[發明專利]一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210585500.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103011648A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王安嶺;段遵莉;武俊宇
• 申請（專利權）人: 北京東方建宇混凝土科學技術研究院有限公司
• 主分類號: C04B18/12
• 分類號: C04B18/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料及其制備方法，屬于混凝土技術領域。

背景技術

鐵尾礦是經鐵礦石破碎（干磁選）、粉磨（濕磁選）、分選鐵粉后的廢棄物。近些年來，隨著我國鋼鐵產業的迅猛發展，生產1噸鐵粉會產生1.5噸的鐵尾礦，鐵尾礦的排放量逐年增加；目前，全中國已積累堆存鐵尾礦上百億噸，占用大量的土地、山川，同時破壞環境也危害生態。

目前，混凝土中一般使用30~50%的摻合料代替水泥，并使用各種外加劑以降低混凝土成本和提高性能；其中，所使用的混凝土摻合料多以礦渣粉和粉煤灰為主。近些年來，在一些大中城市，由于建筑規模急劇擴大，伴隨著預拌混凝土產業也在全國迅速發展，由此帶來了礦渣粉和粉煤灰的用量也急劇增加，從而導致礦渣粉作為混凝土摻合料出現短缺，進而使礦渣粉的價格不斷升高。此外，隨著環境保護意識的增強以及碳排放稅的實施，火力發電在能源結構中所占比重會日益下降，電廠的粉煤灰排放預期會有明顯的縮減，與之相矛盾的是混凝土的需求量仍然會以5%左右的速度遞增，因此，尋求一種礦渣粉和粉煤灰在混凝土中的替代資源，就尤為迫切。

為了解決混凝土用量急劇增加以及礦渣粉和粉煤灰產量不足之間的矛盾，如果能夠將鐵尾礦完全代替礦渣粉以及粉煤灰用作混凝土摻合料，這樣既可以解決鐵尾礦堆積帶來的環境問題又可以解決礦渣粉以及粉煤灰產量不足的問題。但是，在現有技術，由于鐵尾礦的活性不夠，因此在制備混凝土過程中，必須將鐵尾礦與粉煤灰或礦渣粉或粉煤灰與礦渣粉混合物同時使用，才可以制備滿足建筑用混凝土各項性能指標的混凝土。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中鐵尾礦由于活性不夠而必須和粉煤灰或礦渣粉混合使用才可以作為混凝土摻和料的問題，進而提供一種可以完全代替礦渣粉和粉煤灰用于混凝土的改性鐵尾礦活性摻合料。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，包括如下組分：鐵尾礦、聚羧酸鹽；其中，以鐵尾礦的質量計，所述聚羧酸鹽的添加量為0.2~0.6wt%；所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為400~600m²/kg。

所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為450~550m²/g。

以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO₂含量大于50wt%。

以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO₂含量大于80wt%。

以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中鐵含量小于12wt%。

以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中鐵含量小于8wt%。

所述聚羧酸鹽的數均分子量為3000~6000。

一種制備所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料的方法，包括如下步驟：將特定量的上述鐵尾礦和上述聚羧酸鹽共磨至特定比表面積，制備得到所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

（1）本發明所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，通過在鐵尾礦中摻入0.2~0.6wt％的聚羧酸鹽，同時將鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積控制在400~600m²/kg范圍內，聚羧酸鹽一方面可以對該比表面積下的鐵尾礦起到分散作用，另一方面其可以直接吸附于鐵尾礦表面，在制備混凝土過程中聚羧酸鹽首先直接與鐵尾礦作用，便于提高鐵尾礦在混凝土中的水化活性，使得本發明所述鐵尾礦可以完全代替礦渣粉及粉煤灰用于混凝土摻合料。本發明所述鐵尾礦活性摻合料替代礦渣粉以及粉煤灰用于混凝土中可配制C10～C100泵送混凝土，并可以滿足建筑用混凝土各項性能指標，在建設工程中有廣闊的應用前景。此外，通過發明人的不斷研究發現，鐵尾礦與粉煤灰或礦渣粉不同，其活性并不會隨著比表面積的不斷增大而增大，當控制鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積均為特定比表面積時，鐵尾礦與聚羧酸鹽的協同作用具有優異效果，從而使得鐵尾礦可以完全代替礦渣粉與粉煤灰作為混凝土活性摻合料。

（2）本發明所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，進一步控制所述鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積為450~550m²/kg時，該鐵尾礦活性摻合料能夠具有最佳活性，與采用其它摻合料拌制的混凝土相比，具有流動性好、保水性好、粘聚性適宜、密實性好和碳化低的特征。