[發(fā)明專利]一種利用鐵礦尾泥制備可控性低強度材料及制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210409667.1 | 申請日： | 2022-04-19 |
| 公開（公告）號： | CN114671646A | 公開（公告）日： | 2022-06-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄧永鋒;張潤杰;馮日利;劉捷;潘偉華;唐德金 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號： | C04B28/00 | 分類號： | C04B28/00;C04B18/12 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 王美章 |
| 地址： | 210096 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 利用 鐵礦 制備 可控性 強度 材料 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種利用鐵礦尾泥制備可控性低強度材料及制備方法，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分含量的各個組分：水泥熟料含量為鐵礦尾泥質(zhì)量的6%～8%、萘系減水劑摻量為鐵礦尾泥質(zhì)量的1.5%，鐵礦尾泥含量48%～52%，含水率42%～46%。本發(fā)明提出使用鐵礦尾泥作為骨料，使混合料能滿足地基承載力設(shè)計開挖要求，其具有高流動性、可控性，具有經(jīng)濟效益高和環(huán)境友好型，為解決鐵礦尾泥級配不均勻和固廢材料難以有效利用等問題提供了一種有效新途徑。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于回填材料技術(shù)應(yīng)用于陸域形成和城市地下空間回填，特別是涉及一種可控性低強度材料及其制備方法。
背景技術(shù)
鐵礦尾泥是鐵礦石二次選礦后，通過球磨磁選技術(shù)產(chǎn)生的細粒固體工業(yè)廢棄物，當前對鐵礦尾泥的利用率不足20%，不加以利用隨意堆存，一方面占據(jù)大量的空間，另一方面堆存場地周邊土質(zhì)、水質(zhì)受到污染。
現(xiàn)階段港區(qū)正在快速發(fā)展，大面積的人工造陸與物流堆場建設(shè)便于快速發(fā)展的同時也帶來兩方面的工程問題：一是港區(qū)當?shù)匦拗牧暇o張的問題，遠距離購買和運輸修筑材料帶來高昂的成本費用，造成巨大的經(jīng)濟負擔；二是港區(qū)礦石加工后尾礦再利用問題。針對上述尾礦目前處置的現(xiàn)狀和使用中存在的問題，考慮將尾礦進行資源化處理，改性后用作陸域回填、堆載材料以及港區(qū)墊層材料，能給工程帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
鐵礦尾泥是一種多相礦物材料，主要礦物組成是脈石（伴生）礦物，其細度小，工程性質(zhì)差，黏粒含量少、膠結(jié)作用弱、塑性弱、抗剪強度低、整體性較差，主要強度由內(nèi)摩擦力提供。如果在尾泥中加入水泥，形成可控性低強度材料（CLSM)，用于地基固化。以優(yōu)化CLSM工作性能為出發(fā)點，研究材料的流動度和泌水率影響因素，在此基礎(chǔ)上從CLSM組分選擇、設(shè)計參數(shù)、工作性能影響因素、長期抗壓強度預(yù)測等方面研究，篩選出CLSM工作性能最優(yōu)的配合比設(shè)計和滿足性能需求的鐵礦尾泥最大配合比設(shè)計。
水泥與其中的水分發(fā)生水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣和水化硅酸鈣等膠凝顆粒，隨著水化反應(yīng)的進行，將鐵礦尾泥包裹住連接形成骨架強度。鐵礦尾泥CLSM施工僅需要經(jīng)過直接澆筑完成，無需碾壓夯實等復(fù)雜工序。在合適的配比下，鐵礦尾泥能被制備成一種優(yōu)良的陸域形成填料。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：針對目前港區(qū)建設(shè)對陸域回填材料缺乏以及鐵礦尾泥利用率低的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了可高效利用鐵礦尾泥這種工業(yè)廢棄物的剩余價值，工藝流程簡單、質(zhì)量可控的鐵礦尾泥可控性低強度材料以及制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種利用鐵礦尾泥制備可控性低強度材料，包括以下質(zhì)量百分含量的各個組分：水泥熟料含量為鐵礦尾泥質(zhì)量的6%～8%、萘系減水劑摻量為鐵礦尾泥質(zhì)量的1.5%，鐵礦尾泥含量48%～52%，含水率 42%～46%。
進一步的，所述鐵礦尾泥為粉細砂。
進一步的，所述鐵礦尾泥中含有55%以上的粉粒組，42%的砂粒組。
進一步的，所述鐵礦尾泥氧化物中含有CaO，F(xiàn)e2O3，MgO，SiO2，P2O5，TiO2 。
可控性低強度材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取鐵礦尾泥，風干至含水率低于5%，進行粉碎過篩；
（2）以干重質(zhì)量，按照試驗配合比稱取所需的礦尾泥、水泥、水及萘系減水劑，將鐵礦尾泥與水泥進行干拌后倒入攪拌機中，加入水，開啟攪拌機，攪拌鐵礦尾泥、水泥、萘系減水劑的混合物；
（3）倒出成型，形成可控性低強度材料。
進一步的，步驟(1)中，對鐵礦尾泥采用場地攤鋪、風干晾曬，或在低于150℃溫度下干燥，使其含水率低于5%。
進一步的，步驟(1)中，鐵礦尾泥干燥后粉碎并過2mm篩。
進一步的，在步驟（3）之后還包括：取3個平行樣測量其含水率，取其平均值作為整體含水率。
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