大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土及其制備方法
【專利摘要】一種大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土及其制備方法，它是由下述組分的原料制成的：混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂總重量的百分比為60%~70%，鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.9~2.6。制備方法是根據(jù)對鐵尾礦砂的化學(xué)成分分析、粒度分析，選定細(xì)度模數(shù)；將鐵尾礦砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑按照施工配合比配制。該混凝土不僅改善了混凝土拌合物的性能，尤其是混凝土的粘聚性變好，泌水、離析等現(xiàn)象減少，而且大量的摻加鐵尾礦砂對混凝土的強度沒有影響，起到了對鐵尾礦資源的綜合利用，保護了環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土，屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土。本發(fā)明還涉及所述混凝土的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會現(xiàn)代化的高速發(fā)展，我國建筑工程領(lǐng)域高強混凝土的使用范圍越來越廣。但是目前高強混凝土中的細(xì)骨料全部采用的是天然中砂，而且對砂的質(zhì)量和數(shù)量要求也高。隨著大量天然砂的不斷開采，其資源也面臨枯竭，因此必須尋找適宜的代砂材料。而隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，鐵礦石的開采量不斷增加，選礦廠排出的廢渣也與日俱增。鐵礦石經(jīng)過破碎，成為具有一定粒度的塊狀物，進入球磨機加水濕磨，根據(jù)礦石的性質(zhì)達(dá)到一定的細(xì)度后再進行磁選，把含鐵顆粒部分分離出來，剩余部分用水流排出，排出的部分就是尾礦碎屑，一般占礦石總量的60%~80%，尾礦碎屑再經(jīng)過篩分處理后便成為適合建筑用的鐵尾礦砂。鐵尾礦砂的主要礦物是石英巖或花崗巖類礦物?，F(xiàn)有技術(shù)中，鐵尾礦砂的利用較少，而且大量鐵尾礦砂的排放，既占用了大量土地，又對環(huán)境造成了污染。以上技術(shù)對于本發(fā)明如何能改善混凝土拌合物的性能、進一步提高和保證混凝土的強度、節(jié)能環(huán)保，并未給出具體的指導(dǎo)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，通過對該混凝土進行技術(shù)改進，不僅能改善混凝土拌合物的性能，而且還能進一步提高和保證混凝土的強度，節(jié)能環(huán)保。
[0004]為此，本發(fā)明還要提供所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土的制造方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，其技術(shù)方案在于它是由下述組分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，各組分的重量配比為常規(guī)配比，其中混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂(天然砂)，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂(細(xì)骨料)總重量的百分比為60%~70% (可以選用64.2%或60%或70%)，所述鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.9~2.6。
[0006]上述技術(shù)方案中，所述的復(fù)合外加劑最好采用聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇按重量比1:1復(fù)配而成，復(fù)合外加劑占膠凝材料的重量百分比為2.8%~3.5% (可以選用3.0%或 2.8% 或 3.5%) ο
[0007]制備每立方米混凝土，大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土最好是由下述重量配比的原料制成的:鐵尾礦砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430 kg、粉煤灰70 kg、礦粉100 kg、碎石1030 kg、水158 kg、復(fù)合外加劑18.6 kg。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選方案可以是由下述組分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，其中混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂總重量的百分比為64.2%，所述鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6，制備每立方米混凝土,各組分的重量配比為:鐵尾礦砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430kg、粉煤灰70 kg、礦粉100 kg、碎石1030 kg、水158 kg、復(fù)合外加劑18.6 kg，復(fù)合外加劑采用聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇按重量比1:1復(fù)配而成，聚醚多元醇可以采用聚氧化丙烯二醇，聚羧酸高效減水劑的含固量可以為10%~15%，減水率為25%~30%，復(fù)合外加劑占膠凝材料的重量百分比可以為3.0%。
[0009]大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土的制備方法包括如下工藝步驟:①根據(jù)對鐵尾礦砂的化學(xué)成分分析、粒度分析，比如根據(jù)河北省唐山地區(qū)的遷安、遷西、遵化三個縣區(qū)的鐵尾礦砂進行化學(xué)成分分析、粒度分析，選定細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6的鐵尾礦砂作為原材料，具體是對選定的鐵尾礦砂進行化學(xué)成分分析、粒度分析，測定其細(xì)度模數(shù)和級配，再測定天然中砂的細(xì)度模數(shù)和級配，然后依據(jù)試驗按一定比例混合，并保證混合砂的細(xì)度模數(shù)和級配符合II區(qū)中砂的技術(shù)指標(biāo)要求；②在與普通的天然中砂高強度混凝土同水膠比、同砂率、同塌落度的情況下，將混合砂即鐵尾礦砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑按照施工配合比(按照不同強度等級的配合比)配制成大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，即配制成C60及以上預(yù)拌混凝土。
[0010]本發(fā)明對混凝土進行技術(shù)改進，利用鐵尾礦砂代替部分天然砂，并添加復(fù)合外加齊?，不僅改善了混凝土拌合物的性能，尤其是混凝土的粘聚性變好，泌水、離析等現(xiàn)象減少，而且大量的摻加鐵尾礦砂對混凝土的強度沒有影響，進一步提高和保證了混凝土的強度，起到了對鐵尾礦資源的綜合利用，保護了環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)能環(huán)保，彌補了天然砂資源的匱乏現(xiàn)象。本發(fā)明有效的節(jié)約了天然砂資源，消耗了尾礦廢棄物，減少了占地等環(huán)境污染，降低了混凝土的原材料成本，經(jīng)濟效益顯著。
【具體實施方式】
[0011]實施例1:大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土是由下述組分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，各組分的重量配比為常規(guī)配比，其中混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂(天然砂)，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂總重量的百分比為60%~70%(選用64.2%或64%)，所述鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6。上述復(fù)合外加劑采用聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇按重量比1:1復(fù)配而成，聚醚多元醇采用聚氧化丙烯二醇(當(dāng)然也可以采用其它原料，比如分子量在100-100000之間的聚醚多元醇)，聚羧酸高效減水劑為市場上銷售的商品，其含固量可以為10%~15%，減水率可以為25%~30%。復(fù)合外加劑占膠凝材料的重量百分比為2.8%~3.5%(選用3.0%)。所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土的制備方法包括如下工藝步驟:①根據(jù)對鐵尾礦砂的化學(xué)成分分析、粒度分析，選定細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6的鐵尾礦砂，具體是對鐵尾礦砂進行化學(xué)成分分析、粒度分析，測定其細(xì)度模數(shù)和級配，再測定天然中砂的細(xì)度模數(shù)和級配，然后依據(jù)試驗按一定比例混合，并保證混合砂的細(xì)度模數(shù)和級配符合II區(qū)中砂的技術(shù)指標(biāo)要求；②在與普通的天然中砂高強度混凝土同水膠比、同砂率、同塌落度的情況下，將混合砂即鐵尾礦砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑按照施工配合比配制成大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土。本實施例的具體要求如下:(I)根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范》(JGJ22-2011)和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2011)，按照鐵尾礦砂取代天然中砂(天然砂)的含量(重量百分比)大約為65% (實為64.2%)，進行試驗對比，試配要求C60混凝土，坍落度要求18(T220mm。(2)鐵尾礦砂的原材料檢測:依據(jù)《普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)對鐵尾礦砂進行化學(xué)成分分析，確保其中硫及其他有害成分不超標(biāo)，并對鐵尾礦砂的各項的物理性能進行檢測，滿足人工砂規(guī)定的各項技術(shù)指標(biāo)。(3 )混合砂的篩分配比試驗:依據(jù)《普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)分別測定鐵尾礦砂和天然中砂的細(xì)度模數(shù)和級配，然后依據(jù)試驗按照一定比例混合，保證混合砂的細(xì)度模數(shù)和級配符合II級中砂的技術(shù)要求。(4)配制混凝土:對比例為天然中砂，外加劑為聚羧酸高效減水劑；實施例為混合砂(鐵尾礦砂、天然中砂)，復(fù)合外加劑為聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇，重量比(質(zhì)量比)為1:1。(5)試驗結(jié)果見表1、表2。表1為試驗表(kg/m3)，制備每立方米混凝土是由表1中重量配比的原料制成的。表2為混凝土性能指標(biāo)表。
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，其特征在于它是由下述組分的原料制成的: 混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，各組分的重量配比為常規(guī)配比，其中混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂總重量的百分比為60%~70%，所述鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，其特征在于上述復(fù)合外加劑采用聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇按重量比1:1復(fù)配而成，復(fù)合外加劑占膠凝材料的重量百分比為2.8%~3.5%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，其特征在于制備每立方米混凝土，它是由下述重量配比的原料制成的: 鐵尾礦砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430 kg、粉煤灰70 kg、礦粉100 kg、碎石1030kg、水158 kg、復(fù)合外加劑18.6 kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土，其特征在于它是由下述組分的原料制成的: 混合砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑，其中混合砂為鐵尾礦砂、天然中砂，鐵尾礦砂取代天然中砂的重量百分比即鐵尾礦砂占混合砂總重量的百分比為64.2%，所述鐵尾礦砂的細(xì)度模數(shù)為1.擴2.6，制備每立方米混凝土，各組分的重量配比為:鐵尾礦砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430 kg、粉煤灰70 kg、礦粉100 kg、碎石1030 kg、水158kg、復(fù)合外加劑18.6 kg，復(fù)合外加劑采用聚羧酸高效減水劑和聚醚多元醇按重量比1:1復(fù)配而成，聚醚多元醇采用聚氧化丙烯二醇，聚羧酸高效減水劑的含固量為10%~15%，減水率為25%~30%，復(fù)合外加劑占膠凝材料的重量百分比為3.0%。
5.一種權(quán)利要求1所述的大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下工藝步驟:①根據(jù)對鐵尾礦砂的化學(xué)成分分析、粒度分析，選定細(xì)度模數(shù)為1.9^2.6的鐵尾礦砂，具體是對鐵尾礦砂進行化學(xué)成分分析、粒度分析，測定其細(xì)度模數(shù)和級配，再測定天然中砂的細(xì)度模數(shù)和級配，然后依據(jù)試驗按一定比例混合，并保證混合砂的細(xì)度模數(shù)和級配符合II區(qū)中砂的技術(shù)指標(biāo)要求；②在與普通的天然中砂高強度混凝土同水膠比、同砂率、同塌落度的情況下，將混合砂即鐵尾礦砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、水、復(fù)合外加劑按照施工配合比配制成大摻量鐵尾礦砂高強度混凝土。
【文檔編號】C04B28/00GK103964772SQ201410193087
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】閆福林, 陸寶, 孫景衛(wèi), 呂為征, 王磊, 吳錚, 石增明, 杜振菊 申請人:唐山建設(shè)集團有限責(zé)任公司