一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，采用磷石膏基胶结料作为固化剂，在微波作用下，通过加速碱激发和硫酸盐激发矿物掺合料进程，促进C

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及到一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在水洗机制砂生产中，作为原材料的石材表面包裹的泥土与石材破碎后产生的细石粉将一同被水洗后进入沉淀池沉淀，再经输送管道进入压滤机进行压制形成机制砂泥饼。由于在水洗机制砂的过程中加入了一定量的絮凝剂，促进泥饼成团、块状难以被破碎分散，增加了其应用难度。作为机制砂生产中形成的固体废弃物，随着生产的持续，机制砂尾泥将不断产生。现阶段，还未寻找到有效处理尾泥的方式，主要为堆积处理。已有研究指出，由于在泥饼中含有遇水溶解或形成胶凝体的组分以及粘土质成分，若直接用来制作混凝土等强度构件，在实际使用中会因为环境水的存在导致强度下降；通过高温煅烧泥饼制备陶粒替代天然碎石制备轻骨料混凝土被认为是一种理想的泥饼应用方法。在“双碳”背景下，煅烧过程产生的能耗及CO2排放量也不容小觑，亟待寻找一种高效利用机制砂尾泥的方法。相较而言，回填料对强度的要求较低，常采用盾构渣土、原位工程弃土制备，且针对一些难以压实的施工部位也需要考虑采用具有一定可操作时间、能够自密实的固化土。
[0003]因此，将机制砂尾泥用作自密实回填料并通过调控固化剂使其具有多强度等级将实现机制砂尾泥的高效资源化利用，具有较高的经济效益和环境效益。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：以回填料质量百分比计，包括，0.8％～2.0％的磷石膏基胶结料，98％～99.2％的预活化机制砂尾泥；
[0008]其中，所述磷石膏基胶结料包括25％～60％的改性磷石膏、10％～17％的碱激发剂、20％～63％的矿物掺合料、3％～7％的碳酸盐相以及0.3％～1.0％的促进剂。
[0009]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：所述改性磷石膏包括90％～94％的磷石膏、2％～5％的碱激发剂、1％～4％的钙硅质矿物掺合料、1％～3％碳酸盐相。
[0010]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：所述碱激发剂包括60％～90％的水泥和10％～40％的高钙相；
[0011]其中，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥或水泥熟料中的一种或多种，强度等级为42.5或52.5；
[0012]所述高钙相包括石灰、高钙钢渣、电石渣、废弃混凝土/砂浆的脱水相中的一种或多种。
[0013]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：所述碳酸盐相包括完全碳化的水泥或熟料或煅烧脱水相、碳化或碳酸化处理的石灰、高钙钢渣、电石渣中的一种或几种；
[0014]其中完全碳化的水泥或熟料包括普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥或水泥熟料中的一种或多种，强度等级为42.5或52.5；或超硫酸盐基水泥，该水泥基材料中石膏含量为10％～80％。
[0015]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：以所述矿物掺合料质量百分比计，包括72～80％的钙硅质矿物掺合料、15％～20％的铝硅质矿物掺合料、0～7％的铁镁质矿物掺合料。
[0016]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：所述钙硅质矿物掺合料包括矿粉、粉煤灰中的一种或多种；所述铝硅质矿物掺合料包括铝土尾矿、煤矸石、偏高岭土、赤泥、铝渣中的一种或多种；所述铁镁质矿物掺合料包括铁尾矿、高铁钢渣、铁渣、菱镁矿、铁镁质尾矿中的一种或多种。
[0017]作为本专利技术所述基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法的一种优选方案，其中：所述促进剂包括三异丙醇胺、三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、甲酸钙中的一种或多种。
[0018]本专利技术的另一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的制备方法，包括，磷石膏的改性：将90％～97％磷石膏与2％～5％的碱激发剂、1％～5％的钙硅质矿物掺合料混合或湿磨10～40min后微波处理10～30min，该过程中水固比为0.5～0.6；获得的磷石膏浆陈化6～10h后经过抽滤
‑
干燥
‑
分散即得到改性磷石膏；
[0019]制备磷石膏胶结料：将25％～60％的改性磷石膏、10％～17％的碱激发剂、20％～63％的矿物掺合料、3％～7％的碳酸盐相以及0.3％～1.0％的促进剂混合均匀后微波促水化20～40min即得磷石膏胶结料，该过程中水固比为0.3～0.4；
[0020]机制砂尾泥预活化：将相对于机制砂尾泥质量为0.5％～1.5％的增强剂与机制砂尾泥混合湿磨5～20min，此过程中水固比为0.3～0.4；
[0021]回填料制备：以回填料质量百分比计，将0.8％～2.0％的磷石膏基胶结料与98％～99.2％预活化的机制砂尾泥，混合20～30min或湿磨10～20min后即可得到，此过程中保持整体水固比为0.3～0.4。
[0022]本专利技术的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料的应用，包括，通过调节所述磷石膏基胶结料中磷石膏的相对含量以及述磷石膏基胶结料在回填料中的相对含量实现流动性、凝结硬化、强度发展的动态调控，满足多场景下对回填料的工作性能要求。
[0023]本专利技术有益效果：
[0024](1)本专利技术提供了一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，采用磷石膏基胶
结料作为固化剂，通过碱激发和硫酸盐激发矿物掺合料水化形成C
‑
(A)
‑
S
‑
H凝胶将尾泥颗粒胶结在一起，实现基体的凝结硬化；生成的钙矾石进一步填充孔洞、缝隙，优化孔径分布，提升基体的抗渗性及耐久性；引入的碳酸盐相主要以小晶粒型方解石以及弱结晶型的文石和球霰石为主，不仅可作为成核位点，加速早期C
‑
S
‑
H凝胶的成核
‑
生长
‑
沉淀，还可以形成沉淀在缝隙、孔洞中作为骨架，提高基体力学性能，此外获得碳酸盐相的过程中可吸收CO2，这也是实现“双碳”目标的有效举措。
[0025](2)由于磷石膏的保水性较差，导致高水灰比条件下磷石膏基胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：以回填料质量百分比计，包括，0.8％～2.0％的磷石膏基胶结料，98％～99.2％的预活化机制砂尾泥；其中，所述磷石膏基胶结料包括25％～60％的改性磷石膏、10％～17％的碱激发剂、20％～63％的矿物掺合料、3％～7％的碳酸盐相以及0.3％～1.0％的促进剂。2.如权利要求1所述的基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：所述改性磷石膏包括90％～94％的磷石膏、2％～5％的碱激发剂、1％～4％的钙硅质矿物掺合料、1％～3％碳酸盐相。3.如权利要求1或2所述的基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：所述碱激发剂包括60％～90％的水泥和10％～40％的高钙相；其中，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥或水泥熟料中的一种或多种，强度等级为42.5或52.5；所述高钙相包括石灰、高钙钢渣、电石渣、废弃混凝土/砂浆的脱水相中的一种或多种。4.如权利要求1或2所述的基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：所述碳酸盐相包括完全碳化的水泥或熟料或煅烧脱水相、碳化或碳酸化处理的石灰、高钙钢渣、电石渣中的一种或几种；其中完全碳化的水泥或熟料包括普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥或水泥熟料中的一种或多种，强度等级为42.5或52.5；或超硫酸盐基水泥，该水泥基材料中石膏含量为10％～80％。5.如权利要求1所述的基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：以所述矿物掺合料质量百分比计，包括72～80％的钙硅质矿物掺合料、15％～20％的铝硅质矿物掺合料、0～7％的铁镁质矿物掺合料。6.如权利要求1或5所述的基于磷石膏的机制砂尾泥自密实回填料，其特征在于：所述钙硅质矿物掺合料包括矿粉、粉煤灰中的一种或多种；所述铝硅质矿物掺合料包括铝土尾矿、煤矸石、偏高岭土、赤泥、铝渣中的一种或多种；所述铁镁质矿物掺合料包括铁尾矿、高铁钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王紫嫣，池汇海，覃萧，蔡祥，冉瑞，
申请(专利权)人：贵州中建建筑科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：