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
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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