【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型建筑材料，尤其是涉及一种尾矿混凝土及其制备与在制备3d打印构件中的应用。
技术介绍
1、随着全球经济快速发展和工业化进程的推进，采矿和基础设施建设中产生了大量的工业固体废弃物，如尾矿(一种在矿石提取和加工后产生的工业固体废弃物，其中含有丰富的金属及非金属矿物)；目前，尾矿已成为产出量最大、综合利用率最低的固体废弃物，因此，开发和利用尾矿不仅是矿业循环经济的重要任务，对于资源的可持续发展也具有重要意义。
2、有研究学者将尾矿应用于混凝土的制备，这一举措实现了尾矿资源的合理利用，但是如何在此基础上进一步提升混凝土的力学性能和耐久性能仍然是需要解决的一大难题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种尾矿混凝土及其制备与在制备3d打印构件中的应用。本专利技术的尾矿混凝土包括水泥：100-120份；硅藻泥：5-20份；再生粗骨料：120-180份；再生细骨料：80-120份；纤维：6-10份；硅灰：15-20份；膨胀剂：4-8份；减水剂：0.4-1.2份；水：40-60份。本专利技术不仅提高了尾矿固废的资源化利用，而且还减少了水泥和天然砂石的使用量，降低了混凝土生产成本，具有明显的经济效益和环境效益；本专利技术的尾矿混凝土中还包含硅藻泥，其孔隙率可高达95％，本专利技术发现当硅藻泥掺量适量时，能够提高混凝土的吸附性能，及其碳负载能力。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的第一个目的是提
4、水泥：100-120份；硅藻泥：5-20份；再生粗骨料：120-180份；再生细骨料：80-120份；纤维：6-10份；硅灰：15-20份；膨胀剂：4-8份；减水剂：0.4-1.2份；水：40-60份。
5、当硅藻泥的掺量过少时，孔隙结构的大量减少会显著降低3d打印构件的碳化速率，因而固碳效果较差；当硅藻泥的掺量过多时，虽然过多的硅藻泥可以提高3d打构件的碳化速度，但由于硅藻泥并非辅助性胶凝材料，它的存在会降低3d打印构件的力学性能和耐久性能。
6、进一步的，尾矿混凝土包括以下重量份的各组分：
7、水泥：100-115份；硅藻泥：12-18份；再生粗骨料：140-160份；再生细骨料：100-110份；纤维：7-9份；硅灰：16-19份；膨胀剂：6-7份；减水剂：0.7-1.1份；水：45-55份。
8、更进一步的，尾矿混凝土包括以下重量份的各组分：
9、水泥：105份；硅藻泥：15份；再生粗骨料：150份；再生细骨料：105份；纤维：8份；硅灰：19份；膨胀剂：7份；减水剂：1.0份；水：45份。
10、在本专利技术的一个实施方式中，所述水泥为尾矿硅酸盐水泥；
11、尾矿硅酸盐水泥中活性氧化物含量(sio2+al2o3+fe2o3)≥95％，平均粒径≤5μm。
12、在本专利技术的一个实施方式中，所述再生粗骨料和再生细骨料为预处理的矿山尾矿废弃物。
13、在本专利技术的一个实施方式中，所述再生粗骨料的粒径采用5mm-10mm：10mm-16mm＝4：6的连续级配。
14、在本专利技术的一个实施方式中，所述再生细骨料的粒径范围为1-5mm，细度模数为2.68。
15、在本专利技术的一个实施方式中，所述纤维由钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维组成，钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维的质量比为2：2：1。
16、在本专利技术的一个实施方式中，钢纤维为镀铜平直钢纤维，长度为12mm，直径为1mm；聚丙烯纤维的长度为12-16mm，玄武岩纤维的长度为16-18mm。
17、在本专利技术的一个实施方式中，硅灰平均粒径为0.08-0.4μm，比表面积为20-100m2/g。
18、在本专利技术的一个实施方式中，所述膨胀剂为uea膨胀剂；
19、所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，其固含量为20-40％。
20、本专利技术中，将uea膨胀剂的掺入，能够促进体系中针棒状钙矾石的生成，产生微小膨胀效应，进而对材料起到收缩补偿的作用。随着uea膨胀剂的含量增加，材料的收缩补偿效果将更为显著，从而有效提升混凝土的抗开裂性能。
21、在本专利技术的一个实施方式中，所述水为ph为7.5的自来水。
22、本专利技术的第二个目的是提供一种尾矿混凝土的制备方法，包括以下步骤：
23、(s1)将水泥、硅藻泥、天然粗骨料、再生粗骨料、再生细骨料与硅灰混匀，获得第一混合物；
24、(s2)将水加入到步骤(s1)得到的第一混合物混匀，获得第二混合物；
25、(s3)将膨胀剂、减水剂加入到步骤(s2)制备得到的第二混合物中混匀，得到尾矿混凝土。
26、在本专利技术的一个实施方式中，所述水泥通过下述方法制备得到：
27、(a1)将尾矿渣、石灰石和石膏混匀后加水搅拌，得到混合物；
28、(a2)将步骤(a1)制备得到的混合物进行造粒处理，后处理得到水泥颗粒；
29、(a3)将步骤(a2)制备得到的水泥颗粒进行煅烧处理，冷却后得到前处理水泥；
30、(a4)研磨步骤(a3)得到的前处理水泥，得到尾矿硅酸盐水泥；
31、其中，尾矿、石灰石和石膏的质量比为2：2：1。
32、在本专利技术的一个实施方式中，所述再生粗骨料和再生细骨料通过下述方法制备得到：
33、将矿山尾矿固体废弃物依次进行破碎、筛分、清洗处理，进一步置于ca(oh)2溶液中，充分搅拌后烘干，得到再生粗骨料(粒径为5mm-16mm)和再生细骨料(粒径为1mm-5mm)；
34、其中，搅拌时间为12-24h，使得ca(oh)2溶液充分包裹尾矿骨料颗粒的表面并完全填充尾矿骨料颗粒内部的孔隙；
35、本专利技术的第三个目的是提供一种尾矿混凝土在制备3d打印构件中的应用。
36、本专利技术中，硅藻泥呈多孔结构，其孔隙率可高达95％，且内部含有大量的介孔结构。当硅藻泥掺量适量时，介孔结构的存在可以提供比微孔更大的孔径，提高混凝土的吸附性能，这使得硅藻泥能够更好地吸附二氧化碳，从而提高其碳负载能力；进一步的在制备3d打印构件时，这些介孔结构可以扩大材料的表面积，增加3d打印构件的固碳效果。
37、当硅藻泥的掺量过低时，孔隙结构的大量减少会显著降低3d打印构件的碳化速率，因而固碳效果较差；当硅藻泥的掺量过高时，虽然过多的硅藻泥可以提高3d打构件的碳化速度，但由于硅藻泥并非辅助性胶凝材料，它的存在会降低3d打印构件的力学性能和耐久性能。
38、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
39、(1)本专利技术通过将以活性氧化物为主要成分的尾矿渣与水泥熟料混合，制备出尾矿硅酸盐水泥，并将尾矿粗骨料部分替代天然骨料，在提高了尾矿固废的资源化利用的同时，还减少了水泥和天然砂石的使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种尾矿混凝土，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
2.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述水泥为尾矿硅酸盐水泥；
3.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料和再生细骨料为预处理的矿山尾矿废弃物。
4.根据权利要求3所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料的粒径采用5mm-10mm:10mm-16mm＝4：6的连续级配。
5.根据权利要求3所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生细骨料的粒径范围为1-5mm，细度模数为2.68。
6.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述纤维由钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维组成，钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维的质量比为2：2：1。
7.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，硅灰平均粒径为0.08-0.4μm，比表面积为20-100m2/g。
8.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为UEA膨胀剂；
9.一种如权利要求1-8任一所述的尾矿混凝土的制备方法
10.一种如权利要求1-8任一所述的尾矿混凝土在制备3D打印构件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种尾矿混凝土，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
2.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述水泥为尾矿硅酸盐水泥；
3.根据权利要求1所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料和再生细骨料为预处理的矿山尾矿废弃物。
4.根据权利要求3所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料的粒径采用5mm-10mm:10mm-16mm＝4：6的连续级配。
5.根据权利要求3所述的一种尾矿混凝土，其特征在于，所述再生细骨料的粒径范围为1-5mm，细度模数为2.68。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪新招，何健明，郑斯聪，谢志炜，毛放，张韦，黄福建，梁倩园，王键，林镜星，徐桂星，黄浩涛，邓桂僚，张宁，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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