一种尾矿骨料混凝土及其制备工艺制造技术

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种尾矿骨料混凝土及其制备工艺，所述混凝土包括以下原料：水泥、矿粉、粉煤灰、水、减水剂、细骨料、粗骨料；细骨料包括改性铁尾矿砂、原铁尾矿砂和机制砂；粗骨料包括改性铁尾矿颗粒、原铁尾矿颗粒和碎石，改性铁尾矿砂和改性铁尾矿颗粒由原铁尾矿经过改性后筛选分级得到，原铁尾矿经过水玻璃和聚乙烯亚胺混合溶液处理后，与聚偏二氯乙烯共聚乳液和羟基硅油以及烯基琥珀酸酐混合后烘干改性制得；其制备工艺包括以下步骤：将减水剂与水混合；将水泥、矿粉、粉煤灰与细骨料和粗骨料混合；将溶液混合物与固体混合物搅拌混合，得到尾矿骨料混凝土。本申请具有得到强度和流动性更优的尾矿骨料混凝土的特点。土的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿骨料混凝土及其制备工艺


[0001]本申请涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种尾矿骨料混凝土及其制备工艺。

技术介绍

[0002]混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按照适当比例配合，经过搅拌、密实成型和养护而成的人造石材。随着混凝土学科的不断发展和混凝土应用领域的不断拓展，混凝土需求量逐年增加，而制备混凝土的原料中砂石的采集主要为天然河沙，作为一种不可再生资源，天然河砂的开采存在两方面问题：一方面，砂适量供不应求导致价格迅猛上涨，另一方面，在利益的驱使下，在河道进行无序和无节制的开掘，造成河流挖沙的混乱局面，过度开发河砂，不仅破坏了河道、河堤以及河势的原有形貌，还增加排洪防汛方面等不安全因素，运输过程中也会存在污染环境和资源浪费的不良结果。因此，寻找可替代混凝土生产中的天然砂石已成为一个研究热点。
[0003]另一方面，我国矿山的大量开采造成废弃矿物的大量堆放，这些废弃资源一小部分用作矿山填充，极少部分被综合利用，大部分被长期堆存，因此铁尾矿砂成为我国长期堆放的最大工业固体废料之一，带来土地被占用以及粉尘等污染不利影响。而铁尾矿砂的组成成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、镁、铁和钙等元素，与天然骨料成分相似，用铁尾矿砂取代部分天然细骨料相对可行。
[0004]但是由于当前大部分尾矿颗粒处于细砂或超细砂粒径范围，一方面作为混凝土细集料无法大量添加，另外一方面，由于其颗粒过于细小以及颗粒棱角多导致混凝土吸水性大、流动性低，级配集中等方面的问题，导致尾矿混凝土的强度和流动性有待于改进。

技术实现思路

[0005]为了得到强度和流动性更优的尾矿骨料混凝土，本申请提供一种尾矿骨料混凝土及其制备工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种尾矿骨料混凝土，采用如下的技术方案：一种尾矿骨料混凝土，包括以下重量份原料：180
‑
250份水泥、40
‑
60份矿粉、30
‑
50份粉煤灰、150
‑
200份水、3
‑
5份减水剂、600
‑
700份细骨料、850
‑
1000份粗骨料；所述细骨料包括改性铁尾矿砂、原铁尾矿砂和机制砂；所述粗骨料包括改性铁尾矿颗粒、原铁尾矿颗粒和碎石，所述改性铁尾矿砂和所述改性铁尾矿颗粒由原铁尾矿经过改性后筛选分级得到，所述原铁尾矿经过水玻璃和聚乙烯亚胺混合溶液处理后，与聚偏二氯乙烯共聚乳液和羟基硅油以及烯基琥珀酸酐混合后烘干改性制得。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请中细骨料和粗骨料选用天然骨料与改性尾矿材料以及未改性尾矿材料的复配，如此，既可以发挥未改性尾矿材料棱角多有利于粘结，提升力学性能，而且配合改性铁尾矿材料，铁尾矿首先经过水玻璃和聚乙烯亚胺混合溶液处理，水玻璃实现对于铁尾矿的碱激发，使得固化体中铝硅酸盐重新组合形成更为致密且高强度的
网状结构，有利于进一步提升尾矿混凝土的强度，而聚乙烯亚胺作为碱物质，提升碱激发效果，更加有助于提升混凝土的强度，而且聚乙烯亚胺对于二氧化碳具有一定的吸附捕捉作用，从而使得二氧化碳与混凝土在拌合阶段作用可以产生适量致密碳酸钙晶体，不仅有利于提升混凝土的强度，而且材料致密度增加，混凝土耐久性也有显著提高。
[0008]聚偏二氯乙烯共聚乳液和羟基硅油以及烯基琥珀酸酐的作用，聚偏二氯乙烯共聚乳液可以在铁尾矿表面成膜，而且由于膜不粘性，从而可以提高混凝土的流动性，羟基硅油和烯基琥珀酸酐的添加进一步增强其疏水性能，改善其吸水性，而且其羟基硅油上的羟基与聚乙烯亚胺的吸附性氨基形成氢键作用，而氨基还可以与烯基琥珀酸酐的羧基生成离子键，上述化学键合作用使得各个原料牢固附在铁尾矿表面，从而起到优异的流动性和疏水性能，改善其吸水性大以及流动性低的缺陷，再加上本申请中铁尾矿以改性形态和未改性形态添加，结合未改性混凝土的增强作用以及改性混凝土对于吸水性和流动性的改善，显著增强尾矿混凝土的强度，而且尾矿混凝土还具有优异的流动性。
[0009]可选的，所述细骨料包括质量比为1：(3
‑
4)：(3
‑
4)改性铁尾矿砂、原铁尾矿砂和机制砂；所述粗骨料包括1：(1
‑
2)：(4
‑
5)改性铁尾矿颗粒、原铁尾矿颗粒和碎石。
[0010]通过采用上述技术方案，选用上述配比的时候，最终混凝土的力学性能和流动性综合性能更优。
[0011]可选的，原铁尾矿改性具体包括以下步骤：以重量份计，将20
‑
30份水玻璃和3
‑
5份聚乙烯亚胺混合，然后溶于60
‑
70份水中，加入原铁尾矿，浸没浸泡，然后加入15
‑
25份聚偏二氯乙烯共聚乳液、10
‑
20份羟基硅油和5
‑
10份烯基琥珀酸酐混合，搅拌，然后烘干得到改性铁尾矿。
[0012]通过采用上述技术方案，将原铁尾矿经过水玻璃和聚乙烯亚胺进行碱激发，然后加入其它原料进行表面成膜，同时实现几者的化学键合，更好改善其流动性和吸水性能，最终得到混凝土的性能更加优异。
[0013]可选的，所述烘干为阶梯式升温，具体操作如下：先在40
‑
45℃下烘干30
‑
40min，然后在60
‑
65℃下烘干10
‑
20min，再在35
‑
40℃下烘干40
‑
60min，即得改性铁尾矿。
[0014]通过采用上述技术方案，铁尾矿改性后先在低温下缓慢成膜，防止温度太高时开裂，然后再高温烘干，使得上述物质快速烘干，而且与铁尾矿附着性能更好，不会再混凝土拌合时脱落，影响其流动性，最后在低温下烘干，进行紧固固定，附着牢固性更好，最终混凝土流动性更优。
[0015]可选的，所述原铁尾矿改性步骤中，加入羟基硅油的同时还添加有5
‑
10重量份碳酸氢铵。
[0016]通过采用上述技术方案，原铁尾矿改性步骤中碳酸氢铵的添加使得碳酸氢铵可以附在改性铁尾矿表面，混凝土拌合时改性铁尾矿加入后，受到水化反应放热温度的作用，碳酸氢铵分解，使得改性铁尾矿成膜表面成孔，与其它原料继续作用形成沉淀物，提高混凝土的强度，同时通过碳酸氢铵添加量的控制，对于后续泵送流动性影响较小。
[0017]可选的，所述原铁尾矿砂的粒径为2
‑
5mm，所述改性铁尾矿砂的粒径为1
‑
3mm；所述原铁尾矿颗粒的粒径为5
‑
15mm；
所述改性铁尾矿颗粒的粒径为5
‑
10mm；所述碎石为粒径为5
‑
20mm连续级配的碎石。
[0018]可选的，所述减水剂选用聚羧酸减水剂、萘系减水剂中的一种或两种，更加优选为聚羧酸系减水剂。
[0019]第二方面，本申请提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尾矿骨料混凝土，其特征在于，包括以下重量份原料：180
‑
250份水泥、40
‑
60份矿粉、30
‑
50份粉煤灰、150
‑
200份水、3
‑
5份减水剂、600
‑
700份细骨料、850
‑
1000份粗骨料；所述细骨料包括改性铁尾矿砂、原铁尾矿砂和机制砂；所述粗骨料包括改性铁尾矿颗粒、原铁尾矿颗粒和碎石，所述改性铁尾矿砂和所述改性铁尾矿颗粒由原铁尾矿经过改性后筛选分级得到，所述原铁尾矿经过水玻璃和聚乙烯亚胺混合溶液处理后，与聚偏二氯乙烯共聚乳液和羟基硅油以及烯基琥珀酸酐混合后烘干改性制得。2.根据权利要求1所述的一种尾矿骨料混凝土，其特征在于：所述细骨料包括质量比为1：（3
‑
4）：（3
‑
4）改性铁尾矿砂、原铁尾矿砂和机制砂；所述粗骨料包括1：（1
‑
2）：（4
‑
5）改性铁尾矿颗粒、原铁尾矿颗粒和碎石。3.根据权利要求1所述的一种尾矿骨料混凝土，其特征在于：原铁尾矿改性具体包括以下步骤：以重量份计，将20
‑
30份水玻璃和3
‑
5份聚乙烯亚胺混合，然后溶于60
‑
70份水中，加入原铁尾矿，浸没浸泡，然后加入15
‑
25份聚偏二氯乙烯共聚乳液、10
‑
20份羟基硅油和5

【专利技术属性】
技术研发人员：万维福，张全贵，傅瀛，黄艳平，柳帅鹏，吴先华，
申请(专利权)人：北京金隅混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：