一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法技术

一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，其特征在于利用多种固废的协同作用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，并且不掺水泥熟料制备出100％利用废弃物的低成本高性能混凝土。将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫石微膏粉与尾矿和废石制成的砂石料协同利用，然后通过将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，制备出可供各种建设工程使用的C35、C40、C45、C50、C55和C60预拌泵送高性能混凝土。本发明专利技术不仅能制备出可供各种建设工程常用的预拌泵送高性能混凝土，还能通过用尾矿和废石制成的砂石料代替开山炸石来减排PM2.5，并且通过减少混凝土中的水泥熟料达到大幅度减排二氧化碳的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，涉及一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土 的方法。 技术背景 京津冀地区的雾霾问题已成了举世瞩目的重大环境问题。而粒径小于1微米的超 细固体颗粒物、氮氧化物和硫化物向大气中的排放，是构成PM2. 5的最主要组分。京津冀地 区每年建筑用砂石料的总消耗量约6亿吨，大部分是由开山炸石来取得。开山炸石所取得 每立方米砂石料约向大气中排放54. 2克粒径小于1微米的粉尘。同时，炸药爆炸过程中大 量硝基转变成氮氧化物，并由于高温高压促进空气中的氮气与氧气发生反应形成新的氮氧 化物。TNT炸药中硝基所占的质量比高达60. 76%。目前京津冀地区开山炸石生产建筑用 砂石料所产生的潜在PM2. 5形成物，约相当于640万辆机动车的总排放量，占京津冀地区机 动车排放总量的30%。目前在京津冀及周边的燕山和太行山区，就堆存有200亿吨以上的 磁铁石英岩型铁尾矿和废石，并且具有全范围分散分布的特征。完全有可能逐步禁止开山 炸石，而是100%采用磁铁石英岩型铁尾矿和废石制备建筑用砂石料，生产京津冀的区的全 部混凝土。最近的研究表明，磁铁石英岩型铁尾矿和废石的表面性质与传统的石灰岩石子 和机制砂具有显著不同的性质。磁铁石英岩型铁尾矿和废石主要由硅酸盐矿物组成，表面 有大量的硅氧和铝氧断键，比以方解石为主要矿物成分的石灰岩石子和机制砂更容易与冶 金渣为主的硅铝基胶凝材料形成化学键结合。但以往对大宗工业固废的综合利用，单打一 的研究较多，多种固废全产业链协同利用的研究较少，再加上行业壁垒和传统思想的束缚， 磁铁石英岩型铁尾矿和废石表面有大量的硅氧和铝氧断键这个特征没被深入研究和充分 利用。另一方面，高炉水淬矿渣中具有潜在水硬活性的硅氧四面体是水泥熟料的2-3倍，但 目前无论是作为水泥混合材还是作为混凝土掺合料，或是作为胶结充填采矿胶结剂的主要 成分，只有15% -30%在发挥作用。中国年产水淬高炉矿渣近3亿吨，目前这种粗犷的利用 方式是一种潜在的浪费。钢渣是目前钢铁企业利用得最差的大宗固废之一，除了提取其中 的部分金属铁之外，大部分没有得到有效利用。大部分钢厂经过充分选铁后的钢尾渣中还 有3%左右的残余金属铁，并含有比水泥熟料更高的钙、镁、铁二价金属离子。中国年产钢 渣近1亿吨，累积堆存近10亿吨，是一个巨大的钙镁铁资源库。如果能将其粉磨成微米级 细粉，并与高炉水淬矿渣微粉、尾矿微粉和脱硫石膏微粉协同作用，可制成不含水泥熟料的 用于高性能混凝土的胶凝材料。如果能在全国实现水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微 粉、脱硫石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石料全产业链协同利用，不仅能节省大量的水泥 熟料，还能减少数十亿吨的开山炸石。特别是在京津冀地区，可以全部采用铁矿的尾矿和废 石制备混凝土的骨料，100%停止开山炸石。 专利技术专利CN200910070563. 7《铁尾矿混凝土》提供一种铁尾矿混凝土，该铁尾矿 混凝土的成分有水泥、选矿废石与碎屑、掺合料、水及根据性能确定的混凝土用泵送剂，按 混凝土重量％所述的成分分别是水泥4-20 %、选矿废石与碎屑0-35 %、掺合料1-8 %，混 凝土用泵送剂为水泥与掺合料之和重量的I. 5?2. 5%，其余为水。该专利技术的效果是该新 型混凝土采用尾矿石与碎屑，部分或全部取代天然骨料应用于混凝土的生产。但该专利没 有涉及将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石 料协同利用，充分利用上述多种固废的协同作用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新 键合，并且不掺水泥熟料的技术。专利技术专利CN200710177294. 5《一种利用铁尾矿制备高强 结构材料的方法》公开了一种以铁尾矿为主要原料制备胶凝材料和以铁尾矿为细骨料制备 细骨料混凝土的高强结构材料方法。其特征在于：对铁尾矿进行超细粉磨使其比表面积达 到700m 2/kg以上，再加入一定量的高炉水淬矿渣粉共同替代部分水泥作为胶凝材料，再将 此种含有超细铁尾矿粉的胶凝材料与粗粒铁尾矿按一定比例配制成细骨料混凝土，通过高 温蒸养或蒸压养护得到抗压强度达到IOOMPa以上的高强结构材料。该技术虽然能够消纳 铁尾矿和节约天然砂石资源，但该专利也没有涉及将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微 粉、脱硫石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石料协同利用，充分利用上述多种固废的协同作 用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，并且不掺水泥熟料的技术。
技术实现思路
，其特征在于利用多种固 废的协同作用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，并且不掺水泥熟料制备出 100%利用废弃物的低成本高性能混凝土。将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫 石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石料协同利用，然后通过将尾矿和废石制成的砂石料表面 断键重新键合，制备出可供各种建设工程使用的C35、C40、C45、C50、C55和C60预拌泵送高 性能混凝土。 本专利技术利用水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫石膏微粉与尾矿和废石 制成的砂石料协同作用，制备出可供各种建设工程使用的C35、C40、C45、C50、C55和C60预 拌泵送高性能混凝土，不仅能促进京津冀地区全面停止开山炸石减排PM2. 5,而且还能通过 减少混凝土中的水泥熟料达到减二氧化碳的目的。 -种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，具体步骤如下： (1)将准备好的各种微粉按钢渣微粉10% -50%，矿渣微粉20% -65%，尾矿微粉 1 % -30%，脱硫石膏微粉5% -15%的比例配成胶凝材料。 (2)将铁尾矿和铁矿废石加工成符合GB/T 14684-2011《建设用砂》和GB/ T14685-2011《建设用卵石、碎石》国家标准的砂石料。加工过程采用全湿法清洁流程。 (3)将步骤⑴配制好的胶凝材料和步骤⑵加工好的砂石料按胶凝材料 17 % -25 %，砂20 % -30 %，石子45 % -55 %，并外加占胶凝材料0. 2 % -1. 5 %的聚羧酸减水 剂和占胶凝材料20 % -38 %的水，拌合均匀后即得C35、C40、C45、C50、C55和C60高性能预 拌泵送混凝土，拌合用水和减水剂的质量以及混凝土拌制过程需符合CECS207 :2006《高性 能混凝土应用技术规程》的规定。 如上所述钢渣微粉的加工方法为把钢渣破碎并磨细至比表面积500-850m2/kg ; 钢渣破碎和磨细过程中以实时循环除铁的方式及时除去以金属铁为主的大小颗粒，以避免 在粉磨过程中，由于颗粒间的摩擦及颗粒与研磨介质之间的相互摩擦而产生铁磁性和磁 团聚；最终得到的钢渣微粉中，金属铁含量降低到0.01% -0.5%，游离氧化钙含量降低到 0· 01% -3%。 toon] 所述钢渣为转炉钢渣，在破碎选矿和磨细之前经过热泼法或热闷法或带压热 闷法或滚筒法或蒸压法或风冷法或水淬法的预处理过程；所述钢渣粉中硅酸三钙含量 5 % -30 %，硅酸二钙含量5 % -30 %，RO相含量10 % -38 %，三氧化二铁含量2 % -8 %，氢氧 化钙含量〇. 5 % -5 %，氢氧化铁含量0. 5 % -5 %，游离氧化钙含量0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，其特征在于利用多种固废的协同作用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，并且不掺水泥熟料制备出100％利用废弃物的低成本高性能混凝土，将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石料协同利用，然后通过将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，制备出可供各种建设工程使用的C35、C40、C45、C50、C55和C60预拌泵送高性能混凝土。

【技术特征摘要】
1. 一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，其特征在于利用多种固 废的协同作用将尾矿和废石制成的砂石料表面断键重新键合，并且不掺水泥熟料制备出 100%利用废弃物的低成本高性能混凝土，将水淬高炉矿渣微粉、钢渣微粉、尾矿微粉、脱硫 石膏微粉与尾矿和废石制成的砂石料协同利用，然后通过将尾矿和废石制成的砂石料表面 断键重新键合，制备出可供各种建设工程使用的C35、C40、C45、C50、C55和C60预拌泵送高 性能混凝土。2. 根据权利要求1所述一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，其特 征在于具体步骤如下： (1) 将准备好的各种微粉按钢渣微粉10% -50%，矿渣微粉20 % -65%，尾矿微粉 1% -30%，脱硫石膏微粉5% -15 %的比例配成胶凝材料； (2) 将铁尾矿和铁矿废石加工成符合GB/T 14684-2011《建设用砂》和GB/T14685-2011 《建设用卵石、碎石》国家标准的砂石料；加工过程采用全湿法清洁流程； (3) 将步骤⑴配制好的胶凝材料和步骤⑵加工好的砂石料按胶凝材料17% -25%， 砂20 % -30 %，石子45 % -55 %，并外加占胶凝材料0. 2 % -1. 5 %的聚羧酸减水剂和占胶凝 材料20%-38%的水，拌合均匀后即得035、040、045、050、055和060高性能预拌泵送混凝 土，拌合用水和减水剂的质量以及混凝土拌制过程需符合CECS207 :2006《高性能混凝土应 用技术规程》的规定。3. 根据权利要求1或2所述一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法， 其特征在于所述钢渣微粉的加工方法为把钢渣破碎并磨细至比表面积500-850m2/kg ;钢 渣破碎和磨细过程中以实时循环除铁的方式及时除去以金属铁为主的大小颗粒，以避免 在粉磨过程中，由于颗粒间的摩擦及颗粒与研磨介质之间的相互摩擦而产生铁磁性和磁 团聚；最终得到的钢渣微粉中，金属铁含量降低到〇. 01% _〇. 5%，游离氧化钙含量降低到 0? 01% -3%。4. 根据权利要求3所述一种多固废协同利用生产预拌泵送高性能混凝土的方法，所述 钢渣为转炉钢渣，在破碎选矿和磨细之前经过热泼法或热闷法或带压热闷法或滚筒法或蒸 压法或风冷法或水淬法的预处理过程；所述钢渣粉中硅酸三钙含量5% -30%，硅酸二钙含 量5 % -30 %，RO相含量10 % -38 %，三氧化二铁含量2 % -8 %，氢氧化钙含量0. 5 % -5 %， 氢氧化铁含量0. 5 % -5 %，游离氧化钙含量0. 01 % -3 %，碳酸钙含量0. 01 % -...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝军中，郝军军，王玉峰，王佳佳，马旭明，张宁，
申请(专利权)人：河北金泰成建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13