一种c30尾矿砂抗分散混凝土及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种C30尾矿砂抗分散混凝土及其制备方法。所述混凝土是由胶凝材料、骨料、外加剂及水组成，所述的胶凝材料由水泥、活化细尾矿砂，骨料由粗骨料和细骨料组成，所述的细骨料由粗尾矿砂和机制砂组成，粗骨科采用石，每立方混凝土中各材料用量如下：水泥180~300kg，活化尾矿砂80~160kg，粗尾矿砂150~450kg，机制砂300~600 kg，石950~1100kg，水120~170kg，外加剂20~80kg。本发明提供了一种绿色环保的混凝土，对保护生态环境和促进循环经济的发展有良好的推动作用，同时还降低了混凝土成本，具有良好的抗分散性和工作性。
【专利说明】
一种C30尾矿砂抗分散混凝土及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑材料领域，特别是一种C30尾矿砂抗分散混凝土及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世 界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体 矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿 量达1.5亿t。目前，我国的尾矿综合利用率只有7%，因此，尾矿的综合回收利用问题已受到 全社会的广泛关注。
[0003]混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产 工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械 工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。但是混凝土的制作需要耗费大量 的胶凝材料以及石砂，将尾矿、机制砂作为混凝土原料使用能够很好的解决尾矿的综合回 收利用问题，并且能够降低混凝土的生产成本。
[0004] 目前，普通混凝土材料体系无法满足水下施工的要求。现阶段有相关专利中提到 的抗分散剂所配制水下混凝土，其混凝土强度较低，大体上水陆强度比只有65% - 70% (7d)和70% - 75% (28d)。尾矿等工业废渣在水下混凝土中应用还未被提及，因此尾矿抗 分散混凝土的研究具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有【背景技术】的不足，提供一种C30尾矿砂抗分散混 凝土，本发明还提供这种C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法，其简便可行。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 本发明涉及一种C30尾矿砂抗分散混凝土，所述混凝土是由胶凝材料、骨料、外加剂及 水组成，所述的胶凝材料由水泥、活化细尾矿砂，骨料由粗骨料和细骨料组成，所述的细骨 料由粗尾矿砂和机制砂组成，粗骨科采用石，每立方混凝土中各材料用量如下：水泥180~ 300kg，活化尾矿砂80~160kg，粗尾矿砂150~450kg，机制砂300~600 kg，石950~11OOkg，水 120~170kg，外加剂20~80kg。
[0007] 优选地，所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，每立方混凝土中各材料用量为水泥 240~280kg，活化尾矿砂120~160kg，粗尾矿砂200~300kg，机制砂400~500kg，石1000~ I IOOkg，水130~160kg，外加剂40~60kg。
[0008] 更优选地，所述活性尾矿砂的掺量为胶凝材料的40%，所述粗尾矿砂掺量为细骨料 的 40%。
[0009] 优选地，所述的粗尾矿砂为选矿后产生的工业废渣，其中Si〇2含量60%~70%，Al2〇3 含量2~14%，Fe2〇 3含量3~15%。
[0010] 优选地，所述的细骨料的细度模数为2.3~3.1，含泥量<0.5%。
[0011] 优选地，所述的石为瓜子石，粒径范围为5~10mm，含泥量<0.5%。
[00?2 ] 优选地，所述粗尾矿砂的粒径> 80μηι。
[0013]优选地，所述外加剂由A组份、B组份和减水组份依次按照质量百分数8%、72%和 20%混合配制而成； 其中，所述的A组份由甲基纤维素、硬脂酸、纤维素醚按质量比为0.2:1:0.3混合配制而 成； 所述的B组份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按质量比为0.10:15混合配制而成。
[0014] 优选地，所述外加剂的制备方法包括如下步骤： 1)粉磨:按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒径小于5_，再进行球磨处理，粉磨至粒径小 于0·08mm; 2 )煅烧:将步骤1)球磨后的煤矸石粉在500~700 °C下煅烧0.5~4h，在800~950 °C下煅烧 0.4~3.5h，在850~1000°C下煅烧2.0~2.5h，在冷却后得到活性煤矸石粉； 3) 称取:按照所述比例称取甲基纤维素、硬脂酸、纤维素醚，搅拌均匀，即为A组分;按照 所述比例称取聚丙烯酰胺、步骤2)所得的活性煤矸石粉，搅拌均匀，即为B组分； 4) 混合：向步骤3)所得的A组分、B组分以及减水组分中按质量百分数称取后，搅拌均 匀，即为所述外加剂。
[0015] 优选地，所述外加剂的掺量范围为胶凝材料的5-20%，更优选掺量为胶凝材料的 15% 〇
[0016] 本发明还提供所述C30尾矿砂抗分散混凝土制备方法，包括如下步骤： 1) 筛分:按照所述材料用量取尾矿砂，通过筛分获得80WI1以下和以上2种尾矿砂，所述 80μπι以上的尾矿砂为粗尾矿砂； 2) 煅烧:将80μπι以下的尾矿砂在600~800 °C的条件下煅烧2~4h，0.5~2h冷却到常温； 3) 称取:按照所述材料用量取水泥、机制砂、石、水、外加剂、活性尾矿砂、粗尾矿砂； 4) 混合:将水泥、活性尾矿砂、机制砂、石、粗尾矿砂混合搅拌均匀；加入一半水进行搅 拌2~4min，再将外加剂和剩余的水加入，搅拌4~6min，即可获得C30尾矿砂抗分散混凝土。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： (1)本发明材料简单易得，工艺易调控，制作成本低，适应大规模生产。
[0018] (2)本发明能够节约水泥土地等资源，削弱煤矸石、尾矿堆积对环境的影响。尾矿、 煤矸石经活化处理，可代替水泥，减少了混凝土中水泥的用量。尾矿、煤矸石的转化利用，减 少其堆积量，充分发挥土地应有的价值。本发明提供了一种绿色环保的混凝土，对保护生态 环境和促进循环经济的发展有良好的推动作用，同时还降低了混凝土成本。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020] 实施例1 本实施例提供一种C30尾矿砂抗分散混凝土，每立方混凝土中各材料用量如下：水泥 300kg，活化尾矿砂IOOkg，粗尾矿砂350kg，机制砂400kg，石IIOOkg，水150kg，外加剂60kg。 [0021 ]上述C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法包括如下步骤： 1) 筛分:按照所述材料用量取尾矿砂，通过筛分获得80M1以下和以上2种尾矿砂，所述 80μπι以上的尾矿砂为粗尾矿砂； 2) 煅烧:将80μπι以下的尾矿砂经在600~800 °C的条件下煅烧3h，0.5~2h冷却到常温； 3) 称取:按照所述材料用量取水泥、机制砂、石、水、外加剂、活性尾矿砂、粗尾矿砂； 4) 混合:将水泥、活性尾矿砂、机制砂、石、粗尾矿砂混合搅拌均匀；加入一半水进行搅 拌2~4min，再将外加剂和剩余的水加入，搅拌4~6min，即可获得C30尾矿砂抗分散混凝土。 [0022] 上述外加剂由A组份、B组份和减水组份依次按照质量百分数8%、72%和20%混合配 制而成； 其中，所述的A组份由甲基纤维素、硬脂酸、纤维素醚按质量比为0.2:1:0.3混合配制而 成； 所述的B组份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按质量比为0.10:15混合配制而成。
[0023]上述外加剂的制备方法包括如下步骤： 1) 粉磨:按照所述比例取煤矸石，粉粹至粒径小于5_，再进行球磨处理，粉磨至粒径小 于0·08mm; 2) 煅烧:将步骤1)球磨后的煤矸石粉在600°C下煅烧1.5h，在740°C下煅烧2h，在900°C 下煅烧1.5h，在冷却后得到活性煤矸石粉； 3) 称取:按照所述比例称取甲基纤维素、硬脂酸、纤维素醚，搅拌均匀，即为A组分;按照 所述比例称取聚丙烯酰胺、步骤2)所得的活性煤矸石粉，搅拌均匀，即为B组分； 4) 混合：向步骤3)所得的A组分、B组分以及减水组分中按质量百分数称取后，搅拌均 匀，即为所述外加剂。
[0024] 实施例2 本实施例提供一种C30尾矿砂抗分散混凝土，每立方混凝土中各材料用量如下:每立方 混凝土中各材料用量为水泥240kg，活化尾矿砂160kg，粗尾矿砂300kg，机制砂450kg，瓜子 石1056kg，水160kg，外加剂60kg。
[0025] 上述C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法与实施例1相同。
[0026] 上述外加剂的组成和制备方法与实施例1相同。
[0027] 实施例3 本实施例提供一种C30尾矿砂抗分散混凝土，每立方混凝土中各材料用量如下：水泥 280kg，活化尾矿砂120kg，粗尾矿砂450kg，机制砂300 kg，瓜子石950kg，水130kg，外加剂 60kg〇
[0028] 上述C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法与实施例1相同。
[0029] 上述外加剂的组成和制备方法与实施例1相同。
[0030] 实施例4 本实施例提供一种C30尾矿砂抗分散混凝土，每立方混凝土中各材料用量如下：水泥 180kg，活化尾矿砂140kg，粗尾矿砂250kg，机制砂500 kg，瓜子石1000kg，水170kg，外加剂 60kg〇
[0031] 上述C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法与实施例1相同。
[0032] 上述外加剂的组成和制备方法与实施例1相同。
[0033] 对比例1 本对比例与实施例2所述的C30尾矿砂抗分散混凝土组成大体相同，不同之处在于所述 外加剂的添加量为l〇〇kg，其它组分及制备方法均与实施例2相同。
[0034]以混凝土试件为考察对象，按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验 方法标准》新拌混凝土拌合物的坍落度;按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验 方法标准》，用万能压力试验机测试基准样和实施例的添加剂7天和28天抗压强度;混凝 土抗分散性按照《水下不分散混凝土试验规程》(DL/T5117-2000)进行。
[0035]经常规测试，所述实施例及对比例形成的混凝土的各项指标见附表。
[0036]表1混凝土试块的性能
从表1可以看出，本发明的四个实施例都具有良好的抗分散性、工作性能和力学性能， 加入掺量为15%所述外加剂后混凝土7天水陆强度比在78%~85%，28天水陆强度比在89 ~95%，Ih坍落度损失6%~9%，随着外加剂掺量增加时混凝土7天、28天水陆强度比降低。当 所述活性尾矿砂的掺量为胶凝材料的40%，所述粗尾矿砂掺量为细骨料的40%，混凝土水陆 强度比以及强度都最大。
[0037]以上对本发明创造实施所提供的一种所述外加剂进行了详细的介绍，对于本领域 的一般技术人员，依据本发明创造实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明创造的限制。
【主权项】
1. 一种C30尾矿砂抗分散混凝土，所述混凝土是由胶凝材料、骨料、外加剂及水组成，其 特征在于，所述的胶凝材料由水泥、活化细尾矿砂，骨料由粗骨料和细骨料组成，所述的细 骨料由粗尾矿砂和机制砂组成，粗骨科采用石，每立方混凝土中各材料用量如下:水泥180~ 300kg，活化尾矿砂80~160kg，粗尾矿砂150~450kg，机制砂300~600 kg，石950~1100kg，水 120~170kg，外加剂20~80kg。2. 根据权利要求1所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，其特征在于:所述的粗尾矿砂 为选矿后产生的工业废渣，其中Si02含量60%~70%，Ah〇3含量2~14%，Fe 2〇3含量3~15%。3. 根据权利要求1所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，其特征在于:所述的细骨料的 细度模数为2.3~3.1，含泥量<0.5%。4. 根据权利要求1所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，其特征在于:所述的石为瓜子 石，粒径范围为5~10mm，含泥量<0.5%。5. 根据权利要求1所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，其特征在于:所述外加剂由A组 份、B组份和减水组份依次按照质量百分数8%、72%和20%混合配制而成;其中，所述的A组份 由甲基纤维素、硬脂酸、纤维素醚按质量比为0.2:1:0.3混合配制而成； 所述的B组份由聚丙烯酰胺、活化煤矸石粉按质量比为0.10:15混合配制而成。6. 根据权利要求1所述的一种C30尾矿砂抗分散混凝土，其特征在于:所述外加剂的掺 量范围为胶凝材料的5-20%。7. 权利要求1所述C30尾矿砂抗分散混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)筛分：按照所述材料用量取尾矿砂，通过筛分获得80M1以下和以上2种尾矿砂，所述 80μπι以上的尾矿砂为粗尾矿砂； 2 )煅烧:将80μπι以下的尾矿砂经在600~800 °C的条件下煅烧2~4h，0.5~2h冷却到常温； 3) 称取:按照所述材料用量取水泥、机制砂、石、水、外加剂、活性尾矿砂、粗尾矿砂； 4) 混合:将水泥、活性尾矿砂、机制砂、石、粗尾矿砂混合搅拌均匀；加入一半水进行搅 拌2~4min，再将外加剂和剩余的水加入，搅拌4~6min，即可获得C30尾矿砂抗分散混凝土。
【文档编号】C04B20/04GK105859207SQ201610361239
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】周晓阳, 张凡
【申请人】武汉源锦商品混凝土有限公司