一种含铁尾矿的预制构件混凝土及其制备方法与流程

本技术涉及建筑材料，更具体地说，它涉及一种含铁尾矿的预制构件混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、预制构件混凝土是以混凝土为基本材料预先在工厂制成的建筑构件，制得多种多样的产品，并运输至现场进行吊装拼接，可以实现建筑物的快速、低污染建造，包括梁、板、柱及建筑装修配件等。

2、相关技术中，为了解决铁尾矿大量堆存的问题，将铁尾矿粉碎作为矿物掺合料，使铁尾矿具有利用价值，但加入铁尾矿后，铁尾矿中含有大量的硫，会对混凝土进行腐蚀，且尾矿石粉表面粗糙、棱角较多，颗粒间机械啮合力大，引起混凝土吸水率增大，导致混凝土的工作性能变差，影响混凝土的综合性能。

技术实现思路

1、为了资源化利用铁尾矿，并得到综合性能较强的预制构件混凝土，本技术提供了一种含铁尾矿的预制构件混凝土及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种含铁尾矿的预制构件混凝土，其采用如下技术方案：

3、一种含铁尾矿的预制构件混凝土，包括如下重量份的原料：水泥600-700份、铁尾矿砂1000-1100份、铁尾矿粉100-150份、粉煤灰100-150份、硅灰110-140份、减水剂20-25份、消泡剂1-3份和水230-250份；所述铁尾矿粉经过化学-微波辐照预处理。

4、本技术预制构件混凝土原料可选用水泥600-700份、铁尾矿砂1000-1100份、铁尾矿粉100-150份、粉煤灰100-150份、硅灰110-140份、减水剂20-25份、消泡剂1-3份和水230-250份，且各组分可选用范围中的任意一值，所得到的预制构件混凝土均具有较高的综合性能。

5、通过采用上述技术方案，掺入部分铁尾矿粉可有效降低细骨料的含泥量，增加混凝土配合比调整自由度，提高混凝土的和易性和流动性，即可保证混凝土综合性能，又可解决铁尾矿堆放的问题，可实现尾矿石的资源再利用。

6、粉煤灰与铁尾矿粉配合加入，可改善混凝土拌合物的和易性，降低坍塌度损失，硅灰的加入，能填充混凝土中的微观孔隙，减少水泥浆体中的孔隙率，提高混凝土的密实度和强度，延长混凝土的使用寿命，且硅灰的细颗粒状还可改善混凝土的流动性，改善由于加入铁尾矿粉后混凝土的加工性。另外，加入硅灰可减少混凝土中氧化物的产生，提高混凝土的耐久性。

7、减水剂具有润湿作用，可改善混凝土的流动性，提高施工效率，减少施工过程中的水泥损失，通过吸附和分散水泥颗粒，可减少拌合水量，提高混凝土的强度，减少混凝土的内部孔隙率，增加混凝土的透水性，提高混凝土的抗渗性和抗冻性。消泡剂防止混凝土在制作和施工过程中产生气泡和泡沫，降低混凝土中的表面张力和粘度，从而防止混凝土产生气泡和泡沫，提高混凝土的力学性能和耐久性。

8、另外，本技术的铁尾矿粉经过化学-热活化处理后，颗粒变细，使铁尾矿粉具有一定的火山灰胶凝活性，再进行化学处理后进行微波辐照处理，使铁尾矿粉自身变成加热源，实现铁尾矿粉整体的升温，避免常规的热处理出现阶段性的温差，提高反应进程，进一步提高活化效率。

9、作为优选：所述铁尾矿粉通过如下预处理制备得到：

10、化学处理：将尾矿石粉粉碎至200-400目，然后在1000-1300℃下将铁尾矿粉置于氯化钙溶液中浸泡1-2h，捞出晾干，得到化学处理后的铁尾矿粉；

11、热活化处理：将化学处理后的铁尾矿粉与电石渣和煤矸石混合，微波辐照，得到预处理后的铁尾矿粉。

12、通过采用上述技术方案，在用氯化钙溶液对尾矿石粉进行浸泡时采用1000-1300℃的高温，更利于氯化钙和尾矿石粉中的二氧化硅反应，从而提高硅酸钙晶体的析出量，使得铁尾矿砂保持较好使用强度，进而提高制得的混凝土的强度。

13、铁尾矿粉与煤矸石和电石渣混合使用，电石渣的加入可补充铁尾矿粉中的钙离子，提高钙硅比，在水化过程中可生成更多的c-s-h凝胶，煤矸石的加入，可在水化过程中生成水化铝酸钙，提高尾矿石的活性。对铁尾矿粉、电石渣和煤矸石混合进行微波辐照，一方面去除铁尾矿粉、煤矸石和电石渣中的自由水和结构水，提高铁尾矿粉的活性指数，使铁尾矿粉本身变成加热源，从而实现整体物料的升温避免了常规加热通过建立外部加热源以由表及里的热传导方式导致物料出现阶梯型温差，另外微波辐照还可在加热过程中破坏二氧化硅-三氧化二铝键，使物料发生结构变化，达到提高活化效率的目的。

14、作为优选：所述铁尾矿粉、电石渣与煤矸石的质量比为(2-3)：1：1。

15、通过采用上述技术方案，调节铁尾矿粉、电石渣与煤矸石的质量比，可进一步提高铁尾矿粉的活性，进一步提高混凝土的力学性能、和易性和耐久性。

16、作为优选：所述微波辐照的条件为：功率2-10kw，时间5-10min。

17、通过采用上述技术方案，控制微波辐照的功率为2-10kw，微波辐照的时间控制在5-10min，可提高微波辐照铁尾矿粉的效果，从而保证铁尾矿的活性。

18、作为优选：所述预制构件混凝土中还包括如下重量份的原料：天然砂150-200份。

19、通过采用上述技术方案，加入天然砂与铁尾矿粉配合，可减少空隙率，排除空隙中的部分水分，增加自由水，增大浆体流动性，改善和易性，增加拌合物的密实度，提高混凝土的力学性能。

20、作为优选：所述天然砂与铁尾矿粉的重量份配比为1：(1.4-1.8)。

21、通过采用上述技术方案，调节天然砂与铁尾矿粉的重量份配比，可进一步提高混凝土的力学性能。

22、作为优选：所述预制构件混凝土中还包括如下重量份的原料：聚丙烯酰胺5-10份。

23、通过采用上述技术方案，加入聚丙烯酰胺搅拌均匀就能发挥抗吸附作用，可有效降低铁尾矿粉对减水剂的吸附，在静电斥力的作用下，减少颗粒之间的团聚，减少颗粒间的存在，使混凝土的和易性变高，坍落度损失较小，进一步提高混凝土的力学性能。

24、第二方面，本技术提供一种含铁尾矿的预制构件混凝土的制备方法，具体通过以下技术方案得以实现：

25、一种含铁尾矿的预制构件混凝土的制备方法，其包括以下操作步骤：

26、将水泥、铁尾矿粉、粉煤灰、硅灰混合，搅拌均匀，加入三分之一的水和减水剂，混合均匀，加入剩余水和其他原料，搅拌，得到预制构件混凝土。

27、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

28、(1)本技术通过控制预制构件混凝土各原料的种类和掺量，使预制构件混凝土3d的抗压强度和抗折强度分别为87.2mpa和14.6mpa，28d的抗压强度和抗折强度分别为104.5mpa和17.5mpa，坍落度为775mm，提高了预制构件混凝土的综合性能。

29、(2)本技术通过控制尾矿石粉预处理原料的掺量和微波辐照的条件，使预制构件混凝土3d的抗压强度和抗折强度分别为90.2-90.4mpa和16.5-17.0mpa，28d的抗压强度和抗折强度分别为110.0-110.7mpa和18.9-19.0mpa，坍落度为792-803mm，进一步提高了预制构件混凝土的综合性能。

30、(3)本技术通过在原料中加入天然砂，并控制铁尾矿粉与天然砂的重量份配比，使预制构件混凝土3d的抗压强度和抗折强度分别为91.2-91.6mpa和18.1-18.6mpa，28d的抗压强度和抗折强度分别为112.5-113.1mpa和19.5-19.7mpa，坍落度为812-815mm，进一步提高了预制构件混凝土的综合性能。

31、(4)本技术通过在原料中加入聚丙烯酰胺，并控制其掺量，使预制构件混凝土3d的抗压强度和抗折强度分别为92.0mpa和18.9mpa，28d的抗压强度和抗折强度分别为113.7mpa和20.0mpa，坍落度为820mm，进一步提高了预制构件混凝土的综合性能。