[發明專利]一種大摻量鐵尾礦混凝土制備方法

在審

• 申請號: 202110069369.8
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112851235A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張延年;李志軍;顧曉薇
• 申請（專利權）人: 張延年
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/12;C04B18/14
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發明屬于建筑材料制備領域，特別涉及一種大摻量鐵尾礦混凝土制備方法。所述混凝土的原料組成包括摻合料150?240kg/m3、水泥200?280kg/m3、天然砂140?252kg/m3、鐵尾礦砂300?420kg/m3、碎石120?375kg/m3、鐵尾礦廢石875?1125kg/m3、水150kg/m3和減水劑1.2%，本發明采用鐵尾礦為主要原料，大量消耗尾礦，緩解建材資源緊缺的現狀，摻合料的加入可以減少水泥的使用量，降低成本，同時摻合料中摻入硅灰可提升早期強度，二次水化可改善混凝土界面過渡區結構，提高后期強度。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，特別是涉及一種大摻量鐵尾礦混凝土制備方法。

背景技術

隨著我國城市化建設的加速發展，建筑材料需用量劇增，天然砂石等自然資源的大量開采已經嚴重破壞了生態環境，并且這些資源短期內不可再生，使得建筑資源短缺的矛盾日益突出，因此，尋找適宜的替代材料刻不容緩，2011-2018年，我國主要大宗工業固體廢物利用率如下：尾礦，17.01%～26.04%；赤泥，4.65%～5.05%；鋼鐵渣，83.23%～96.75%；有色冶煉渣，54.76%～94.12%；煤矸石，62.22%～72.08%；粉煤灰，67.96%～83.27%；工業副產品石膏，46.15%～56.67%。由此可見，尾礦、赤泥、煤矸石和粉煤灰等工業廢物的利用率較低，亟待進一步提高。并且尾礦的堆積帶來了諸多的不良后果：污染環境、占用大量土地、堆積成本高、造成重大安全事故、資源浪費，鐵尾礦因鐵礦產地和選礦工藝的不同,其尾礦成分及含量也有差異。但是鐵尾礦化學成分主要有硅、鋁、鈣、鎂的氧化物和少量鉀、鈉、鐵、硫的氧化物,主要礦物是石英和長石類礦物,大體上與天然砂礦物成分相同,這就為尾礦在建材業的廣泛應用提供了前提條件。在之前的研究中，鐵尾礦在制備混凝土方面的研究主要集中在“作為活性粉末應用于混凝土”、“作為細骨料應用于混凝土”或“作為粗骨料應用于混凝土”，應用單一且摻入量較低，摻量大會引起早期強度下降的問題，且摻量大于40%，后期強度明顯下降。對混凝土的強度影響的內在機理考慮不充分，忽略掉混凝土內部的各種材料的差異性，把混凝土看成一種連續均勻的材料。實際上，從微觀上講，其內部的各個組分的組成并不均勻，且極為復雜，各個組分之間的性能差異也很明顯。混凝土從微觀上來看可以大致分成3個部分：硬化水泥石、集料與界面過渡區。一般來說，混凝土的界面過渡區是混凝土中最薄弱的部分，由于界面過渡區的存在使得混凝土的整體的力學性能低于硬化水泥石與集料本身。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供一種大摻量鐵尾礦混凝土制備方法，原料組成包括摻合料150-240kg/m3、水泥200-280kg/m3、天然砂140-252kg/m3、鐵尾礦砂300-420kg/m3、碎石120-375kg/m3、鐵尾礦廢石875-1125kg/m3、水150kg/m3和減水劑，本發明采用鐵尾礦為主要原料，大量消耗尾礦，緩解建材資源緊缺的現狀，摻合料的加入可以減少水泥的使用量，降低成本，同時摻合料中摻入硅灰可提升早期強度，二次水化可改善混凝土界面過渡區結構，提高后期強度。

本發明采用的技術方案如下：

一種大摻量鐵尾礦混凝土制備方法，混凝土的原料包括摻合料150-240kg/m3、水泥200-280kg/m3、天然砂140-252kg/m3、鐵尾礦砂300-420kg/m3、碎石120-375kg/m3、鐵尾礦廢石875-1125kg/m3、水150kg/m3和減水劑1.2%。

進一步地，所述摻合料的組成為鐵尾礦：煤矸石：鋼渣：硅灰=4:2:2:1。

進一步地，所述摻合料的制備方法為：

1）將鐵尾礦篩分，篩出粒徑-0.08mm的鐵尾礦，備用；

2）將步驟1）中的鐵尾礦和煤矸石、鋼渣按比例混合后放入球磨機中粉磨兩小時或磨細至比表面積大于650m2/kg；

3）將硅灰按比例加至步驟2）中的制品中，繼續粉磨30分鐘，制得摻合料。

進一步地，所述水泥為P·O42.5普通硅酸鹽水泥。