利用钢渣制备外墙腻子

马娇丽、马小翠、张 炎、王 雪、张 劲

(1.上海宇培特种建材有限公司，上海，201804;2.上海大学，上海，200444)

钢渣作为炼钢时产生的工业固废物，主要矿物组成为硅酸二钙(2CaO·SiO2)，硅酸三钙(3CaO·SiO2)，铁酸二钙(2CaO·Fe2O3)等，其排放量约为粗钢产量的15% ～20%[1－2]。我国钢渣的年排量已超亿吨。但由于其化学成分波动大，早期活性低，易磨性差、安定性等原因，目前我国对钢渣的再利用技术还不够完善，利用率不足17%，加之历年来未处理的堆存钢渣，不仅占用了大量的土地，造成土地资源的浪费，给土壤、水源、大气等人类的生产环境均带来了严重的危害，甚至对人类的健康也带来了影响，同时也给钢铁企业的生产和发展也造成了很大的压力[3]。

在我国国民经济高速发展的今天，如何实现钢渣资源的再利用，解决固废物污染压力，一直都是人们关注的重点和不懈努力的方向，在寻求这一过程中，将钢渣作为建筑行业的原料一直都是人们认可和推崇的方向。其中将超细钢渣微粉用于外墙腻子中，用作抹平建筑物表面的基层处理材料，提高外墙腻子的综合性能，从而确保外墙涂料的装饰效果，是钢渣资源再利用的又一新途径。

本文以钢渣为主要原料，添加一定量的水泥、脱硫石膏、乳胶粉、保水剂及其它助剂，充分混合搅拌后制备干粉外墙腻子。该外墙腻子粘结力强，不开裂，且耐水，耐碱，不仅实现了固废利用，减轻了环境的压力，降低了外墙腻子的生产成本，而且便于运输，生产工艺简单，施工方便。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

1.1.1 超细钢渣微粉 选用上海宝钢排放的钢渣，钢渣的粉磨工艺采用柱磨机、V型选粉机为主体设备的预粉磨闭路循环工艺以及高细磨、K式选粉机为主体设备的终粉磨循环工艺。经粉磨后的钢渣粉，其比表面积≥600m2/kg，粒径小于30μm的超细钢渣微粉占总量的90%以上，金属含量≤0.5%，其主要成分见表1。

表1 超细钢渣微粉的主要化学组成/%

1.1.2 半水脱硫石膏 脱硫石膏为上海石洞口第二电厂烟气脱硫产生的废渣，经烘干、煅烧后制成的β型半水石膏，其中β－CaSO4·1/2H2O≥80%。并磨细至45μm方孔筛筛余量≤10%，其主要成分及性能指标见表2、表3。

表2 建筑脱硫石膏的主要成分/%

表3 β－半水脱硫石膏的主要性能指标

1.1.3 其他原材料 (1)水泥:42.5级或52.5级普通硅酸盐水泥。(2)乳胶粉:乳胶粉为苯乙烯—丙烯酸，丙烯酸酯、醋酸乙烯—乙烯可再分散乳胶粉中的一种，其细度为100目。(3)保水剂:羟丙基甲基纤维素。(4)滑石粉:将天然滑石矿石经挑选后，粉碎、研磨而制成，细度为400目。

1.2 试验方法

1.2.1 利用超细钢渣微粉制备外墙腻子的基本配方见表4。

表4 外墙腻子的基本配方/%

1.2.2 外墙腻子的制备 按照上述外墙腻子的配方，将各种原料依次加入到混合机中，充分搅拌15min，经充分混合均匀后，即得环保型干粉外墙腻子。

1.2.3 试验方法 外墙腻子在容器中的状态、冻融循环、干燥时间(表干)、粘结强度、冻融循环后的粘结强度、动态抗开裂性、打磨性、耐水性、耐碱性、打磨性及施工性等的试验方法依据JG/T157—2009《建筑外墙用腻子》[4]。

2 试验结果及讨论

(1)本文制备的干粉外墙腻子，其主要原料是钢渣，系炼钢时排放的废渣，它具有潜在的化学活性，只有经过磨细至比表面积≥600m2/kg，才能充分发挥其活性。本文正是利用了超细钢渣微粉的这一特性，将其作为一种活性材料制备干粉外墙腻子。(2)本干粉外墙腻子以超细钢渣微粉为主要原料，再加入一定量的水泥、脱硫石膏、滑石粉、乳胶粉和保水剂等，经充分混合均匀后，即得到干粉外墙腻子，其制备工艺和配方可行。(3)利用超细钢渣微粉制备的干粉外墙腻子按照JG/T157－2009《建筑外墙用腻子》标准进行测试，各项性能均能达到标准规定的相应技术指标。(4)利用超细钢渣微粉制备的干粉外墙腻子使用时加入适量的水，搅拌均匀后即可应用，用于外墙基层找平处理。干粉外墙腻子和水的重量比为1:0.5～0.55。

3 结论

外墙腻子是一种由于外墙墙面平整度达不到要求，用于抹平墙体表面的基层处理材料。但是如果墙体和涂料之间的腻子性能不好，发生自身开裂或者粉化，则无论涂饰在外的涂料性能再优良，也不能阻止内在的开裂和粉化，最终导致饰面层的脱落，从而影响整体的质量和美观。

随着我国建筑事业的飞速发展，对各种建筑材料(含建筑内外墙腻子)的需求量也逐日增加，与此同时对连接墙体基层和涂料饰面的外墙腻子的性能也提出越来越高的要求。利用超细钢渣微粉作为主要原料制备性价比优异的干粉外墙腻子，原料易得，生产工艺和设备简单，有利于工业化生产和推广应用，且由于腻子是干粉状，便于运输，所生产的外墙干粉腻子具有低碳环保、耐水性、耐碱性优异、粘结强度良好等优良性能。这一方法不但实现了工业固体废弃物的综合利用，也为腻子材料的发展开辟了一条新的途径。

[1]陈晨.钢渣微粉在混凝土中的应用研究[J].商品混凝土，2012，(11):41－43.

[2]孙家瑛.钢渣微粉对混凝土抗压强度和耐久性的影响[J].建筑材料学报，2005，8(1):63 －66.

[3]魏瑞丽.钢铁工业主要固体废弃物资源化利用的技术现状分析研究[D].西安:西安建筑科技大学，2010.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.JG/T157—2009，建筑外墙用腻子[S].北京:中国标准出版社，2009.