用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂及其制备方法、使用方法与流程

本发明涉及混凝土外加剂的，尤其是涉及一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂及其制备方法、使用方法。

背景技术：

1、传统的河砂由于过分开采已经越来越少，且由于环境因素，很多地区已经禁止开采，因此用机制砂石替代天然砂石配制混凝土已成为混凝土发展的未来。

2、铁尾矿作为选矿后所产生的工业固体废弃物，其储量不断增加，大量的铁尾矿堆积不仅浪费了土地资源，而且极大地破坏了矿山的生态环境，铁尾矿的综合利用必然成为提高固废利用效率的重要手段，将铁尾矿加工成机制砂石用于混凝土中则是可行的利废措施。

3、一般的由石灰岩或者玄武岩生产的机制砂石，表观密度在2500-2600kg/m3之间，而由铁尾矿生产的部分机制砂石的表观密度在2800kg/m3以上，有些甚至已经超过了2900kg/m3。高表观密度的机制砂石在混凝土的搅拌、泵送以及浇筑过程中容易导致混凝土发生分层和离析现象，大大降低了均质性，降低了硬化混凝土的强度，严重影响了铁尾矿机制砂石在混凝土中的应用。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂，能够显著提高混凝土的水泥浆体总量，提高其对铁尾矿机制砂石的包裹能力，有效改善铁尾矿骨料与水泥浆体的界面过渡区结构。

2、本发明的目的之二在于提供一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂的制备方法，工艺简单、高效，适合工厂化生产。

3、本发明的目的之三在于提供一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂的使用方法，能够使铁尾矿机制砂石配制的混凝土具有匀质性好、不分层离析以及强度高的优势。

4、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

5、第一方面，一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂，包括a料和b料：

6、所述a料包括按质量份数计的以下组分：

7、茶籽粉40-50份、超细二氧化硅20-30份、定优胶0-15份以及油酸钠10-20份；

8、所述b料包括按质量份数计的以下组分：

9、硫代硫酸钠10-20份、氢氧化钠5-10份、聚醚类消泡剂10-15份以及水55-70份。

10、进一步的，所述a料包括按质量份数计的以下组分：

11、茶籽粉46-50份、超细二氧化硅25-30份、定优胶5-10份以及油酸钠10-15份；

12、优选地，所述b料包括按质量份数计的以下组分：

13、硫代硫酸钠15-20份、氢氧化钠5-8份、聚醚类消泡剂12-15粉以及水60-70份。

14、进一步的，所述茶籽粉的比表面积在300m2/kg以上。

15、进一步的，所述超细二氧化硅的比表面积在800-1000m2/kg之间。

16、进一步的，所述定优胶的相对分子量在3.12×106～4.12×106之间。

17、进一步的，所述聚醚类消泡剂的固含量为20％。

18、第二方面，一种上述任一项所述的调节剂的制备方法，包括以下步骤：

19、a料中的各组分按比例混合，得到a料；

20、b料中的各组分按比例混合，得到b料。

21、第三方面，一种上述任一项所述的调节剂的使用方法，包括以下步骤：

22、在铁尾矿机制砂石混凝土拌合过程中，在外加剂加入之前加入所述a料进行混合，之后将所述b料和外加剂同时加入到混凝土中。

23、进一步的，所述a料的加入量为水泥质量的2-4％。

24、进一步的，所述b料的加入量为水泥质量的0.3-0.8％。

25、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

26、本发明提供的用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂，a料中的茶籽粉含有大量的天然茶皂素，能够在铁尾矿机制砂石混凝土中引入均匀微小的气泡，从而降低水泥浆体的表现张力，提高分散性，增大对铁尾矿机制砂石的包裹能力，同时能够有效改善铁尾矿机制砂石在混凝土中的分散性能，增加浆体体积，实现对铁尾矿机制砂石的更好包裹；超细二氧化硅的掺入，能够改善铁尾矿机制砂石与水泥浆体的粘接力，改善二者的界面过渡区结构，避免机制砂石骨料的分层离析；定优胶在水泥浆体溶液中能够显著提高混凝土的塑性粘度和屈服应力，增大触变性，有利于混凝土的泵送，提高混凝土的匀质性；油酸钠中的油酸根离子通过离子-分子缔合作用，吸附在铁尾矿机制砂石表面上，使其更容易悬浮在浆体溶液中，不至于沉淀与分层离析；b料中的硫代硫酸钠可以快速溶解于水，提高水泥熟料中硫酸盐的含量，可以和水泥熟料铝酸三钙的水化产物进行反应，形成钙矾石，减少早期的离析泌水，同时能够与茶籽粉协同作用以提高浆体的浆量，实现对铁尾矿机制砂石骨料的更好包裹；氢氧化钠的加入，一方面可以起到激发剂作用，与铁尾矿机制砂石和粉煤灰中的二氧化硅进行反应，形成水化硅酸钙，另一方面，氢氧化钠能够提高茶籽粉的快速溶解性，更有利于使茶籽粉发挥引气功能；聚醚类消泡剂的加入，能够消除混凝土中大的有害气泡，同时也能够激发茶籽粉的表面活性，降低混凝土的表面张力。综上所述，本发明的调节剂通过各组分及其质量配比的协同配合，达到了能够使铁尾矿机制砂石混凝土匀质性好、不分层离析以及提高强度的技术效果。

27、本发明提供的用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂的制备方法，工艺简单、高效，适合工厂化生产。

28、本发明提供的用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂的使用方法，能够使铁尾矿机制砂石配制的混凝土具有匀质性好、不分层离析以及强度高的优势。

技术特征：

1.一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂，其特征在于，包括a料和b料：

2.根据权利要求1所述的调节剂，其特征在于，所述a料包括按质量份数计的以下组分：

3.根据权利要求2所述的调节剂，其特征在于，所述茶籽粉的比表面积在300m2/kg以上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的调节剂，其特征在于，所述超细二氧化硅的比表面积在800-1000m2/kg之间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的调节剂，其特征在于，所述定优胶的相对分子量在3.12×106～4.12×106之间。

6.根据权利要求1-3任一项所述的调节剂，其特征在于，所述聚醚类消泡剂的固含量为20％。

7.一种权利要求1-6任一项所述的调节剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.一种权利要求1-6任一项所述的调节剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述a料的加入量为水泥质量的2-4％。

10.根据权利要求8或9所述的使用方法，其特征在于，所述b料的加入量为水泥质量的0.3-0.8％。

技术总结
本发明提供了一种用于铁尾矿机制砂石混凝土的调节剂及其制备方法、使用方法，涉及混凝土外加剂的技术领域，包括固体A料和液体B料，其中，固体A料主要由茶籽粉、超细二氧化硅、定优胶以及油酸钠组成，液体B料主要由硫代硫酸钠、氢氧化钠、聚醚类消泡剂以及水组成。本发明的调节剂适用于表观密度大于2850kg/m3的铁尾矿机制砂石配制的混凝土，能够显著提高混凝土的水泥浆体总量，提高其对铁尾矿机制砂石的包裹能力，有效改善铁尾矿骨料与水泥浆体的界面过渡区结构，解决了高表观密度铁尾矿机制砂石配制的混凝土在搅拌、泵送以及浇筑过程中容易发生分层和离析、均质性差以及强度低的技术问题。

技术研发人员：李光均,李帅,王宇峰,刘雪娟,陈贺君,张伟,张茂林,宋朝治,任瑞刚,刘广,王林,贺鑫鑫
受保护的技术使用者：中铁上海工程局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11