灰的一种或两种及以上的混合物，可大大提高钢渣粉活性，从而提高制品强度。

13、进一步的，上述矿化免蒸养排气烟道的制备工艺，包括以下步骤：

14、s1、先加水将钢渣粉、钢渣活性激发剂和425矿渣水泥搅拌均匀后，通过压制工艺压制成型；

15、s2、采用含有二氧化碳的高温废气对压制成型的排气烟道进行矿化。

16、采用废弃高温二氧化碳矿化钢渣基排气烟道，代替高能耗蒸汽氧化工艺，不仅可以利废，同时还可以大幅度降低能耗，降低成本，未来还可以在碳交易市场上获取收益，另外采用矿化工艺还可使制品具备高强、超早强、无收缩特性，矿化24h即可获得80mpa以上强度，28d最高能达到111.5mpa强度，可以大大提高生产、周转效率，一举多得。

17、采用二氧化碳矿化工艺，取代常规高温蒸汽养护工艺，不仅可提高力学等综合性能，还可降低二氧化碳排放量。

18、另外，由于排气烟道比较薄，壁厚薄至1.5cm，非常适合采用二氧化碳矿化工艺。国内一些碳化制品，如二氧化碳碳化制备实心砖，厚度为5cm。相比厚实的实心砖，由于矿化排气烟道厚度非常薄，矿化时间可以大幅度短，矿化效率也更高，非常利于大规模工业化生产。

19、进一步的，s2中，所述高温废气中二氧化碳的体积分数≥30％，

20、高温废气的温度为120～150℃，压强为1标准大气压。

21、具体的，高温废气中二氧化碳的体积分数为30％、高温废气温度为120℃时，矿化时间为24h。二氧化碳浓度、温度越高，矿化时间越短。

22、进一步的，s2中，所述高温废气采用钢厂、水泥厂或电厂排放的含二氧化碳的高温废气。

23、本发明相比现有技术具有以下优点：

24、1、提供一种低成本、能大量利用废弃钢渣的排气烟道，采用常规材料，简单易得、廉价且活性激发剂添加料少，易于工业化生产；

25、2、引入钢厂、水泥厂或电厂排放的二氧化碳气体，代替高能耗蒸汽养护工艺，矿化钢渣粉，提高早期、后期强度，并吸收二氧化碳，得到负碳建材；

26、3、具备免蒸养、高强、早强、无收缩特性，矿化24h即可获得80mpa以上强度，28d最高能达到111.5mpa强度，从而得到一种生产效率高、轻质高强的排气烟道。

技术特征：

1.一种矿化免蒸养排气烟道，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：

2.根据权利要求1所述的矿化免蒸养排气烟道，其特征在于，所述钢渣粉的比表面积≥450m2/kg，7d活性指数≥65％，28d活性指数≥75％。

3.根据权利要求1所述的矿化免蒸养排气烟道，其特征在于，所述的钢渣活性激发剂采用氢氧化钠、硫酸钠、石灰的一种或两种及以上的混合物。

4.如权利要求1-3中任一项所述矿化免蒸养排气烟道的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述矿化免蒸养排气烟道的制备工艺，其特征在于，s2中，所述高温废气中二氧化碳的体积分数≥30％，

6.根据权利要求4所述矿化免蒸养排气烟道的制备工艺，其特征在于，s2中，所述高温废气采用钢厂、水泥厂或电厂排放的含二氧化碳的高温废气。

技术总结
本发明涉及一种矿化免蒸养排气烟道，包括以下重量百分比的成分：钢渣粉60.9～74.3％，钢渣活性激发剂0.7～2.1％，425矿渣水泥10.0～22.0％，水余量；矿化免蒸养排气烟道制备时，先加水将钢渣粉、钢渣活性激发剂和425矿渣水泥搅拌均匀后，通过压制工艺压制成型；然后采用含有二氧化碳的高温废气对压制成型的排气烟道进行矿化。提供一种低成本、能大量利用废弃钢渣的排气烟道；二氧化碳气体矿化钢渣粉，提高早期、后期强度，并吸收二氧化碳，得到负碳建材；具备免蒸养、高强、早强、无收缩特性，矿化24h即可获得80Mpa以上强度，28d最高能达到111.5Mpa强度。

技术研发人员：杨建辉,刘小泉,易世彬,虞犇,滕玉亚,韦超
受保护的技术使用者：常州市建筑科学研究院集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15