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酒钢顺利研发并成功使用地聚物

可作为水泥替代品 实现环保效益“双赢”

本报讯(记者 李淑芳) 近日,在酒钢技术创新成果列表中,多了个新名词——地聚物。它是替代水泥的新材料,也是墙材产品生产的新原料,更是企业新的效益增长点,不仅实现了固废的高效化利用,还使企业循环经济发展水平得到提升。

近几年,上游原料、运输成本不断上升,直接导致水泥价格持续上涨。这些不利因素也让以水泥等为主要原料的墙材产品“遭了殃”,“高成本”削弱了产品市场竞争力。有效降低产品原料单耗或利用固废原料替代外购原料,进而降低生产综合成本,是适应市场环境的必由之路,也是加大竞争力度的有效措施。

压力剧增,润源公司墙材分厂技术人员并没有坐以待毙。他们了解到,酒钢每年产生130万吨的高炉矿渣、粉煤灰等工业固体废弃物,应用于盲孔砖、保温砌块、水泥混合材等传统建材的只有10余吨,剩余部分只能实施合规性处置或外部销售,资源化利用效率和深度不够。与此同时,技术人员还有了新发现:一种新材料——地质聚合物。

地聚物是个“新名词”,国内只有为数不多的几篇论文可以寻其“踪迹”,且均停留在试验阶段。其配置原料就是工业固体废弃物,热稳定性比水泥高,只需一天时间就可以形成与高性能混凝土相同的抗压强度,具有初凝时间短、促进硬化快等优势。

“这给我们提供了固废利用新思路,也给墙材产品成本降低带来了新途径。”意识到地聚物有可能带来的诸多“福利”,技术人员赶忙研究,并提出了利用矿渣、粉煤灰配置地质聚合物的研发方案。

2018年,润源公司技术人员和西安建筑科技大学开展合作,对酒钢高炉矿渣、粉煤灰进行全方位分析,探索多种配比方案。一年来,项目组对墙材分厂砖线闲置设备进行改造,通过实验室试验、数据采集分析及地质聚合物的小批量配置,终于将90%以上的高炉矿渣和粉煤灰作为主要原料,成功配制出粉煤灰/矿渣地质聚合物。配置成功后,技术人员又进行了上百次的试验,结果表明:地聚合物和水泥的颜色、性状基本一致,可以作为水泥的替代品。

研发地聚物,是基于降低墙材产品成本的考虑,那么,下一步,就应该想办法尽快将其作为原料研究生产墙材产品,积极落实冶金废渣(高炉矿渣)及煤电废渣(粉煤灰)资源化利用举措。

围绕固废利用瓶颈与关键环节,项目组再次提出了“酒钢粉煤灰/矿渣制备地质聚合物的中试试验研究”方案。2020年3月,地聚物生产墙材产品由实验室阶段转入工业化试验阶段。

地聚物配置中不需要普通粘土砖常用的烧结过程,也不需要经过高温煅烧得到水泥熟料,其固化主要依靠各种物料之间的低温碱性化学反应。在工业化试生产阶段,技术人员不断优化及调整生产工艺,立足地聚物优势,着力降低外购原料的掺比量,提升固废使用量,并成功在加气砼、混凝土路面砖、粉煤灰蒸压砖等产品中试用。

数据显示,利用地聚物试制期间,加气砼、混凝土路面砖、粉煤灰蒸压砖固废利用率分别由78%提升至85%以上、80%提升至95%以上、95%提升至98%,产品质量优于国家标准要求。

目前,利用地聚物替代水泥已生产加气砼3485立方米、蒸压砖44万块,节约外购水泥费用7.7万元,并逐步推进地聚物在各产品中规模化运用。

基于利用矿渣/粉煤灰地聚物在墙材产品中的成功生产经验,后期,酒钢将合理布局生产功能区,优化生产路线图,重点在工程材料、速修材料、透水路面等领域进行探索研究,为企业提高固废利用效率、实现绿色发展“添砖加瓦”。

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