[發明專利]一種尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用

有效

• 申請號: 202310753396.6
• 申請日: 2023-06-26
• 公開（公告）號: CN116496027B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 杜光明;李穎新;劉輝;馬磊;王榮華;劉泉辛;韓浩杰;楊東龍;安曉明
• 申請（專利權）人: 河北福威建材科技有限公司
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42;C04B28/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及混凝土技術領域，具體公開了一種尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用。混凝土包括尾礦水洗機制砂、天然河砂，所述尾礦水洗機制砂、天然河砂的重量配比為(5?7):(3?5)；所述天然河砂的細度模數為1.6?2.2、含泥量≤2%；所述尾礦水洗機制砂的細度模數為2.9?3.3、含泥量≤2%、壓碎值為10?20%，且，所述尾礦水洗機制砂在使用前經過堿活化、偶聯劑接枝、聚合接枝的預處理。其獲得的混凝土，不僅改善尾礦水洗機制砂對混凝土和易性以及流動性的影響，而且增加坍落度、拓展度、機械強度，使混凝土表現出優良的施工性以及機械強度，滿足市場需求。

技術領域

本申請涉及混凝土技術領域，更具體地說，它涉及一種尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用。

背景技術

混凝土是當今應用最為廣泛的土木建筑工程材料，在工程建設中發揮著至關重要的作用。隨著經濟的發展以及技術的不斷提高，對資源的需求量也越來越大。混凝土的原料一般包括水、水泥、粉煤灰、碎石、天然河砂、減水劑。其中，天然河砂是一種不可再生的資源，目前已經有不少地區出現天然河砂逐步減少以及供求關系日趨緊張的情況。

而國內含有大量的鐵礦，其在采礦和加工過程中，不可避免的伴隨產生大量的尾礦，尾礦一般采用直接堆放的方式，既占用土地，又污染環境。部分研究者將尾礦加工為機制砂，并獲得尾礦水洗機制砂。此時，用尾礦水洗機制砂替換部分天然河砂，即實現廢物的回收利用，也能夠減少天然河砂的使用，降低天然河砂匱乏的壓力。但是，尾礦水洗機制砂存在顆粒不規則的情況，導致混凝土的和易性以及流動性較差，具體表現為坍落度以及拓展度降低，影響混凝土的施工。

發明內容

為了降低尾礦水洗機制砂對混凝土和易性以及流動性的影響，本申請提供一種尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用，采用如下的技術方案：

一種尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用，混凝土包括尾礦水洗機制砂、天然河砂，所述尾礦水洗機制砂、天然河砂的重量配比為(5-7):(3-5)；

所述天然河砂的細度模數為1.6-2.2、含泥量≤2%；所述尾礦水洗機制砂的細度模數為2.9-3.3、含泥量≤2%、壓碎值為10-20%，且，所述尾礦水洗機制砂在使用前經過堿活化、偶聯劑接枝、聚合接枝的預處理。

通過采用上述技術方案，在混凝土的原料中，用尾礦水洗機制砂替換部分天然河砂，進一步對尾礦水洗機制砂的添加量進行限定，便于控制尾礦水洗機制砂的添加量。還對尾礦水洗機制砂的性能進行限定，使尾礦水洗機制砂質量的穩定性，進而增加混凝土質量的穩定性，便于混凝土的加工。

同時，本申請中還對尾礦水洗機制砂進行預處理，且經過堿活化、偶聯劑接枝、聚合接枝后，對尾礦水洗機制砂進行修飾，使尾礦水洗機制砂表面引入聚乙氧基、羧酸基、酰胺基、羰基、酯基、季胺基、磺酸基等，有效降低團聚，增加分散性，而且也能夠增加尾礦水洗機制砂之間的靜電斥力，改善尾礦水洗機制砂對混凝土和易性和流動性的影響，且使混凝土的坍落度＞214mm、拓展度＞580mm。同時，尾礦水洗機制砂表面的活性基團也能夠通過化學鍵和混凝土原料連接起來，增加混凝土原料之間的界面結合強度，提高抗壓強度和抗折強度，且使混凝土的28d抗壓強度＞58MPa、28d抗折強度＞10MPa。

本申請的尾礦水洗機制砂在混凝土中的應用，不僅實現了廢物回收利用，降低天然河砂匱乏的壓力，而且提高混凝土的坍落度、拓展度和機械強度，表現出優良的施工性和機械強度，滿足市場需求。

可選的，尾礦水洗機制砂預處理方法包括如下步驟：

S1、堿活化：在水中加入氫氧化鈉混合，升溫至80-90℃，然后加入尾礦水洗機制砂，攪拌處理14-16h，降溫，過濾，洗滌，獲得活化機制砂；

S2、偶聯劑接枝：在水中加入檸檬酸、乙醇混合，升溫至50-60℃，然后加入活化機制砂，攪拌處理20-40min，之后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，攪拌處理14-16h，降溫，過濾，洗滌，獲得接枝機制砂；