利用鋼渣制備外墻膩?zhàn)?/h1>
2014-09-26 09:22:24馬嬌麗馬小翠
粉煤灰綜合利用 2014年3期
馬嬌麗、馬小翠、張 炎、王 雪、張 勁
(1.上海宇培特種建材有限公司，上海，201804;2.上海大學(xué)，上海，200444)
鋼渣作為煉鋼時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)固廢物，主要礦物組成為硅酸二鈣(2CaO·SiO2)，硅酸三鈣(3CaO·SiO2)，鐵酸二鈣(2CaO·Fe2O3)等，其排放量約為粗鋼產(chǎn)量的15% ～20%[1－2]。我國(guó)鋼渣的年排量已超億噸。但由于其化學(xué)成分波動(dòng)大，早期活性低，易磨性差、安定性等原因，目前我國(guó)對(duì)鋼渣的再利用技術(shù)還不夠完善，利用率不足17%，加之歷年來(lái)未處理的堆存鋼渣，不僅占用了大量的土地，造成土地資源的浪費(fèi)，給土壤、水源、大氣等人類(lèi)的生產(chǎn)環(huán)境均帶來(lái)了嚴(yán)重的危害，甚至對(duì)人類(lèi)的健康也帶來(lái)了影響，同時(shí)也給鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展也造成了很大的壓力[3]。
在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，如何實(shí)現(xiàn)鋼渣資源的再利用，解決固廢物污染壓力，一直都是人們關(guān)注的重點(diǎn)和不懈努力的方向，在尋求這一過(guò)程中，將鋼渣作為建筑行業(yè)的原料一直都是人們認(rèn)可和推崇的方向。其中將超細(xì)鋼渣微粉用于外墻膩?zhàn)又?，用作抹平建筑物表面的基層處理材料，提高外墻膩?zhàn)拥木C合性能，從而確保外墻涂料的裝飾效果，是鋼渣資源再利用的又一新途徑。
本文以鋼渣為主要原料，添加一定量的水泥、脫硫石膏、乳膠粉、保水劑及其它助劑，充分混合攪拌后制備干粉外墻膩?zhàn)?。該外墻膩?zhàn)诱辰Y(jié)力強(qiáng)，不開(kāi)裂，且耐水，耐堿，不僅實(shí)現(xiàn)了固廢利用，減輕了環(huán)境的壓力，降低了外墻膩?zhàn)拥纳a(chǎn)成本，而且便于運(yùn)輸，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，施工方便。
1 原材料與試驗(yàn)方法
1.1 原材料
1.1.1 超細(xì)鋼渣微粉 選用上海寶鋼排放的鋼渣，鋼渣的粉磨工藝采用柱磨機(jī)、V型選粉機(jī)為主體設(shè)備的預(yù)粉磨閉路循環(huán)工藝以及高細(xì)磨、K式選粉機(jī)為主體設(shè)備的終粉磨循環(huán)工藝。經(jīng)粉磨后的鋼渣粉，其比表面積≥600m2/kg，粒徑小于30μm的超細(xì)鋼渣微粉占總量的90%以上，金屬含量≤0.5%，其主要成分見(jiàn)表1。
表1 超細(xì)鋼渣微粉的主要化學(xué)組成/%
1.1.2 半水脫硫石膏 脫硫石膏為上海石洞口第二電廠煙氣脫硫產(chǎn)生的廢渣，經(jīng)烘干、煅燒后制成的β型半水石膏，其中β－CaSO4·1/2H2O≥80%。并磨細(xì)至45μm方孔篩篩余量≤10%，其主要成分及性能指標(biāo)見(jiàn)表2、表3。
表2 建筑脫硫石膏的主要成分/%
表3 β－半水脫硫石膏的主要性能指標(biāo)
1.1.3 其他原材料 (1)水泥:42.5級(jí)或52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。(2)乳膠粉:乳膠粉為苯乙烯—丙烯酸，丙烯酸酯、醋酸乙烯—乙烯可再分散乳膠粉中的一種，其細(xì)度為100目。(3)保水劑:羥丙基甲基纖維素。(4)滑石粉:將天然滑石礦石經(jīng)挑選后，粉碎、研磨而制成，細(xì)度為400目。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 利用超細(xì)鋼渣微粉制備外墻膩?zhàn)拥幕九浞揭?jiàn)表4。
表4 外墻膩?zhàn)拥幕九浞?%
1.2.2 外墻膩?zhàn)拥闹苽?按照上述外墻膩?zhàn)拥呐浞剑瑢⒏鞣N原料依次加入到混合機(jī)中，充分?jǐn)嚢?5min，經(jīng)充分混合均勻后，即得環(huán)保型干粉外墻膩?zhàn)印?/p>
1.2.3 試驗(yàn)方法 外墻膩?zhàn)釉谌萜髦械臓顟B(tài)、凍融循環(huán)、干燥時(shí)間(表干)、粘結(jié)強(qiáng)度、凍融循環(huán)后的粘結(jié)強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)抗開(kāi)裂性、打磨性、耐水性、耐堿性、打磨性及施工性等的試驗(yàn)方法依據(jù)JG/T157—2009《建筑外墻用膩?zhàn)印穂4]。
2 試驗(yàn)結(jié)果及討論
(1)本文制備的干粉外墻膩?zhàn)?，其主要原料是鋼渣，系煉鋼時(shí)排放的廢渣，它具有潛在的化學(xué)活性，只有經(jīng)過(guò)磨細(xì)至比表面積≥600m2/kg，才能充分發(fā)揮其活性。本文正是利用了超細(xì)鋼渣微粉的這一特性，將其作為一種活性材料制備干粉外墻膩?zhàn)印?2)本干粉外墻膩?zhàn)右猿?xì)鋼渣微粉為主要原料，再加入一定量的水泥、脫硫石膏、滑石粉、乳膠粉和保水劑等，經(jīng)充分混合均勻后，即得到干粉外墻膩?zhàn)樱渲苽涔に嚭团浞娇尚小?3)利用超細(xì)鋼渣微粉制備的干粉外墻膩?zhàn)影凑認(rèn)G/T157－2009《建筑外墻用膩?zhàn)印窐?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，各項(xiàng)性能均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。(4)利用超細(xì)鋼渣微粉制備的干粉外墻膩?zhàn)邮褂脮r(shí)加入適量的水，攪拌均勻后即可應(yīng)用，用于外墻基層找平處理。干粉外墻膩?zhàn)雍退闹亓勘葹?:0.5～0.55。
3 結(jié)論
外墻膩?zhàn)邮且环N由于外墻墻面平整度達(dá)不到要求，用于抹平墻體表面的基層處理材料。但是如果墻體和涂料之間的膩?zhàn)有阅懿缓?，發(fā)生自身開(kāi)裂或者粉化，則無(wú)論涂飾在外的涂料性能再優(yōu)良，也不能阻止內(nèi)在的開(kāi)裂和粉化，最終導(dǎo)致飾面層的脫落，從而影響整體的質(zhì)量和美觀。
隨著我國(guó)建筑事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)各種建筑材料(含建筑內(nèi)外墻膩?zhàn)?的需求量也逐日增加，與此同時(shí)對(duì)連接墻體基層和涂料飾面的外墻膩?zhàn)拥男阅芤蔡岢鲈絹?lái)越高的要求。利用超細(xì)鋼渣微粉作為主要原料制備性價(jià)比優(yōu)異的干粉外墻膩?zhàn)?，原料易得，生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，且由于膩?zhàn)邮歉煞蹱?，便于運(yùn)輸，所生產(chǎn)的外墻干粉膩?zhàn)泳哂械吞辑h(huán)保、耐水性、耐堿性優(yōu)異、粘結(jié)強(qiáng)度良好等優(yōu)良性能。這一方法不但實(shí)現(xiàn)了工業(yè)固體廢棄物的綜合利用，也為膩?zhàn)硬牧系陌l(fā)展開(kāi)辟了一條新的途徑。
[1]陳晨.鋼渣微粉在混凝土中的應(yīng)用研究[J].商品混凝土，2012，(11):41－43.
[2]孫家瑛.鋼渣微粉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度和耐久性的影響[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2005，8(1):63 －66.
[3]魏瑞麗.鋼鐵工業(yè)主要固體廢棄物資源化利用的技術(shù)現(xiàn)狀分析研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué)，2010.
[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JG/T157—2009，建筑外墻用膩?zhàn)覽S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.
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表1 超細(xì)鋼渣微粉的主要化學(xué)組成/%
1.1.2 半水脫硫石膏 脫硫石膏為上海石洞口第二電廠煙氣脫硫產(chǎn)生的廢渣，經(jīng)烘干、煅燒后制成的β型半水石膏，其中β－CaSO4·1/2H2O≥80%。并磨細(xì)至45μm方孔篩篩余量≤10%，其主要成分及性能指標(biāo)見(jiàn)表2、表3。
表2 建筑脫硫石膏的主要成分/%
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[2]孫家瑛.鋼渣微粉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度和耐久性的影響[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2005，8(1):63 －66.
[3]魏瑞麗.鋼鐵工業(yè)主要固體廢棄物資源化利用的技術(shù)現(xiàn)狀分析研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué)，2010.
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