[發明專利]高硅型鐵尾礦多元固廢活化混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202110018226.4
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112456923B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 顧曉薇;張偉峰;李曉慧
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/20;C04B111/94
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

本發明屬于固廢資源化領域，尤其涉及一種高硅型鐵尾礦多元固廢活化混凝土及其制備方法，混凝土的原料包括水泥360～380kg/m3、粉煤灰30～40kg/m3、改性高硅型極細鐵尾砂30～40kg/m3、尾礦廢石930～950kg/m3、尾礦細砂870～930kg/m3、水160～170kg/m3和外加劑4～8kg/m3。改性高硅型極細鐵尾砂的制備方法如下：對高硅型極細鐵尾砂進行200目篩網篩分，使用XQM?8立式行星球磨機進行機械活化，球磨機正反轉間隔10～15分鐘，轉速為380～395r/min，運行兩小時后開罐冷卻至室溫。本發明固廢總摻量高，水泥用量低，混凝土抗滲性能理想，后期抗壓強度高。

技術領域

本發明屬于固廢資源化領域，尤其涉及一種高硅型鐵尾礦多元固廢活化混凝土及其制備方法。

背景技術

我國大宗工業固廢大摻量應用于混凝土與國外現有研究水平存在一定差距。上世紀九十年代，粉煤灰作為摻合料逐步應用于混凝土中，開始了大宗工業固廢在預拌混凝土中的規模應用。本世紀初，粒化高爐礦渣、鋼渣等作為摻合料逐步在預拌混凝土中實現了批量應用。2014年《鐵尾礦骨料混凝土應用技術規程》正式實施，推動了鐵尾礦在混凝土中批量應用。

當前我國工業固體廢物年產生量約33億噸，歷史累計堆存量超過600億噸，占地超過200萬公頃。尾礦廢石的大量堆存以及優質天然資源（沙子、石子）的暴力開采，已經造成嚴重的生態破壞和環境污染風險。結合混凝土在原材料方面的大量需求，圍繞大宗工業固廢的減量化、資源化、無害化，通過對固廢源精細化預處理，變“工業固廢”為“再生資源”，推動大宗工業固廢的多渠道規模消納，緩解環保壓力。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種固廢總摻量高，水泥用量低，混凝土抗滲性能理想，后期抗壓強度高，混凝土拌合物流動性好的高硅型鐵尾礦多元固廢活化混凝土及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：一種高硅型鐵尾礦多元固廢活化混凝土，其原料包括水泥360～380kg/m3、粉煤灰30～40kg/m3、改性高硅型極細鐵尾砂30～40kg/m3、尾礦廢石930～950kg/m3、尾礦細砂870～930kg/m3、水160～170kg/m3和外加劑4～8kg/m3。

作為一種優選方案，本發明所述水泥為P·O42.5普通硅酸鹽水泥。

進一步地，本發明所述粉煤灰為F類I級粉煤灰，其中：45μm篩余細度8.5～9%，需水量比87%～90%、燒失量0.78～1.21%，含水量0.12～0.52%，三氧化硫0.21～0.51%，密度2.15～2.25g/cm³，安定性0.3～0.5mm，28天活性指數76～80%，銨離子含量105～107ppm。

進一步地，本發明所述改性高硅型極細鐵尾砂內部二氧化硅質量分數為70～80%。

進一步地，本發明所述改性高硅型極細鐵尾砂的制備方法如下：對高硅型極細鐵尾砂進行200目篩網篩分，使用XQM-8立式行星球磨機進行機械活化，球磨機正反轉間隔10～15分鐘，轉速為380～395r/min，運行兩小時后開罐冷卻至室溫。

進一步地，本發明所述尾礦廢石為5～20mm連續級配；其中：表觀密度2630 ～2650kg/m³、堆積密度1490 ～1520 kg/m³，堆積密度孔隙率40～43%，含泥量0.2～0.3%，針片狀顆粒含量2.8～3%，強度壓碎指標7～7.4%。

進一步地，本發明所述尾礦細砂細度模數為2.1～2.2，表觀密度2580 ～2590 kg/m³、堆積密度1530～1540 kg/m³，空隙率40～41%，含泥量2.1～2.4%，泥塊含量0.6～0.8%。