CN107500650A - 一种铁尾矿砂自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土木工程中的建筑材料混凝土制备技术领域，具体公开一种铁尾矿砂自密实混凝土及其制备方法，所述铁尾矿砂自密实混凝土以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：620‑660Kg，粉煤灰：110‑130Kg，水：220‑280Kg，尾矿砂：720‑790Kg，石子：800‑900Kg，减水剂：5‑10Kg，本发明采用废弃物铁尾矿砂制得的混凝土材料的流动性能，抗压强度均满足混凝土材料的基本性能要求，可作为一般混凝土承重构件的材料，实现废弃物的废物利用，减少对环境的污染。

Description

一种铁尾矿砂自密实混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及土木工程中的建筑材料混凝土制备技术领域，尤其涉及一种铁尾矿砂自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
当前，我国堆存的尾矿量高达十几亿吨，而且每年还要排出尾矿近3亿吨，需要建尾矿库堆存，不仅占用大量土地，花费大量的人力物力进行维护，而且也污染环境。
在建筑业方面，当前所用的最多的建筑材料就是混凝土，但是对于使用混凝土所出行的一些问题还不能很好的解决，比如出现蜂窝麻面现象，由于混凝土浇筑不密实而出现的孔洞等，均给施工带来了很多麻烦，也对建筑物造成一定的损害。
因此，研究开发一种利用废弃物制备的新型的建筑材料，既能解决当前的环境污染问题，又能减少当前建筑材料所产生的问题，这是我国目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有废弃物尾矿难以处理、污染环境等问题，本发明提供一种铁尾矿砂自密实混凝土。
进一步地，本发明还提供一种铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种铁尾矿砂自密实混凝土，包括如下组分：以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：620-660 Kg，粉煤灰：110-130Kg，水：220-280 Kg，尾矿砂：720-790 Kg，石子：800-900 Kg，减水剂：5-10 Kg。
相对于现有技术，本发明提供的铁尾矿砂自密实混凝土的优势如下：
（1）本发明采用铁尾矿砂取代天然砂，一方面，可以增加铁尾矿在建材方面的综合利用，减少了铁尾矿的堆存，节约建坝、防洪等工程费用，还改善矿区的环境，充分利用资源；另一方面，铁尾矿砂的使用，可以赋予铁尾矿砂自密实混凝土强度高，流动性强的优点，具体的，坍落拓展度为700mm~760mm，T500流动时间为2s以上，28天立方体抗压强度为60~70MPa，和易性良好，减少人工振捣，达到自密实的效果；
（2）本发明利用废弃物制备自密实混凝土，有助于我国节能减排，同时对于当地铁矿企业的多元化发展，提高企业的经济效益，改善生态环境具有重要意义，也对建筑业的发展具有推动作用。
进一步地，本发明还提供所述铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
步骤1、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤2、将所述水泥、粉煤灰、尾矿砂、石子进行混料处理，得到第一混料；
步骤3、向所述第一混料中加入减水剂，30-50wt%的水，搅拌；
步骤4、向所述第一混料中加入剩余的水，搅拌。
相对于现有技术，本发明提供的铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法简单快捷。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种铁尾矿砂自密实混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：620-660 Kg，粉煤灰：110-130Kg，水：220-280 Kg，尾矿砂：720-790 Kg，石子：800-900Kg，减水剂：5-10 Kg。
本发明实施例采用废弃物铁尾矿砂制得的混凝土材料的流动性能，抗压强度均满足混凝土材料的基本性能要求，可作为一般混凝土承重构件的材料，实现废弃物的废物利用，减少对环境的污染。
优选地，所述铁尾矿砂的堆积密度为1500-2000kg/m3，表观密度为2500-3000kg/m3。
尾矿废砂的表面积越大，水泥的需求量越小，混凝土的强度越高，但是细度模数过高则会引起混凝土和易性能下降，轻易出现离析、泌水等现象，所以选择细度模数为3.0-2.5。
优选地，所述水泥强度为P.O42.5，细度≥300m2/kg，烧失量≤5wt%。
水泥细度越小，细颗粒越多，增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率，提高早期强度，到那时颗粒太小，水化太快，几乎不能促进混凝土后期强度的增长，反而使混凝土早期的水化热变大，混凝土的自收缩和干燥收缩增加。因此选择细度≥300m2/kg。
控制水泥中的烧失量，实际上就是限制石膏和混合材的渗入量，以保证水泥质量。当烧失量发生变化时引起水泥强度及其它控制指标的变化，因此选择烧失量≤5wt%。
优选地，所述粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，细度为8-12m2/kg。
粉煤灰的活性远远弱于水泥熟料，当采用粉煤灰来取代部分水泥，水化初期能参与水化的熟料将会减少，而水胶比例则增大，因而导致坍落度增大，采用粉煤灰来代替部分水泥和细集料，能够很好的完善混凝土工作，而混凝土工作的效果也将随着粉煤灰细度的减小而增大。同时粉煤灰的细度对混凝土孔隙率也有一定的影响，而孔隙率对混凝土性能的影响更大，因此选择8-12m2/kg。
优选地，所述石子的粒径为4.75-15mm。
粗骨料最大粒径不宜太小，那样会影响混凝土的工作性；但也不宜太大，否则会影响混凝土强度，因此选择石子的粒径为4.75-15mm。
优选地，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
聚羧酸高性能减水剂掺量低，减水率高，收缩小、大幅度提高混凝土的早期、后期强度、且氯离子含量低、碱含量低，有利于混凝土的耐久性。
本发明在提供该铁尾矿砂自密实混凝土的前提下，还进一步提供了该铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法。所述制备方法，至少包括以下步骤：
步骤1、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤2、将所述水泥、粉煤灰、尾矿砂、石子进行混料处理，得到第一混料；
步骤3、向所述第一混料中加入减水剂，30-50wt%的水，搅拌；
步骤4、向所述第一混料中加入剩余的水，搅拌。
下面对上述制备方法做进一步的解释说明：
优选地，所述步骤3中搅拌3-10min。
优选地，所述步骤4中搅拌3-10min。
为了更好的说明本发明实施例提供的，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本实施例提供一种铁尾矿砂自密实混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：648Kg，粉煤灰：120Kg，水：276 Kg，尾矿砂：744Kg，石子：864 Kg，减水剂：5.7 Kg。
实施例2
本实施例提供一种铁尾矿砂自密实混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：620Kg，粉煤灰：113Kg，水：250 Kg，尾矿砂：739Kg，石子：855 Kg，减水剂：6.4 Kg。
下面按照实施例1、2制备铁尾矿砂自密实混凝土的原材料的比例，分别称取各组分的原材料的质量列表如下，如表1所示。
表1 实施例1-2原材料的质量（kg）
实施例1 实施例2
水泥 2.7 2.584
粉煤灰 0.50 0.472
水 1.15 1.04
铁尾矿砂 3.10 3.08
石子 3.60 3.564
减水剂 0.0236 0.0268
上述实施例提供的铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1、根据混凝土配合比，确定原材料用量，称取各组分；
步骤2、采用人工搅拌的方法，先加入石子，铁尾矿砂、P.O42.5水泥和Ⅰ级粉煤灰进行搅拌，搅拌3~4分钟，均匀为止；
步骤3、加入聚羧酸系高效减水剂，并加入50wt%水，搅拌5~6分钟，使聚羧酸系高效减水剂充分发挥作用；
步骤4、加入剩下的水，进行充分搅拌，大约搅拌5分钟，使减水剂充分发挥作用，制得高强铁尾矿砂自密实混凝土。
为了更好的说明本发明实施例提供的铁尾矿砂自密实混凝土的特性，下面将实施例1、2制备的铁尾矿砂自密实混凝土砌筑成100mm×100mm×100mm的试块，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GBT50081-2002进行抗压强度试验，所得结果如表2所示。
表2 实施例1-2制得混凝土材料性能测试结果
实施例1 实施例2
T500流动时间 20s 16s
坍落拓展度 740mm 760mm
立方体抗压强度 65.1MPa 70MPa
由表2可以看出，本发明采用废弃物铁尾矿砂制得的混凝土材料的流动性能，抗压强度均满足混凝土材料的基本性能要求，可作为一般混凝土承重构件的材料，实现废弃物的废物利用，减少对环境的污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：以1m3混凝土计，包括如下组分：水泥：620-660Kg，粉煤灰：110-130Kg，水：220-280Kg，尾矿砂：720-790Kg，石子：800-900Kg，减水剂：5-10Kg。
2.如权利要求1所述的铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：所述铁尾矿砂的堆积密度为1500-2000kg/m3，表观密度为2500-3000kg/m3。
3.如权利要求1所述的铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：所述水泥的强度为P.O42.5，细度≥300m2/kg，烧失量≤5wt%。
4.如权利要求1所述的铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：所述粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，细度为8-12m2/kg。
5.如权利要求1所述的铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：所述石子的粒径为4.75-15mm。
6.如权利要求1所述的铁尾矿砂自密实混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
7.一种铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤1、按照如权利要求1~6任一项所述的原料配比称取各组分；
步骤2、将所述水泥、粉煤灰、尾矿砂、石子进行混料处理，得到第一混料；
步骤3、向所述第一混料中加入减水剂，30-50wt%的水，搅拌；
步骤4、向所述第一混料中加入剩余的水，搅拌。
8.如权利要求7所述的铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤3中搅拌3-10min。
9.如权利要求7所述的铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤4中搅拌3-10min。
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