[發明專利]預制件用混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201911005461.7
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110615662A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 李清彬;安金星;王凱凱
• 申請（專利權）人: 山東鴻琨住工科技有限公司
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C04B28/26;C04B28/00;C04B18/12
• 代理公司: 37249 濟南舜昊專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 宋玉霞

本發明涉及混凝土預制件技術領域，具體來說，是一種預制件用混凝土及其制備方法。本發明一種預制件用混凝土，以重量分數計，由以下原料組成：水泥為11％?13％，骨料為35?47％，粉煤灰為5％?7％，硅灰為5％?7％，焦寶石尾礦為15％?25％，粘接劑為0.1％?2％，減水劑為0.1％?2％，余量為水；還提供制備方法。在硅灰和粘接劑的協同作用下得到預制件用混凝土，處理了焦寶石尾礦和粉煤灰等工業廢棄物，達到了協同治理，以廢治廢的目的，實現了焦寶石尾礦的資源化利用。

技術領域

本發明涉及混凝土預制件技術領域，具體來說，是一種預制件用混凝土及其 制備方法。

背景技術

預制件(PC構件)是指在工廠中通過標準化、機械化方式加工生產的混凝 土制品，應用廣泛，在國民經濟中扮演重要的角色。現有的混凝土主要原料為水 泥、粗骨料、細骨料、外加劑和水，其中的粗骨料和細骨料起骨架作用，抑制水 泥的收縮，水泥和水包裹在粗細骨料表面并填充骨料間的空隙，硬化后水泥漿和 粗細骨料膠結在一起，形成堅強的整體。然而，水泥生產過程中消耗了大量的能 源，生成大量的廢氣(CO₂、SO₂等)，帶來污染以及成本問題；同時粗骨料開 采帶來不容小覷的環境破壞；上述問題制約著預制件行業的可持續發展。

焦寶石是一種硅酸鹽礦物，煅燒后氧化鋁含量在40％-50％，結構致密、斷 面光滑，是制造耐火材料的優質首選物質，在我省境內儲量豐富。然而，焦寶石 在開采過程中會產生大量的焦寶石尾礦，其堆存占用了大量的土地，浪費資源且 破壞生態環境。經調查發現，尾礦是礦山企業在提煉冶金主要原料過程中所排棄 的固體廢棄物，一般堆存于尾礦庫中，我國是全球尾礦和廢石堆存量最大的國家， 總量超過610億噸，相當于滿載的的重載列車繞地球200圈，解決尾礦的大量堆 問題刻不容緩。尾礦聯盟副秘書長倪文教授曾表示，通過科技創新，要減少開山 炸石及其帶來的嚴重污染，同時將龐大的“尾礦和廢石山”利用起來，典型地區鐵 尾礦與優質建材原料協同優化清潔生產技術成為發展趨勢。

目前，國內焦寶石尾礦的綜合利用技術仍然存在經濟效益低，所消耗的數量 有限等問題，因此，充分利用焦寶石尾礦是我國礦業可持續發展的必需之路，利 用焦寶石尾礦生產預制件用混凝土也符合目前生態文明建設的要求。

發明內容

針對現有技術中預制件混凝土傳統用料和制備方法消耗大量能源帶來 污染問題以及焦寶石尾礦綜合利用率低，本發明提供一種預制件用混凝土及 其制備方法，以期達到以廢治廢的目的。

本發明的技術方案為：

一種預制件用混凝土，以重量分數計，由以下原料組成：水泥為11％-13％， 骨料為35-47％，粉煤灰為5％-7％，硅灰為5％-7％，焦寶石尾礦為15％-25％， 粘接劑為0.1％-2％，減水劑為0.1％-2％，余量為水。

其中：

所述焦寶石尾礦的主要成分質量含量為SiO₂為50％-65％，Al₂O₃為25％-30％ 和Fe₂O₃為5％-15％。利用焦寶石尾礦為混凝土體系提供可解聚和再聚合的硅(鋁) 氧四面體，是降低水泥用量、制備高耐久性綠色混凝土的關鍵。

所述骨料為尾礦砂、廢石、卵石、石灰巖或陶粒中的一種或多種。骨料在混 凝土中不僅僅是起到骨架作用，而且其本身的材質、強度、吸水率、以及不同的 形成條件(表面特征)和不同的生產工藝(空隙率、顆粒形狀等)都對混凝土性 能有較大的影響。

所述粘結劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨、檸檬酸鈉、水玻璃、三聚磷酸鈉、 碳酸鈉中的一種或者多種。粘結劑可配入混凝土漿之中，混凝土在攪拌或后期澆 筑成型時損傷率很大，為了滿足產品性能和強度需要加入粘接劑。粘結劑過少， 強度提高較小，加入量過多，會對氣孔的形成、尾礦利用率以及產本造成影響。 加入合適量的粘結劑，達到強度提高，后期脫模容易的目的。