本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種膠凝材料，具體為采用工業(yè)廢棄物鎳鐵渣制備獲得的鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料，以及該膠凝材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

磷酸鎂膠凝材料具有快硬、早強(qiáng)、粘結(jié)強(qiáng)度高、干縮變形小等優(yōu)良性能，作為一種新型膠凝材料受到越來越多的關(guān)注，適用于對早期強(qiáng)度有高要求的構(gòu)件、搶修工程等。磷酸鎂膠凝材料所使用的組分之一重?zé)趸V是由菱鎂礦經(jīng)1700℃左右高溫煅燒得到，由于煅燒溫度高，所以，從建材生產(chǎn)工藝上看，重?zé)趸V是高耗能產(chǎn)品。

鎳鐵渣為采用火法冶煉工藝生產(chǎn)鎳鐵排出的水淬渣，冶煉鎳鐵時液相溫度高達(dá)1700℃以上。在我國，鎳鐵渣是繼鐵渣、鋼渣、赤泥之后第四大工業(yè)廢棄物，目前每年產(chǎn)生的鎳鐵渣約3000萬噸。但是，鎳鐵渣的利用率極低，絕大多數(shù)只是以露天方式堆存，不僅占用寶貴的土地資源，而且會帶來地下水污染和粉塵污染。鎳鐵渣的無害化處理問題是亟待解決的環(huán)保問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，消納工業(yè)廢棄物鎳鐵渣，實(shí)現(xiàn)鎳鐵渣的資源化應(yīng)用，降低磷酸鎂膠凝材料中重?zé)趸V的用量，且仍然保證制備獲得的膠凝材料具有快硬早強(qiáng)、高粘結(jié)強(qiáng)度、干縮變形小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密的優(yōu)良性能，本發(fā)明提供了一種鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料及其應(yīng)用。

技術(shù)方案：一種鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料，按重量份計，所述膠凝材料包括鎳鐵渣6～12份，重?zé)趸V12～25份，磷酸鹽3～12份，緩凝劑1～10份。

優(yōu)選的，所述膠凝材料中各組分為粉體材料，且含水率在1％以下。

優(yōu)選的，所述鎳鐵渣為水淬渣，比表面積為350m²/kg以上，其中MgO含量為25％以上。

優(yōu)選的，所述重?zé)趸V比表面積為300m²/kg以上，其中MgO含量為90％以上。

優(yōu)選的，所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸二氫氨、磷酸二氫鈉中的至少一種；所述磷酸鹽的比表面積為300m²/kg以上。

優(yōu)選的，所述緩凝劑為硼砂、硼酸、三聚磷酸鈉中的至少一種；所述緩凝劑的比表面積為300m²/kg以上。

任一所述的鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料在早齡期有高強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)件、搶修工程中的應(yīng)用。

本發(fā)明的原理在于：鎳鐵渣粉中的活性組分參與水化反應(yīng)，增加體系中膠結(jié)性水化產(chǎn)物生成量，保證該膠凝材料物理力學(xué)性；此外，鎳鐵渣粉還具有填充效應(yīng)，在保證膠凝材料物理力學(xué)性能的同時提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密性，降低孔隙率。

有益效果：(1)本發(fā)明所述鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料具有快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、干縮變形小的優(yōu)點(diǎn)；(2)本發(fā)明所述鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，孔隙率低，包括耐水性在內(nèi)的耐久性能得到提高；(3)本發(fā)明所述鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料實(shí)現(xiàn)了鎳鐵渣無害化處理，促進(jìn)了工業(yè)廢渣的高效資源化利用；(4)本發(fā)明所述鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料在保證膠凝材料力學(xué)性能的前提下，減少重?zé)趸V的用量，降低不可再生資源菱鎂礦的消耗和能量的損耗，降低磷酸鎂膠凝材料的生產(chǎn)成本，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境利益。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。

實(shí)施例1

鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料配合比：比表面積350m²/kg、MgO含量28％的鎳鐵渣8份，鎳鐵渣為水淬渣；比面積350m²/kg、MgO含量90％的重?zé)趸V25份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的磷酸二氫鉀10份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg硼砂2份作為緩凝劑；各組分含水率均為1％以下，均勻混合制得。

對該膠凝材料進(jìn)行初凝時間和抗壓強(qiáng)度測試，當(dāng)水灰比為0.18時，該膠凝材料初凝時間為50min，3h抗壓強(qiáng)度為37.3MPa，3d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度58.4MPa。

實(shí)施例2

鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料配合比：比表面積350m²/kg、MgO含量28％的鎳鐵渣12份，鎳鐵渣為水淬渣；比面積320m²/kg、MgO含量90％的重?zé)趸V25份；工業(yè)級、比表面積350m²/kg的磷酸二氫鉀10份；工業(yè)級、比表面積350m²/kg的硼酸3份作為緩凝劑；各組分含水率均為1％以下，均勻混合制得。

對該膠凝材料進(jìn)行初凝時間和抗壓強(qiáng)度測試，當(dāng)水灰比為0.20時，該膠凝材料初凝時間為65min，3h抗壓強(qiáng)度為22.9MPa，3d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度35.7MPa。

實(shí)施例3

鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料配合比：比表面積350m²/kg、MgO含量26％的鎳鐵渣6份，鎳鐵渣為水淬渣；比面積300m²/kg、MgO含量90％的重?zé)趸V15份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的磷酸二氫氨8份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的三聚磷酸鈉1.5份作為緩凝劑；各組分含水率均為1％以下，均勻混合制得。

對該膠凝材料進(jìn)行初凝時間和抗壓強(qiáng)度測試，當(dāng)水灰比為0.16時，該膠凝材料初凝時間為55min，3h抗壓強(qiáng)度為38.1MPa，3d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度43.2MPa。

實(shí)施例4

鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料配合比：比表面積350m²/kg、MgO含量26％的鎳鐵渣10份，鎳鐵渣為水淬渣；比面積350m²/kg、MgO含量90％的重?zé)趸V25份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉各6份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的硼砂、硼酸各1.5份作為緩凝劑；各組分含水率均為1％以下，均勻混合制得。

對該膠凝材料進(jìn)行初凝時間和抗壓強(qiáng)度測試，當(dāng)水灰比為0.16時，該膠凝材料初凝時間為60min，3h抗壓強(qiáng)度為33.9MPa，3d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度38.4MPa。

實(shí)施例5

鎳鐵渣磷酸鎂膠凝材料配合比：比表面積350m²/kg、MgO含量25％的鎳鐵渣6份，鎳鐵渣為水淬渣；比面積300m²/kg、MgO含量90％的重?zé)趸V24份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg的磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫氨各3份；工業(yè)級、比表面積300m²/kg硼砂、硼酸、三聚磷酸鈉各1份作為緩凝劑；各組分含水率均為1％以下，均勻混合制得。

對該膠凝材料進(jìn)行初凝時間和抗壓強(qiáng)度測試，當(dāng)水灰比為0.17時，該膠凝材料初凝時間為65min，3h抗壓強(qiáng)度為40.1MPa，3d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度49.7MPa。