CN102603248A

CN102603248A - 一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法

Info

Publication number: CN102603248A
Application number: CN2012100807331A
Authority: CN
Inventors: 周文娟; 陈家珑; 林松; 周理安; 李飞; 路宏波
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-07-25

Abstract

本发明公开了一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法，该干混料由普通硅酸盐水泥、砂、纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉组成；其中；普通硅酸盐水泥与砂的质量比为：1∶2～1∶4；纤维素醚的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.02％～0.1％；萘系减水剂的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.5％～1.2％；可再分散乳胶粉的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.05％～0.4％；砂由质量分数为60％～80％尾矿砂和余量的天然砂组成。本发明实施例的实现不仅减少了砂浆中天然砂的使用量，缓解了天然砂紧缺问题，而且实现了尾矿砂的资源化合理应用，降低了砂浆的制备成本。

Description

一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法。

背景技术

尾矿砂是指矿山中开采的矿石经选矿流程处理后剩余的固体废弃物，其组成成分中多数含有尚未完全回收的矿物。目前，我国每年的尾矿砂产量高达5亿吨，其中大多数都被当成堆积和填埋的废弃物，这不仅使矿物资源没有得到合理化应用，而且占用了大量的土地资源，造成了对环境的污染。现有技术中，涉及尾矿砂资源化利用的技术十分稀少，基本都集中在混凝土的制备领域，但这种技术的应用范围有限、经济效益不高，因而无法解决大量存在的尾矿砂问题。

砂浆是一种由胶凝材料(例如：水泥、石灰、粘土等)和细骨料(例如：天然砂等)按一定比例与水混合调制而成的建筑材料，主要作为砌砖用的粘结物质。在建筑工程中，砂浆的用量十分巨大，而细骨料是制备砂浆的主要原料，因此每项建筑工程都需要耗费大量的细骨料。目前，细骨料的主要来源是天然砂，但天然砂的大量采取已经造成了生态环境的严重破坏，因此减少砂浆中天然砂的使用量已经成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法，以便于减少砂浆中天然砂的使用量，缓解天然砂紧缺问题，并且实现尾矿砂的资源化合理应用，降低砂浆的制备成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种尾矿砂砂浆干混料，由普通硅酸盐水泥、砂、纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉组成；其中：

普通硅酸盐水泥与砂的质量比为：1∶2～1∶4；

纤维素醚的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.02％～0.1％；

萘系减水剂的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.5％～1.2％；

可再分散乳胶粉的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.05％～0.4％；

所述的砂由天然砂和尾矿砂组成，相应的尾矿砂占砂总质量的60％～80％，相应的天然砂占砂总质量的20％～40％。

优选地，普通硅酸盐水泥与砂的质量比为1∶3.3。

优选地，所述的尾矿砂占砂总质量的70％。

优选地，所述的尾矿砂为铁矿尾矿砂，其粒径在0.3～1.18mm之间。

优选地，所述的尾矿砂的细度模数为2.3。

优选地，所述的天然砂为粗砂，其细度模数为3.1。

一种砂浆制备方法，应用了上述技术方案所述的尾矿砂砂浆干混料；其具体步骤包括：

步骤A，按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量配置原料；

步骤B，向配置好的原料中加水搅拌，直至原料与水的混合物的稠度达到85mm～95mm，即可获得成品的砂浆。

优选地，按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量配置原料包括：

选取干燥至恒重的天然砂和尾矿砂，并按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量将其与普通硅酸盐水泥、纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉均匀混合。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法用添加了纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉的尾矿砂替代了大部分的天然砂，从而减少了砂浆中天然砂的使用量，缓解了天然砂紧缺问题，并且实现尾矿砂的资源化合理应用，降低砂浆的制备成本。此外，这种应用该尾矿砂砂浆干混料所制备的砂浆不仅具有良好保水性和粘结性，而且能有效抑制水泥砂浆硬化过程中产生的体积收缩，因此本发明为尾矿砂提供了一种绿色环保、经济实用的资源利用途径。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动行的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供的应用该干混料的砂浆制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先需要说明的是，本发明实施例涉及尾矿砂砂浆干混料和应用该干混料的砂浆制备方法两部分内容，下面就分别对这两部分内容作一详细描述。

(一)尾矿砂砂浆干混料

普通硅酸盐水泥与砂的质量比为：1∶2～1∶4，但其优选范围为：1∶2.5～1∶3.5，在实际应用中最好为1∶3.3；

纤维素醚的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.02％～0.1％，但其优选范围为：0.02％～0.04％，但在实际应用中最好为0.02％；

萘系减水剂的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.5％～1.2％，但其优选范围为：1.0％～1.2％，但在实际应用中最好为1.2％；

可再分散乳胶粉的质量是普通硅酸盐水泥与砂总质量的0.05％～0.4％，但其优选范围为：0.05％～0.15％，但在实际应用中最好为0.05％；

相应的砂由天然砂和尾矿砂组成，其中的尾矿砂占砂总质量的60％～80％，相应的天然砂占砂总质量的20％～40％；在实际应用中，尾矿砂优选占砂总质量的65％～75％，最好占70％；天然砂优选占砂总质量的25％～35％，最好占30％。

具体地，本发明实施例所提供的尾矿砂砂浆干混料各组成成分的具体技术方案包括：

(1)普通硅酸盐水泥：又称普通水泥，是由硅酸盐水泥熟料、6％～15％的混合材料和适量石膏磨制成的水硬性胶凝材料，本发明实施例中所使用的普通硅酸盐水泥应符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中规定的各项要求。

(2)天然砂：相应的天然砂最好为粗砂，其细度模数(细度模数是表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标，其英文表述为fineness module)最好为3.1；本发明实施例中所使用的天然砂的技术指标应符合《建设用砂》(GB14684-2011)的要求。

(3)尾矿砂：相应的尾矿砂最好为铁矿尾矿砂，并且其粒径最好在0.3～1.18mm之间，其细度模数最好为2.3；本发明实施例中所使用的铁矿尾矿砂经放射性检测应符合《建筑材料放射性检测》(GB6566)标准的A类装饰材料的要求。由于尾矿砂的粒径基本都在1.2mm以下，因此这恰好能够满足现代薄层法施工对砂粒径的要求；同时，由于尾矿砂的表面粗糙、富有棱角，而且大多数尾矿砂中都含有一定量的石粉，因此尾矿砂与普通水泥之间具有很好的粘结性，能够大幅提高砂浆的坚硬强度。

(4)纤维素醚：是一种由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。本发明实施例中所使用的纤维素醚最好为羟丙基甲基纤维素醚，并且其含水量≤8％、烧失量≤2％，其甲基成分在19％～24％之间，其羟丙基含量在4％～12％之间。在本发明实施例中，纤维素醚可以提高砂浆的保水性，从而延缓砂浆的凝结时间，延长砂浆的开放时间。

(5)萘系减水剂：所谓减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂；相应的萘系减水剂是一种经化工合成的非引气型高效减水剂，其化学名称为萘磺酸盐甲醛缩合物，对于水泥粒子有很强的分散作用。本发明实施例中所使用的萘系减水剂应符合《混凝土外加剂》(GB8076)的相关要求，并且其减水率≥15％、其PH值在7～9之间、其水泥净浆流动度在220mm～240mm之间。在本发明实施例中，萘系减水剂可以改善砂浆的流动性，减小用水量，从而提高砂浆的强度。

(6)可再分散乳胶粉：是水溶性可再分散粉末，多以聚乙烯醇作为保护胶体，具有高粘结能力和抗水性、可施工性、高隔热性等独特的性能，例如乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物胶粉，醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物，丙稀酸共聚物胶粉等。本发明实施例中所使用的可再分散乳胶粉最好为醋酸乙烯脂乙烯共聚物胶粉，其固体含量最好为99％、其PH值在6～8之间、其最低成膜温度最好在0℃。在本发明实施例中，可再分散乳胶粉可以提高砂浆粘结抗拉强度。

由此可见，萘系减水剂、可再分散乳胶粉和纤维素醚三种外加剂能够从各方面改善砂浆的性能；本发明实施例的实现不仅减少了砂浆中天然砂的使用量，缓解了天然砂紧缺问题，而且实现了尾矿砂的资源化合理应用，降低了砂浆的制备成本。

(二)应用该干混料的砂浆制备方法

如图1所示，一种尾矿砂干混砂浆的制备方法，应用了上述技术方案中所述的尾矿砂砂浆干混料，其具体可以包括如下的步骤：

步骤A，按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量配置原料；

具体地，选取干燥至恒重的天然砂和尾矿砂，并按照上述尾矿砂砂浆干混料的组分含量将其与普通硅酸盐水泥、纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉均匀混合。

由此可见，本发明实施例适用于制备普通砌筑用砂浆、抹灰用砂浆和粘结用砂浆。本发明实施例采用尾矿砂砂浆干混料代替现场拌制备砂浆，不但提高砂浆的生产效率，也提高了砂浆的质量，而且符合砂浆行业的发展趋势。本发明实施例的实现不仅减少了砂浆中天然砂的使用量，缓解了天然砂紧缺问题，而且实现了尾矿砂的资源化合理应用，降低了砂浆的制备成本。

为便于理解本发明实施例所提供的尾矿砂砂浆干混料及应用该干混料的砂浆制备方法，下面列举几个实例并结合相应附图，对其实现过程进行详细描述。

首先，提供几组优选的尾矿砂砂浆干混料的组分配比方案，具体如表1所示：

表1：

实施例一

实施例二

实施例三

实施例四

实施例五

实施例六

普通硅酸盐水泥

3.26kg

天然砂

3.26kg

尾矿砂

7.62kg

纤维素醚

2.83g

5.66g

2.83g

8.49g

5.66g

萘系减水剂

141.4g

169.68g

155.5g

可再分散乳胶粉

7.07g

21.21g

7.07g

21.21g

下面对上述表格中所提及的实施例一、实施例二和实施例三进行进一步的描述。

实施例一

按照表1中实施例一所提供的组分含量配比，将天然砂、尾矿砂干燥至恒重，然后称取普通硅酸盐水泥3.26kg、天然砂3.26kg、尾矿砂7.62kg、纤维素醚2.83g、萘系减水剂141.4g、可再分散乳胶粉7.07g，并混合均匀；加入水进行搅拌，直至其稠度达到90mm之间，即可得成品砂浆。经过测算，该砂浆的具体性能如下：

(1)湿容重：1916kg/m3；

(2)保水率：94％；

(3)7d抗压强度：7.8MPa；

(4)28d抗压强度：11.8MPa；

(5)7d抗折强度：3.1MPa；

(6)28d抗折强度：4.6MPa；

(7)14d收缩率：0.39％；

(8)28d收缩率：0.41％。

由此可见，这种应用该尾矿砂砂浆干混料所制备的砂浆不仅具有良好保水性和粘结性，而且能有效抑制水泥砂浆硬化过程中产生的体积收缩，因此本发明为尾矿砂提供了一种绿色环保、经济实用的资源利用途径。它的实现不仅减少了砂浆中天然砂的使用量，缓解了天然砂紧缺问题，而且实现了尾矿砂的资源化合理应用，降低了砂浆的制备成本。

实施例二

按照表1中实施例二所提供的组分含量配比，将天然砂、尾矿砂干燥至恒重，然后称取普通硅酸盐水泥3.26kg、天然砂3.26kg、尾矿砂7.62kg、纤维素醚2.83g、萘系减水剂169.68g、可再分散乳胶粉21.21g，并混合均匀；加入水进行搅拌，直至其稠度达到92mm之间，即可得成品砂浆。经过测算，该砂浆的具体性能如下：

(1)湿容重：1844kg/m3；

(2)保水率：97.5％；

(3)7d抗压强度：8.9MPa；

(4)28d抗压强度：13.3MPa；

(5)7d抗折强度：2.4MPa；

(6)28d抗折强度：3.6MPa；

(7)14d收缩率：0.29％；

(8)28d收缩率：0.39％。

实施例三

按照表1中实施例三所提供的组分含量配比，将天然砂、尾矿砂干燥至恒重，然后称取普通硅酸盐水泥3.26kg、天然砂3.26kg、尾矿砂7.62kg、纤维素醚5.66g、萘系减水剂169.68g、可再分散乳胶粉7.07g，并混合均匀；加入水进行搅拌，直至其稠度达到90mm之间，即可得成品砂浆。经过测算，该砂浆的具体性能如下：

(1)湿容重：1819kg/m3；

(2)保水率：90％；

(3)7d抗压强度：9.3MPa；

(4)28d抗压强度：14.3MPa；

(5)7d抗折强度：2.5MPa；

(6)28d抗折强度：3.8MPa；

(7)14d收缩率：0.27％；

(8)28d收缩率：0.28％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，由普通硅酸盐水泥、砂、纤维素醚、萘系减水剂和可再分散乳胶粉组成；其中：

普通硅酸盐水泥与砂的质量比为：1∶2～1∶4；

2.根据权利要求1所述的尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，普通硅酸盐水泥与砂的质量比为1∶3.3。

3.根据权利要求1或2所述的尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，所述的尾矿砂占砂总质量的70％。

4.根据权利要求1或2所述的尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，所述的尾矿砂为铁矿尾矿砂，其粒径在0.3～118mm之间。

5.根据权利要求4所述的尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，所述的尾矿砂的细度模数为2.3。

6.根据权利要求1或2所述的尾矿砂砂浆干混料，其特征在于，所述的天然砂为粗砂，其细度模数为3.1。

7.一种砂浆制备方法，其特征在于，应用了上述权利要求1至6中任一项所述的尾矿砂砂浆干混料；其具体步骤包括：

步骤A，按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量配置原料；

8.根据权利要求7所述的砂浆制备方法，其特征在于，按照所述尾矿砂砂浆干混料的组分含量配置原料包括：