作為主要工業(yè)廢渣之一的高爐礦渣，除了可以作為水泥生產(chǎn)中的活性外加劑外，還可以用來生產(chǎn)礦渣磚和礦渣屋面板等工業(yè)廠房和民用建筑的建筑材料。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是采用蒸汽養(yǎng)護工藝，這樣需要消耗較多的煤炭和勞力。如能在保證高爐礦渣磚質(zhì)量的基礎(chǔ)上采用自然養(yǎng)護工藝。就可以節(jié)省人力、物力、增加磚的產(chǎn)量，提高經(jīng)濟效益。
    由于高爐水渣的化學(xué)成分和硅酸鹽礦渣水泥成分相近似，說明水淬礦渣基本具有水泥的性質(zhì)，其水泥制品具有水硬性能。可以自然養(yǎng)護。
    (1)自然養(yǎng)護的可行性自然養(yǎng)護簡化了工藝流程，省卻了蒸汽養(yǎng)護這個環(huán)節(jié)。實踐證明:我國大部分地區(qū)每年5^-10月份可作為礦渣磚的自然養(yǎng)護期(其他地區(qū)可按氣溫高低作適當(dāng)調(diào)整)。即在一定條件下，利用太陽能代替蒸汽熱能養(yǎng)護礦渣磚。由于礦渣磚水化凝結(jié)反應(yīng)是一種化學(xué)反應(yīng)過程，因此，它遵循化學(xué)反應(yīng)的一般規(guī)律。即溫度提高反應(yīng)速度加快。地區(qū)氣候條件而言，五月中旬氣溫為15^-20C，下旬可達(dá)到25r。由于氣溫升高，自然養(yǎng)護的反應(yīng)也將隨之加快，即自然養(yǎng)護周期縮短。尤其要充分利用夏季氣溫高、濕度大的特點，采用草包、噴壺等工具噴水進(jìn)行自然養(yǎng)護，養(yǎng)護天數(shù)可達(dá)到全年之中最短。通過試驗說明，每年5-10月份為礦渣磚自然養(yǎng)護期(其他地區(qū)可根據(jù)氣溫作適當(dāng)調(diào)整)。正常情況下，10-28天礦渣磚抗壓強度可達(dá)到10^-20MPa。下面由表8-14和表8-15列出試驗結(jié)果。
從表8-14中可看出，5月、10月渣磚養(yǎng)護周期長，伏天炎熱時養(yǎng)護周期最短。
表8-15是在5月下旬，大氣溫度達(dá)到250C，并進(jìn)行三班灑熱水(水溫為30-400C)情況下的試驗結(jié)果。強化養(yǎng)護縮短了自然養(yǎng)護期，取得較好的效果。
    (2)高爐礦渣磚水硬膠凝過程水淬渣本身具有較高的化學(xué)活性，如果將這種粒狀水渣磨細(xì)加水拌和，就可發(fā)現(xiàn)它具有微弱的水硬性質(zhì)，說明它基本具有水泥性質(zhì)。石膏和石灰是一種復(fù)合堿性激發(fā)劑，它的作用和催化劑相似，就是說，磨碎的水淬渣里加人石膏和石灰，它的化學(xué)活性就會大大提高。
    水渣、石膏和石灰一起加到輪碾機里碾碎，被碾碎的渣粒在石膏、石灰的激發(fā)下，迅速和水結(jié)合，發(fā)生水化水解作用，在顆粒表面生成膠凝物質(zhì)。磚料在輪碾機里一般碾壓研磨1- -5min。就是說在連續(xù)碾磨過程中。礦渣顆粒不斷水化膠凝，不斷被碾碎又產(chǎn)生新的細(xì)的顆粒表面，又繼續(xù)起水化作用，如此循環(huán)往復(fù)，從而膠凝物質(zhì)不斷增加，活性大大提高。所以在一定的范圍內(nèi)，輪碾時間愈長，磚料就愈細(xì)，水化水解作用就愈完全，意味著磚的強度標(biāo)號較高。
    高爐水渣在輪輾機加水研磨過程中，發(fā)生水化和水解作用，與石膏、石灰在養(yǎng)護過程中反應(yīng)生成穩(wěn)定的、難溶解的水化硫鋁酸鈣晶體，從而產(chǎn)生強度達(dá)到一定的標(biāo)號。
    在形成水化硫鋁酸鈣產(chǎn)物時，較多地消耗了溶液中活性A1203，反過來又加速了礦渣的水化過程，使礦渣的潛在活性能夠得到比較充分地激發(fā)。所以說如果礦渣、石灰和石膏的配比適當(dāng)，就能使高爐礦渣磚獲得較高的強度。
    (3)影響渣磚質(zhì)量的幾個因素    ①水淬渣質(zhì)量的影響。
    對礦渣制品來說，水渣既是細(xì)粉可以代替部分水泥，同時它又是骨料，因此，水渣的質(zhì)量很重要。高爐礦渣的質(zhì)量評定及技術(shù)要求，按國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥中的?；郀t礦渣》，其具體規(guī)定如下:    高爐礦渣的活性不僅與化學(xué)成分有關(guān)，還與出渣溫度以及冷卻速度有關(guān)。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，如果熔渣經(jīng)水淬急冷，由于熔融渣內(nèi)部所含熱能來不及散出，就以化學(xué)能的形式保存在無定形玻璃體的渣粒中。而且熔渣水淬驟然冷卻時，爐渣礦物發(fā)生晶形變化，這對堿性系數(shù)高的礦渣尤為重要。因為堿性高的水渣主要礦物為C2 S，急冷能使a-C2 S轉(zhuǎn)變?yōu)閼鬋2 S，而戶C2 S則具有單獨的水硬性，所以堿性高的礦渣活性也較高。同時當(dāng)渣溫愈高，而冷卻速度愈快時，則潛在的化學(xué)能就愈大，玻璃化程度愈高，活性就愈高，故采取急冷是獲得高活性水淬渣的重要措施。我們還通過試驗證明，灰色粒狀渣活性高、水分低、制品強度高。如表8-16所示。
②石灰石膏加人量的影響。石灰和石膏的加人量，亦即礦渣和活性激發(fā)劑的合理配料比是在實踐中優(yōu)選得出的。相同的水渣、相同的養(yǎng)護方法，加人不同數(shù)量的石灰或石膏，或者不同的水渣，加人同等數(shù)量的石灰和石膏。相同的養(yǎng)護方法，磚的強度會有很大差別，其試驗結(jié)果見表8-17。
    表8一17說明，不同配比對抗壓強度有不同的影響。試驗結(jié)果表明:錳鐵渣不但能制磚，而且還能得到高標(biāo)號優(yōu)質(zhì)丫渣磚，從而打破錳渣不能制磚的框框。
    經(jīng)過試驗選擇，我們確認(rèn)較合理的配料比為:水渣，石膏，石灰=100，2，7。
    ③養(yǎng)護方法的影響。同一種配料，養(yǎng)護方法不同，磚的標(biāo)號不同。表8一18數(shù)據(jù)可以說明:自然養(yǎng)護的磚抗壓強度較高。摻配石膏的磚適宜自然養(yǎng)護且強度高，而配較多石灰的磚則相反。
④磚料細(xì)度的影響。一般地說，質(zhì)量相同的免燒磚機水渣磚料細(xì)度與輪碾時間成正比，即輪碾時間長、料細(xì)，渣磚質(zhì)量好、標(biāo)號高?？筛鶕?jù)礦渣水淬程度不同、含水率的高低來確定不同的輪碾時間，一般規(guī)定輪碾l~smin。磚料應(yīng)當(dāng)有一個合理的粒度級配，使成型的磚致密、表面光潔、標(biāo)號提高。通過試驗發(fā)現(xiàn)，磚料粗粒(l .2一3mm)占25%左右、細(xì)粉(0.48一0.O74mm)占75%左右較為適宜。
    ⑤成型水分的影響。成型水分與磚料所用礦渣化學(xué)成分、水淬程度以及壓磚機成型壓力有關(guān)，磚機壓力大，成型水分可低些，根據(jù)磚機不同確定不同的成型水分。本地成型水分經(jīng)試驗可規(guī)定為12%~15%。成型水分過高或過低都會影響渣磚的質(zhì)量。