一种煤矸石机制砂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于混凝土技术领域，提供了一种煤矸石机制砂，煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，烧失量为10～20％。本发明专利技术通过控制煤矸石机制砂的细度模数和烧失量，降低了煤矸石的含碳量，从而解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题。实施例的结果显示，以本发明专利技术提供的煤矸石机制砂作为细骨料，制得的C05混凝土的抗压强度为6.17～7.94MPa，C10混凝土的抗压强度为12.18～14.76MPa，C20混凝土的抗压强度为20.51～22.86MPa，C30混凝土的抗压强度为30.41～34.52MPa，C40混凝土的抗压强度为40.52～42.76MPa。42.76MPa。42.76MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石机制砂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种煤矸石机制砂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]煤矸石是煤矿建井和生产过程中排出的一种混杂岩体，包括煤矿在井巷掘进时排出的矸石、露天煤矿开采时剥离的矸石和洗选加工过程中排出的矸石。煤矸石的产量约占煤炭开采量的10～25％，煤矸石的堆放已形成1500座，全国煤矸石共计约40亿吨，占地30万亩，已经成为我国积存量和年产量最大、占用堆积场地最多的一种工业废物。煤矸石一般露天堆放，经日晒、雨淋、风化、分解，会产生大量的酸性水或携带重金属的离子水，下渗后损害地下水质，外流后导致地表水的污染。煤矸石作为储量巨大的二次资源，其开发利用和天然资源有很大不同，怎样避免煤矸石开发利用过程中对生态环境的二次污染，对煤矸石进行快速大量的利用，是目前煤矸石利用过程中必须面对的问题。其中，煤矸石的回收利用，不仅有效缓解了煤矸石堆存带来的大量生态环境问题，还会带动依存煤矸石资源的新兴行业的发展，并且和国家节能减排，保护生态环境的大方向一致，对我国经济的可持续发展具有十分重要的意义。
[0003]目前，煤矸石大多用在发电、水泥原燃料、制砖以及井下充填、复垦造田、筑路等领域，总的利用率不高。混凝土作为当代最主要的工程材料之一，使用量巨大，将煤矸石用作混凝土的骨料，有望提高其利用率。然而，现有煤矸石在混凝土领域的应用一般是作为沥青混凝土的骨料，用作普通混凝土细骨料的报道很少，而且作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术的目的在于一种煤矸石机制砂及其制备方法和应用，本专利技术提供的煤矸石机制砂可用于制备不同强度的混凝土，而且制得的混凝土具体较高的强度，不易开裂，解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种煤矸石机制砂，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，所述煤矸石机制砂的烧失量为10～20％。
[0007]优选地，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.7～2.9，所述煤矸石机制砂的烧失量为15～20％。
[0008]优选地，所述煤矸石机制砂的含水量为<0.1％。
[0009]优选地，所述煤矸石机制砂中石英相的质量含量为>70％。
[0010]本专利技术还提供了上述技术方案所述煤矸石机制砂的制备方法，包括：将煤矸石破碎至粒径≤5mm，调整级配后烘干，得到煤矸石机制砂。
[0011]优选地，所述级配为：按质量份数计，1.18～5mm的煤矸石20～40份，0.3～1.18mm的煤矸石30～50份，0.075～0.3mm的煤矸石20～40份。
[0012]优选地，所述烘干的温度为95～105℃，所述烘干的时间为8～12h。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述煤矸石机制砂或所述制备方法制备得到的煤矸石机制砂在混凝土中的应用。
[0014]优选地，所述煤矸石机制砂在混凝土中的应用包括：用水对煤矸石机制砂进行预湿，将预湿后的煤矸石机制砂作为细骨料用于制备C05～C40混凝土。
[0015]优选地，所述水的质量为煤矸石机制砂质量的5～8％。
[0016]本专利技术提供了一种煤矸石机制砂，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，烧失量为10～20％。本专利技术通过控制煤矸石机制砂的细度模数和烧失量，降低了煤矸石的含碳量，从而解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题，同时合理利用了煤矸石，解决了煤矸石固废堆积的问题，对保护环境、节约资源具有重要的意义。并且，本专利技术提供的煤矸石机制砂可应用在不同强度的混凝土中。实施例的结果显示，以本专利技术提供的煤矸石机制砂作为细骨料，制得的C05混凝土的抗压强度为6.17～7.94MPa，C10混凝土的抗压强度为12.18～14.76MPa，C20混凝土的抗压强度为20.51～22.86MPa，C30混凝土的抗压强度为30.41～34.52MPa，C40混凝土的抗压强度为40.52～42.76MPa。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中预湿水的质量与C05～C40混凝土28d抗压强度的拟合曲线图。
具体实施方式
[0018]本专利技术提供了一种煤矸石机制砂，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，所述煤矸石机制砂的烧失量为10～20％。
[0019]在本专利技术中，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，优选为2.7～2.9。本专利技术通过将煤矸石机制砂的细度模数控制在上述范围，降低了煤矸石的含碳量，从而解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题。
[0020]在本专利技术中，所述煤矸石机制砂的烧失量为10～20％，优选为15～20％。本专利技术通过将煤矸石机制砂的烧失量控制在上述范围，降低了煤矸石的含碳量，从而解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题。
[0021]在本专利技术中，所述煤矸石机制砂的含水量优选为<0.1％。本专利技术优选将所述煤矸石机制砂的含水量控制在上述范围，有利于精确控制混凝土的用水量。
[0022]在本专利技术中，所述煤矸石机制砂中石英相的质量含量优选为>70％，更优选为＞75％。本专利技术优选将所述煤矸石机制砂中石英相的质量含量控制在上述范围，将其作为细骨料用于制备混凝土，有利于保证混凝土的强度。
[0023]本专利技术通过控制煤矸石机制砂的细度模数和烧失量，降低了煤矸石的含碳量，从而解决了煤矸石作为细骨料运用在混凝土中容易导致混凝土开裂的问题，同时合理利用了煤矸石，解决了煤矸石固废堆积的问题，对保护环境、节约资源具有重要的意义。并且，本专利技术提供的煤矸石机制砂可应用在不同强度的混凝土中。
[0024]本专利技术还提供了上述技术方案所述煤矸石机制砂的制备方法，包括：将煤矸石破碎至粒径≤5mm，调整级配后烘干，得到煤矸石机制砂。
[0025]本专利技术将煤矸石破碎至粒径≤5mm，得到破碎后的煤矸石。本专利技术通过破碎将煤矸
石的粒径减小至≤5mm，为后续调整级配做准备。在本专利技术中，所述破碎所用设备优选为破碎机。本专利技术对所述煤矸石的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的煤矸石即可。
[0026]得到破碎后的煤矸石，本专利技术通过调整级配后烘干，得到煤矸石机制砂。本专利技术通过调整级配将煤矸石的细度模数控制在2.5～2.9范围内，烧失量控制在10～20％范围内；通过烘干减少煤矸石中的水分，使得煤矸石的含水量<0.1％。
[0027]在本专利技术中，所述级配优选为：按质量份数计，1.18～5mm的煤矸石20～40份，0.3～1.18mm的煤矸石30～50份，0.075～0.3mm的煤矸石20～40份；更优选为：1.18～5mm的煤矸石20～40份，0.3～1.18mm的煤矸石40份，0.075～0.3mm的煤矸石30份。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石机制砂，其特征在于，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.5～2.9，所述煤矸石机制砂的烧失量为10～20％。2.根据权利要求1所述的煤矸石机制砂，其特征在于，所述煤矸石机制砂的细度模数为2.7～2.9，所述煤矸石机制砂的烧失量为15～20％。3.根据权利要求1或2所述的煤矸石机制砂，其特征在于，所述煤矸石机制砂的含水量为<0.1％。4.根据权利要求1或2所述的煤矸石机制砂，其特征在于，所述煤矸石机制砂中石英相的质量含量为>70％。5.权利要求1～4任一项所述煤矸石机制砂的制备方法，包括：将煤矸石破碎至粒径≤5mm，调整级配后烘干，得到煤矸石机制砂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述级配...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽，孙星海，王栋民，周林邦，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：