本發明屬于材料
技術領域：
，具體涉及一種利用鎳渣進行石膏增韌的方法及其制品。
背景技術：
：鎳渣是種常見的工業廢渣，來源是鎳和不銹鋼冶煉工廠，鎳渣的形成方式是把熔融狀態下的鎳渣經過水淬后使其變成?；郀t礦渣。鎳渣的化學成分由于鎳的來源以及冶煉的不同方式而產生了比較大的差異，但多數鎳渣的主要化學成分是二氧化硅和氧化鐵，水淬后的鎳渣易脆，由于活性低，鎳渣綜合利用率低，多作為混凝土的骨料來使用，據統計，直至現在，在露天堆積的鎳渣超過了3.3×107t，這浪費了大量土地資源，還對污染了環境，廢渣的有效處置和綜合利用迫在眉睫。石膏是單斜晶系礦物，是主要化學成分為硫酸鈣(CaSO4)的水合物。石膏是一種用途廣泛的工業材料和建筑材料?？捎糜谒嗑從齽?、石膏建筑制品、模型制作、醫用食品添加劑、硫酸生產、紙張填料、油漆填料等。石膏及其制品的微孔結構和加熱脫水性，使之具優良的隔音、隔熱和防火性能。但是常規石膏的強度比較低，這在很大程度上限制了它在實際施工中大量推廣。為了克服石膏的缺點，通常會采用多種增強方式，例如增強、增韌，提高其抗沖擊能力。目前石膏的增韌方式有限，一類是加入外加劑來改善界面，提高抗拉強度等，如申請號為201410164510.2的中國專利申請，公開了一種復配芳磺基甜菜堿的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加劑，芳磺基甜菜堿能夠與Ca2+結合，能夠降低水膏比，有利于提高陶瓷石膏模具的強度；另一類是引入高抗拉強度的增強體，如引入鋼筋、纖維等，也可摻加秸桿。如申請號為201410453645.0的中國專利申請，公開了一種玄武巖纖維增強石膏，10-15％的玄武巖纖維，提高了石膏的韌性。現有增韌技術具有以下的不足：(1)有機物的添加對人體有害；(2)不能可持續發展，對廢棄物的利用率較低；(3)制備工藝復雜；(4)外加纖維，制備成本高。能否開發一種新型的不添加有機物的增韌方式，不僅能夠克服上述現有技術中的工藝復雜、能耗高的不足，而且能夠實現廢渣的有效處理，是值得本領域研究的課題。技術實現要素：發明目的：針對現有增韌方式的制備工藝復雜，能耗較高的不足，為了滿足可持續發展的要求，本發明提供了一種利用鎳渣進行石膏增韌的方法及其制品，該方法無需添加有機物的，且實現了廢棄物的綜合利用。技術方案：本發明提供了一種利用鎳渣進行石膏增韌的方法，向工業石膏中加入鎳渣、含鈣廢棄物和含鋁廢棄物，混合，研磨，加水，混勻得到混合料，將混合料倒入模具中，成型后脫模，得到試樣；將上述試樣進行標準養護后，再進行濕熱養護，即完成增韌；所述的含鈣廢棄物為糖濾泥、電石渣中的一種或多種混合物，所述的含鋁廢棄物為鋁礬土、煤矸石、粉煤灰和赤泥中的一種或多種混合物。上述步驟中，所述的加水，水灰比為0.4～0.55。所述的研磨，研磨時間為20～30min，研磨至比表面積為300～400m2/kg。所述的成型，將混合料倒入模具后，振動成型，硬化后即可拆模。本發明的養護較為重要，標準養護有助于制品的早期水化反應和凝結硬化，濕熱養護促進反應的進行，因此先進行標準養護，再進行濕熱養護。所述的標準養護，條件為18～22℃，相對濕度為92～98％，養護時間為3～5d。優選的條件為：溫度20℃，相對濕度95％，養護時間為4d。所述的濕熱養護養護溫度為50～135℃，養護時間為3～24h。優選養護溫度為135℃，養護時間為3h。上述步驟中，以原料的總重計，各原料含量為工業石膏15.20～21.92％、鎳渣16.94～23.80％、含鈣廢棄物46.08～57.06％、含鋁廢棄物3.94～15.06％。進一步的，本發明還可以增加入外加劑，所述外加劑為減水劑或激發劑。待原料研磨后加入減水劑或激發劑，減水劑為聚羧酸，摻量為原料的0.02～0.05％；激發劑為普通硅酸鹽水泥或高鋁水泥，摻量為原料的5～10％。所述的工業石膏為脫硫石膏、磷石膏中的一種或多種混合物。本發明還提供了采用上述利用鎳渣進行石膏增韌的方法，增韌得到的制品。該制品具有較高韌性和較高抗折強度的優異性能。有益效果：1，從原料的角度，本發明以工業廢渣用作鎳渣自增韌制品的原料，實現了廢棄物的綜合利用，節約資源，有利于資源的可持續發展。2，從方法的角度，本發明采用化學法，通過選取合適的礦物配比和濕熱的方法實現的增韌。3，從產品的角度，采用本發明所提供的方法制得的自增韌制品具有較高韌性的優異性能，且無需添加對人體有害的有機物，具有很大的實用意義。具體實施方式：下面通過幾個典型的實施例來對本發明進一步說明，本實施例中所使用的原料的組分，見下表(表中數值均為質量含量)：表1原料主要成分(％)CaO％SO3％Al2O3％SiO2H2O％鎳渣0.92——4.8655.99糖濾泥46.671.761.091.96——電石渣64.571.202.564.275.86鋁礬土0.37——72.00——脫硫石膏30.9044.002.732.5016.53磷石膏28.6740.530.62——17.00煤矸石5.504.7025.1255.86——實施例1將238g鎳渣、152g脫硫石膏、570.6g糖濾泥和39.4g鋁礬土配好后置于行星磨中，研磨20min，比表面積為300m2/kg，加400g水和0.02％的聚羧酸，取出后將混合料倒入模具中，成型后脫模，得到塊狀試樣；將上述試樣置于標準養護箱中(溫度為20℃，相對濕度為95％)至3d后，移至已升溫至設定溫度為80℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護12h后測定試樣的力學性能。鎳渣熱養護制品的抗折強度為5.31MPa，抗壓強度為8.26MPa，抗沖擊性能為9.85kJ/m2。實施例2將169.4g鎳渣、219.2g磷石膏、460.8g電石渣和150.6g煤矸石配好后置于行星磨中，研磨30min，比表面積為350m2/kg，加550g水和5％的普通硅酸鹽水泥，取出后將混合料倒入模具中，成型后脫模，得到塊狀試樣；將上述試樣置于標準養護箱中(溫度為20℃，相對濕度為95％)養護至4d后，移至已升溫至設定溫度為120℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護3h后測定試樣的力學性能。鎳渣熱養護制品的抗折強度為5.57MPa，抗壓強度為10.13MPa，抗沖擊性能為10.03kJ/m2。實施例3將195g鎳渣、192.5g磷石膏、480.2g電石渣和132.2g煤矸石配好后置于行星磨中，研磨20min，比表面積為350m2/kg，加550g水和7％的高鋁水泥，取出后將混合料倒入模具中，成型后脫模，得到塊狀試樣；將上述試樣置于標準養護箱中(溫度為20℃，相對濕度為95％)養護至5d后，移至已升溫至設定溫度為50℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護24h后測定試樣的力學性能。鎳渣熱養護制品的抗折強度為4.48MPa，抗壓強度為7.48MPa，抗沖擊性能為9.59kJ/m2。實施例4將227.9g鎳渣、174.5g脫硫石膏、552.4g糖濾泥和45.2g鋁礬土配好后置于行星磨中，研磨20min，比表面積為400m2/kg，加450g水和10％的普通硅酸鹽水泥，取出后將混合料倒入模具中，成型后脫模，得到塊狀試樣；將上述試樣置于標準養護箱中(溫度為20℃，相對濕度為95％)養護至4d后，移至已升溫至設定溫度為135℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護3h后測定試樣的力學性能。鎳渣熱養護制品的抗折強度為6.01MPa，抗壓強度為9.26MPa，抗沖擊性能為10.69kJ/m2。對比例1常規石膏未增韌前的，標準養護箱中養護至4d后，移至已升溫至設定溫度為120℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護3h后測定試樣的力學性能。抗折強度為1.21MPa，抗壓強度為3.24MPa，抗沖擊性能為1kJ/m2。對比例2常規石膏采用常規方法增韌(加外加劑)后的，標準養護箱中養護至4d后，移至已升溫至設定溫度為120℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護3h后測定試樣的力學性能。抗折強度為2.31MPa，抗壓強度為5.89MPa，抗沖擊性能為2.15kJ/m2。對比例3常規石膏采用常規方法增韌(引入增強體)后的，標準養護箱中養護至4d后，移至已升溫至設定溫度為135℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中，恒溫養護3h后測定試樣的力學性能。抗折強度為4.3MPa，抗壓強度為8.7MPa，抗沖擊性能為2.089kJ/m2。從實施例1～4，及對比例1～3中可以看出，常規石膏增韌前后的抗沖擊性能都低于本發明所制得的制品的抗沖擊性能，因此，可以看出本發明的制品具有優異的韌性，其中優選條件為，22.79～23.8％鎳渣，15.2～17.45％脫硫石膏，55.06～55.24％糖濾泥，3.94～4.52％鋁礬土，標準養護4d后，在135℃的數顯恒溫攪拌循環養護箱中恒溫養護3h。當前第1頁1 2 3