一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法技术

一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法，所属混凝土技术领域，调节剂组成质量百分比为：羧甲基纤维素钠水溶液60～80％、滑石粉10～20％、聚丙烯酸钠3～8％、聚丙烯酰胺3～8％和木薯粉0.5～4％。本发明专利技术调节剂是针对大量添加铁尾矿砂而设计的，为了改善铁尾矿砂混凝土和易性，使铁尾矿砂能够完全替代河砂细骨料，不需要与河砂细骨料按比例掺配；改性后的铁尾矿砂浆料有效改善了混凝土结构的均匀和稳定，抗压强度能够达到62MPa以上，具有良好的实用性。有良好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法


[0001]本专利技术属于混凝土
，具体涉及一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法。

技术介绍

[0002]铁尾矿砂是铁矿在开采和加工过程中产生的废弃物，铁尾矿砂的颗粒一般在4mm以下，细度模数为1.0～1.5。在混凝土生产
，铁尾矿砂逐渐被作为细骨料添加在混凝土中使用，为了替代天然河砂资源，工业废弃物的利用率能够节省天然材料资源。但是，由于铁尾矿砂的细度较细，在大量替代河砂细骨料添加时会产生混凝土混合的和易性差问题，增加砂浆开裂和空鼓的风险。
[0003]和易性是一项综合指标，包括有流动性、保水性和粘聚性等。其中，流动性是指拌合材料在自重或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能；粘聚性是指拌合组成材料之间有一定的粘聚力，在施工过程中，不致发生分层和离析现象的性能。粘聚性反映混凝土拌合物的均匀性，不发生蜂窝和空洞等现象。保水性是指拌合料具有一定的保水能力，在施工过程中，不致产生严重泌水现象的性能，保证混凝土的强度和耐久性。混凝土的流动性、粘聚性和保水性之间既互相联系，又常存在矛盾。
[0004]目前为了解决铁尾矿砂大量掺混后和易性差的问题，常采用部分掺混，即铁尾矿砂和河砂细骨料共用，在合理的比例下与河砂细骨料进行掺配，替代一部分河砂细骨料，综合和易性。但这种掺配，替代率低，不能够进行完全替代，铁尾矿砂利用率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术混凝土中掺混铁尾矿砂的比例低，因为铁尾矿砂和易性差导致不能够完全替代河砂细骨料的问题，本专利技术提供一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法，是针对大量添加铁尾矿砂而设计的调节剂，改善铁尾矿砂混凝土和易性，使铁尾矿砂能够完全替代河砂细骨料，不需要与河砂细骨料按比例掺配。其具体技术方案如下：
[0006]一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，调节剂组成质量百分比为：羧甲基纤维素钠水溶液60～80％、滑石粉10～20％、聚丙烯酸钠3～8％、聚丙烯酰胺3～8％和木薯粉0.5～4％，百分比之和为100％。
[0007]上述技术方案中，羧甲基纤维素钠水溶液的质量浓度为5～12％。
[0008]上述技术方案中，滑石粉的中位粒径为20～80um。
[0009]上述技术方案中，木薯粉的中位粒径为3～8um。
[0010]上述一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，用于制备铁尾矿砂混凝土的方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1，备料：
[0012]按照调节剂的组成质量百分比，分别称取羧甲基纤维素钠水溶液60～80％、滑石粉10～20％、聚丙烯酸钠3～8％、聚丙烯酰胺3～8％和木薯粉0.5～4％，百分比之和为
100％；
[0013]步骤2，调节剂对铁尾矿砂进行改性：
[0014]将滑石粉与木薯粉进行均匀混合，得到混合粉A；
[0015]向羧甲基纤维素钠水溶液中加入混合粉A，进行均匀混合，然后加入铁尾矿砂进行剪切混合，之后加入聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺，继续进行剪切混合，得到改性铁尾矿砂浆料；
[0016]步骤3，制备混凝土：
[0017]按照质量份数，称取水泥300～400份、粉煤灰10～30份、碎石800～1000份和减水剂1～3份，进行拌合均匀；最后加入改性铁尾矿砂浆料400～600份和速凝剂5～10份，并补水10～100份，进行拌合均匀，得到铁尾矿砂混凝土。
[0018]上述方法的步骤2中，铁尾矿砂原料的粒度为4mm以下，细度模数为1.0～1.5。
[0019]上述方法的步骤2中，调节剂与铁尾矿砂的体积比为，调节剂:铁尾矿砂＝10:(4～9)。
[0020]上述方法的步骤2中，羧甲基纤维素钠水溶液中加入混合粉A的混合时间为1～2h，转速为700～900r/min；
[0021]上述方法的步骤2中，加入铁尾矿砂进行剪切混合的时间为1～1.5h，转速为200～500r/min；
[0022]上述方法的步骤2中，加入聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺继续进行剪切混合的时间为30～40min，转速为400～500r/min。
[0023]本专利技术的一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂及混凝土制备方法，与现有技术相比，有益效果为：
[0024]一、本专利技术的调节剂采用木薯粉与滑石粉混合，木薯粉粒度远小于滑石粉粒度，使木薯粉均布在滑石粉的表面，增加滑石粉的表面粘性，提高滑石粉的填充粘性。
[0025]二、本专利技术的调节剂采用羧甲基纤维素钠水溶液作为悬浮剂，提高铁尾矿砂的悬浮和分散性，是铁尾矿砂与滑石粉进行结合，滑石粉填充在铁尾矿砂的缺陷中，或附着在铁尾矿砂的表面，并通过木薯粉和羧甲基纤维素钠提高附着力度，对铁尾矿砂进行表面修复改性，提高铁尾矿砂的流动性，同时具有粘聚性。其中滑石粉改善铁尾矿砂的润滑性，进而提高流动性，此外修复缺陷后的铁尾矿砂颗粒更加圆润，流动性高；而木薯粉粘附在铁尾矿砂和滑石粉之间，以及粘附在滑石粉外表面，同时提高了粘聚性。羧甲基纤维素钠同时还具有保水性。
[0026]三、本专利技术的调节剂添加聚丙烯酸钠，具有固定金属离子的作用，能阻止铁尾矿砂中的金属离子对材料的消极作用，提高铁尾矿砂的表面活性，进一步促进铁尾矿砂与其它材料的结合性，提高和易性。
[0027]四、本专利技术的调节剂添加聚丙烯酰胺，降低羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠在水溶液之间的摩擦阻力，提高改性后的铁尾矿砂浆料的整体和易性，在混凝土拌合中，保证融合性。
[0028]五、本专利技术铁尾矿砂的改性步骤中，设计的混合、剪切时间，以及转速，是根据材料特性及改性需要而设计的，其中羧甲基纤维素钠水溶液加入纳米级混合粉，需要高转速提高分散性；当在加入铁尾矿砂进行剪切时，需要混合粉对铁尾矿砂表面进行附着改性，需要
降低转速，提供更好的包覆条件，尽可能的提高包覆面积。在没有包覆到的颗粒部位，采用添加聚丙烯酸钠进行补偿，阻止铁尾矿砂中的金属离子对材料的消极作用，提高表面活性。
[0029]六、本专利技术混凝土制备步骤中，采用最后加入改性铁尾矿砂浆料，防止长时间拌合破坏改性结构，保证改性铁尾矿砂保持最优的和易性状态。
[0030]七、本专利技术混凝土制备步骤中，添加速凝剂为了综合羧甲基纤维素钠的缓凝特性，平衡混凝土的综合凝结性。
[0031]八、本专利技术通过合理配制调节剂组分及添加顺序，有效改善了铁尾矿砂表面活性，形貌以及表面结构，能够完全替代河砂制备混凝土，铁尾矿砂浆料具有优异的和易性和物化性能，大幅节省了河沙资源，废物利用率高，改性后的铁尾矿砂浆料有效改善了混凝土结构的均匀和稳定，抗压强度能够达到62MPa以上，具有良好的实用性。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施案例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。
[0033]实施例1
[0034]一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，调节剂组成质量百分比为：羧甲基纤维素钠水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，其特征在于，调节剂组成质量百分比为：羧甲基纤维素钠水溶液60～80％、滑石粉10～20％、聚丙烯酸钠3～8％、聚丙烯酰胺3～8％和木薯粉0.5～4％，百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠水溶液的质量浓度为5～12％。3.根据权利要求1所述的一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，其特征在于，所述滑石粉的中位粒径为20～80um。4.根据权利要求1所述的一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，其特征在于，所述木薯粉的中位粒径为3～8um。5.一种铁尾矿砂混凝土制备方法，添加权利要求1所述的一种改善铁尾矿砂混凝土和易性调节剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：步骤1，备料：按照调节剂的组成质量百分比，分别称取羧甲基纤维素钠水溶液60～80％、滑石粉10～20％、聚丙烯酸钠3～8％、聚丙烯酰胺3～8％和木薯粉0.5～2％，百分比之和为100％；步骤2，调节剂对铁尾矿砂进行改性：将滑石粉与木薯粉进行均匀混合，得到混合粉A；向羧甲基纤维素钠水溶液中加入混合粉A，进行均匀混合，然后加入铁尾矿砂进行剪切混合，之后加入聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺，继续进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆峰，吕传君，杨鹏飞，董杰，瞿传博，
申请(专利权)人：沈阳泰丰特种混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：