本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及高强型轻骨料混凝土材料技术领域。
背景技术：
传统混凝土对砂、石的需求量大，乱采乱挖获取原材料的现象多，导致土地和生态环境被严重破坏，水土流失等自然灾害频发。另外，普通混凝土具有自重大、保温性能差等缺陷。
轻骨料混凝土是指利用轻骨料、水泥和水等材料配制而成，干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。轻骨料混凝土与普通混凝土相比，具有自重较轻，抗震性能良好，保温耐久性好等特点，自上世纪初开始应用以来，经过近一个世纪的发展，取得了很大的进步，国内外也相继利用轻骨料混凝土建造了诸多桥梁和房屋。
浮石是一种天然非金属矿产，容重小，孔隙丰富，是火山喷发后遇冷凝结成的产物。浮石由于具有大量的外开孔和封闭孔，所以表观密度较小，孔隙的存在，也使得它有良好的保温效果。利用浮石制作的浮石轻骨料混凝土，容重轻，弹性模量较小，在地震发生时，较轻的自重使得建筑物分担的地震力相对较小，同时较低的弹性模量可以适当延长自振周期，减小振动频率，提高了结构的变形能力，耗散地震能量，使建筑物得到保护。另外，浮石混凝土在遇到冷热交替状况时，没有普通混凝土如此大的拉压应力，在很大程度上可以减小裂缝的产生。浮石混凝土的导热系数普遍较低，用在建筑外墙上可以减少室内外热能量交换，减少热损耗，达到节能环保的目的。
但是在现阶段，轻骨料混凝土仍面临着一些问题。
轻骨料混凝土采用了密度较小的轻骨料替代普通粗骨料，这种轻骨料往往相对普通砂石具有较低的筒压强度，所以造成轻骨料混凝土的立方体抗压强度较低，无法大规模应用在承重结构上；同时对轻骨料选材要求较高，造成成本上升，工艺复杂；而且由于轻骨料与胶凝材料密度相差较大，在混凝土制作搅拌过程中，密度较小的轻骨料具有较大的上浮速率，容易突破胶凝材料的粘滞力，造成分层离析现象，影响轻骨料混凝土的稳定性。
尾矿是经过采矿选矿后遗留下来的固体废弃物，随着矿产资源需求的不断提高，产生的尾矿数量在持续增加，由此带来了一系列的严重问题。尾矿的大量堆置，浪费了宝贵的土地资源，也给周边的环境带来威胁，现在一般的处理方式是建造尾矿库，但是这需要企业支付大量的资金去建造、维护，给企业增加了负担，而且如果管理不当，很容易导致塌陷、滑坡现象的发生，造成安全隐患。
我国北部地区，如河北，浮石含量巨大，但是利用率较低，如果对其进行适当开采、合理使用，可以加速企业走向多样化，促进当地的经济发展，改善附近居民的就业状况。并且河北地区小型矿山很多，尾矿废弃物的大量堆置不仅浪费了宝贵的土地资源，而且会给附近的生态环境带来严峻的挑战，处理不当甚至会危害到周围居民的生命财产安全。所以如果能够将浮石自然资源和铁尾矿砂固体废弃物进行综合利用，可以提高当地的生产总值，促进就业，而且大幅度降低轻骨料混凝土的造价，保护生态环境。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种环保轻骨料混凝土，能够利用浮石和铁尾矿砂作为原材料，轻骨料混凝土具有制造成本低、强度高、环保的优点，能够有效实现资源的优化再利用，降低铁尾矿砂对土地资源的占用。本发明还提供了该环保轻骨料混凝土的制备方法，具有步骤简单、实施方便的优点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种环保轻骨料混凝土，其原料包括以下重量配比的组分：
水泥 1份；
浮石粗骨料 1.796～1.908份；
浮石砂 0.356～0.796份；
铁尾矿砂 0.382～0.823份；
外加剂 0.005～0.015份；
水 0.315～0.45份；
所述浮石粗骨料经过封孔处理，封孔处理的方法为：将浮石粗骨料表面与封孔材料充分接触，使封孔材料封闭浮石粗骨料表面的外开孔孔隙。
所述封孔材料为粒径不大于1.18mm的普通砂和水泥的混合物。
浮石粗骨料为碎石型骨料，2.5mm～20mm连续级配。
所述浮石砂粒径为2.36mm～4.75mm。
所述水泥型号为P·O，强度等级为 42.5；所述外加剂为高效减水剂。
所述铁尾矿砂属于级配三区，细度模数2.16，含泥量小于2%，堆积密度为1460kg/m3。
作为一种优选的环保轻骨料混凝土，其原料包括以下重量配比的组分：
水泥 1份；
浮石粗骨料 1.866份；
铁尾矿砂 0.766份；
浮石砂 0.533份；
外加剂 0.005～0.008份；
水 0.315～0.33份。
一种如前所述环保轻骨料混凝土的制备方法，包括：将原料浮石砂和预处理过的浮石粗骨料均匀润湿，待用；按配比，将水泥、铁尾矿砂和润湿的浮石砂混合均匀，然后向其中加入润湿的浮石粗骨料，最后加入掺有外加剂的水，搅拌均匀，成为轻骨料混凝土；
所述浮石粗骨料的预处理方法为：将浮石粗骨料浸水，再控水，使其面干即可；然后将封孔材料均匀撒在浮石粗骨料表面，并滚动浮石粗骨料，直至看不到浮石粗骨料的表面红褐色；最后将浮石粗骨料摊平，放在温度大于10℃的干燥处自然养护，后收集备用；
所述封孔材料为粒径不大于1.18mm的普通砂和水泥的均匀混合物，普通砂和水泥的质量比为1：1。
进一步地，所述将原料浮石砂和预处理过的浮石粗骨料均匀润湿的方法为：
分别按1h吸水率计算出浮石砂和已经封孔的浮石粗骨料的附加水用量，并把相应计算量的附加水喷撒在浮石砂和浮石粗骨料表面，使它们能够均匀的润湿。
进一步地，所述加入掺有外加剂的水后，轻骨料混凝土的搅拌时间控制在60秒～90秒。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明利用我国北部地区含量巨大的浮石资源，以及选矿后废弃的铁尾矿砂作为轻骨料混凝土原料，能够有效的利用自然资源和固体废弃物，减少天然砂石等不可再生资源的过度开采，同时解决了铁尾矿砂废弃物散乱堆放造成的土地占用问题，具有显著的经济和社会效益。
本发明环保轻骨料混凝土利用浮石作为粗骨料，具有自重小、保温性能好、变形能力大的优点，浮石粗骨料经封孔处理后，可以提高其筒压强度，增加轻骨料混凝土的承压能力，制得的混凝土具有高强性质，能够用于承重结构；较粗的浮石砂和较细的铁尾矿砂形成了合理的颗粒级配，填充在浮石粗骨料空隙中，构成密实的混凝土结构；不仅大大改善了轻骨料混凝土分层离析的现象，还可以有效的提高轻骨料混凝土的强度，制得的混凝土具有更好的稳定性。
具体实施方式
本发明目的在于解决目前轻骨料混凝土普遍存在的强度较低，生产成本高和工艺复杂的缺陷，以及轻骨料混凝土和易性较差，容易分层离析等问题。
本发明轻骨料混凝土利用浮石自然资源和铁尾矿砂固体废弃物，减少了对砂、石等不可再生资源的需求量，降低了轻骨料混凝土的造价，并且工艺简单，易于实现大批量生产。
浮石由于孔隙较多，如果直接用来做粗骨料会影响混凝土的强度，本发明在浮石粗骨料使用之前对其外开孔进行封闭，并利用浮石轻砂和铁尾矿砂形成合理的颗粒级配，填充在浮石粗骨料空隙中，构成密实的混凝土结构；避免了轻骨料混凝土分层离析的现象，提高轻骨料混凝土的强度。
下面举例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种环保轻骨料混凝土，其原料包括以下重量配比的组分：
水泥 1份；
浮石粗骨料 1.796份；
铁尾矿砂 0.356份；
浮石砂 0.823份；
外加剂 0.015份；
水 0.45份；
浮石粗骨料为碎石型骨料，粒径2.5mm～20mm连续级配。浮石砂粒径为2.36mm～4.75mm。
原料水泥选择型号为P·O，强度等级为 42.5；外加剂为聚羧酸系减水剂。
铁尾矿砂属于级配三区，细度模数2.16，含泥量小于2%，堆积密度为1460kg/m3。
该环保轻骨料混凝土的制备方法，按以下步骤：
步骤一，浮石粗骨料的封孔。将浮石粗骨料浸水30分钟，再控水10分钟，达到浮石面干即可；将小于1.18mm的普通河砂和水泥按照1:1质量比均匀混合好，均匀的撒在浮石表面，并且不断翻动浮石，表面红褐色基本看不见后，就包覆上了一层薄薄的水泥砂浆；再将浮石粗骨料摊平，放在温度大于10℃的干燥处自然养护，养护48h后收集备用。
步骤二，按比例称量出浮石砂和已经封孔的浮石粗骨料，按它们的1h吸水率计算出各自的附加水用量，并把相应的附加水量喷撒在浮石砂和浮石粗骨料表面，使它们能够均匀的润湿。其中，封孔前，浮石粗骨料的1h吸水率为16.54%，经封孔后，其1h吸水率为10.1%。
步骤三，按比例依次称量出其他材料用量；先将水泥、铁尾矿砂、润湿的浮石砂放入强制式搅拌机搅拌均匀；然后向其中加入粗骨料浮石；最后，加入掺有外加剂的水，搅拌60s～90s，成均匀的轻骨料混凝土。
实施2-5
实施2-5四个实施例环保轻骨料混凝土的原料按重量比，如下表所示，其余同实施例1。
表1 环保轻骨料混凝土各组分配比
对实施例1-5制得环保轻骨料混凝土的进行了性能测试，结果如下表2所示：
表2 环保轻骨料混凝土性能测试结果
本发明提供的环保轻骨料混凝土，开发利用较细的铁尾矿砂和破碎后较粗的浮石轻砂形成的合理颗粒级配，和浮石粗骨料构成密实的混凝土结构；不仅大大改善了轻骨料混凝土分层离析的现象，还可以有效的提高轻骨料混凝土的强度，具有制造成本低、强度高、环保的优点，能够有效实现资源的优化再利用，降低废弃铁尾矿砂的危害。本发明的环保轻骨料混凝土满足下列各项主要技术指标：
（1）轻骨料混凝土和易性良好，不出现离析、泌水现象；
（2）干容重较低，可以保持在1850 kg/m3以下；
（3）抗压强度高，强度等级最高可以达到LC45（根据 JGJ51-2002轻骨料混凝土技术规程），满足结构轻骨料混凝土的要求，可以用于承重构件和构筑物。
以上对本发明进行了详细介绍，本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。