[發(fā)明專利]摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土及其制備和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710767065.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107399948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡煥琴;李明宇;麻建鎖;王麗楠;李雪娜;李瑞豐;齊夢(mèng);陳碩;馮拴;楊培然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北建筑工程學(xué)院
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11004
• 代理人: 周娓娓,晁璐松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

尾礦是選礦后的廢棄物，是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分。我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但是尾礦綜合利用率低，鐵尾礦堆積占用大量的土地資源，而且我國(guó)尾礦庫(kù)的數(shù)量在不斷增加。尾礦中含有較多的重金屬離子，其滲入地下，將嚴(yán)重污染河流及地下水資源。

眾所周知，建筑行業(yè)是能源消耗量較大的行業(yè)，混凝土更是建筑業(yè)不可或缺的主角，長(zhǎng)久以來(lái)的施工方法都是向混凝土中添加河沙，河沙量非常有限。如果能使用尾礦替代河沙，一方面可以提高尾礦的綜合利用率，將其變廢為寶，另一方面可以調(diào)整混凝土自身結(jié)構(gòu)，還可以減少河沙開(kāi)挖量，在提升其附加價(jià)值的同時(shí)改善我們賴以生存的環(huán)境質(zhì)量，可謂是一舉三得，具有很高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土，通過(guò)摻加鐵尾礦砂來(lái)調(diào)整混凝土自身結(jié)構(gòu)，在提高混凝土強(qiáng)度同時(shí)解決我國(guó)目前尾礦堆存量大，利用率低的問(wèn)題，同時(shí)改善城市及周邊環(huán)境。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土，包括:水泥285kg-291kg；粉煤灰89kg-91kg；礦渣178kg-182kg；硅灰41.5kg-42.4kg；石子1149kg-1173kg；鐵尾礦砂403kg-412kg；水154kg-169kg；減水劑8.9-9.1kg。

進(jìn)一步，所述水泥為普通硅酸鹽水泥或者強(qiáng)度等級(jí)大于等于42.5 的硅酸鹽水泥。

進(jìn)一步，所述硅灰為二氧化硅含量大于等于90％的硅灰。

進(jìn)一步，所述的鐵尾礦砂為礦場(chǎng)排放的廢棄物，經(jīng)過(guò)過(guò)篩后制得。

進(jìn)一步，所述的礦渣為S95級(jí)粒化高爐礦渣。

進(jìn)一步，所述石子為5-15mm的天然碎石。

進(jìn)一步，所述鐵尾礦砂粒徑為0.08mm-2.5mm。

進(jìn)一步，所述減水劑為聚羧酸系高效減水劑。

本發(fā)明還提供一種摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，水泥、粉煤灰、礦渣、硅灰按配合比稱量，倒入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌，使其均勻混合；

步驟二，將稱量好的減水劑與水混合，攪拌均勻；

步驟三，將步驟二制作好的混合液加入攪拌機(jī)，攪拌120s-150s；

步驟四，將石子加入攪拌機(jī)內(nèi)繼續(xù)攪拌90s-120s，直到攪拌均勻，所述鐵尾礦高強(qiáng)混凝土制作完成。

本發(fā)明所提供的摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城鎮(zhèn)化及棚戶區(qū)改造工程中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土用鐵尾礦完全代替砂子，得以節(jié)省砂石資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，變廢為寶，提高產(chǎn)品附加值，制備一種新型綠色環(huán)保的高強(qiáng)混凝土。

(2)本發(fā)明中的鐵尾礦砂為礦場(chǎng)排放的廢棄物，經(jīng)過(guò)過(guò)篩后制得，直接使用，不再通過(guò)機(jī)器磨細(xì)，減少二次能源消耗。

(3)制備摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土?xí)r加入了硅灰，主要是利用了硅灰的火山灰效應(yīng)，大幅提高混凝土的強(qiáng)度，耐久性和抗?jié)B性。

(4)本發(fā)明摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土，大量消耗了廢棄物鐵尾礦，為我國(guó)正蓬勃發(fā)展的建筑行業(yè)提供了一種環(huán)保、節(jié)能的綠色混凝土，滿足基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城鎮(zhèn)化及棚戶區(qū)改造工程的需要，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。鐵尾礦在建筑材料中的綜合應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)鐵尾礦的減量化、無(wú)害化、資源化，是礦山企業(yè)節(jié)能減排的有效途徑，實(shí)現(xiàn)資源的二次利用，符合可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的國(guó)策，利用尾礦制備新建材有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出了摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土及其制備和應(yīng)用，混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C80以上，主要原材料為鐵尾礦，以解決我國(guó)目前尾礦存量大，利用價(jià)值低，影響城市及周邊環(huán)境問(wèn)題。

本發(fā)明提出了一種摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土及其制備，既能緩解我國(guó)目前尾礦存量大、利用價(jià)值低的問(wèn)題，又能通過(guò)在混凝土中添加鐵尾礦來(lái)調(diào)整混凝土自身結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗壓抗?jié)B能力，還能降低對(duì)河沙的采挖量。

一種摻加鐵尾礦砂的高強(qiáng)度混凝土，每立方米所述混凝土中各組分用量如下:

水泥285kg-291kg(所述水泥為普通硅酸鹽P·O42.5水泥或者強(qiáng)度等級(jí)大于等于42.5的硅酸鹽水泥)；

粉煤灰89kg-91kg；

礦渣178kg-182kg(所述的礦渣為S95級(jí)粒化高爐礦渣)；