一種利用尾礦生產(chǎn)混凝土的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]混凝土技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦是礦業(yè)生產(chǎn)中，剝離的脈石礦物粉磨后的廢棄物，其數(shù)量巨大，占用大量土地，酸性浸出液和重金屬離子污染嚴(yán)重，利用率低。為增大尾礦的消耗量，對(duì)尾礦在混凝土中的應(yīng)用已有較多的摸索。
[0003]尾礦在混凝土中的應(yīng)用有兩種方法:1.非活性尾礦替代水泥或細(xì)集料，直接摻入混凝土中；2.利用其中有活性的成分，作為活性混合材摻入混凝土中。
[0004]非活性尾礦直接摻入混凝土有兩種工藝:1、直接替代膠凝材料；2、直接替代細(xì)集料。非活性尾礦直接替代膠凝材料，有稀釋作用，會(huì)減少有效膠凝組分，降低混凝土強(qiáng)度，且在應(yīng)用中尾礦的種類分類較細(xì)致，應(yīng)用范圍窄。對(duì)于含有火山灰活性的尾礦，對(duì)尾礦組分的要求則更高，且一般需要經(jīng)過(guò)活化處理采用應(yīng)用。如含有高嶺土的尾礦，需要進(jìn)過(guò)700-8000C的高溫處理，使其中高嶺土轉(zhuǎn)變?yōu)槠邘X土材具有所需的活性。又如，一些對(duì)含有石英的尾礦進(jìn)行粉磨或高溫處理，使尾礦表面的石英分子趨向于無(wú)序化玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變，從而具有一定的活性。這兩種方法應(yīng)用范圍窄，不便于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
[0005]尾礦粒徑范圍大致為0.01-2mm,實(shí)際尾礦粒徑上限會(huì)擴(kuò)展至2_5mm不等。尾礦是脈石礦物破碎后獲得，大部分尾礦由石英和方解石組成，將這兩種礦物含量超過(guò)60%的尾礦定義為硅鈣質(zhì)尾礦，這樣就能夠一定程度上打破因?yàn)槲驳V品質(zhì)不同帶來(lái)的應(yīng)用范圍上的限制。由于石英和石灰石填料具有促進(jìn)水泥早起水化以及代替未水化水泥顆粒的作用，因此應(yīng)用硅鈣質(zhì)尾礦，能夠有效抵消一部分稀釋作用。同時(shí)，混凝土中有5-20%左右的水泥顆粒，在混凝土硬化后，是沒(méi)有水化的。因此，利用硅鈣質(zhì)尾礦作為填料，能夠替代這部分水泥顆粒。從而使得尾礦能夠大規(guī)模的應(yīng)用與混凝土生產(chǎn)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是將只要礦物組成是石英和石灰石的尾礦應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)中。主要實(shí)施辦法是，首先定義了硅鈣質(zhì)尾礦的概念，并開(kāi)發(fā)了用其生產(chǎn)中等和高等強(qiáng)度等級(jí)混凝土的工藝。
[0007]將石英和石灰石兩種礦物總含量超過(guò)60%，定義為硅鈣質(zhì)尾礦。
[0008]利用顆粒粒徑在0.01_2mm范圍內(nèi)的硅鈣質(zhì)尾礦，曬干或烘干，保證含水率低于5%，作為填料。
[0009]對(duì)于中等強(qiáng)度等級(jí)混凝土，根據(jù)《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》設(shè)計(jì)C30、C40混凝土配合比。按質(zhì)量比10-20%，使用符合上述要求的硅鈣質(zhì)尾礦替代水泥，并按《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》拌制混凝土。
[0010]對(duì)于高等強(qiáng)度混凝土，《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》設(shè)計(jì)C50、C60混凝土配合比。按質(zhì)量比5-15%，使用符合上述要求的硅鈣質(zhì)尾礦替代水泥，并按《JGJ55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》拌制混凝土。
[0011]所得混凝土成品，在機(jī)械性能和工作性上，該工藝生產(chǎn)的混凝土，抗壓和抗折強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土一致。且由于尾礦顆粒比水泥顆粒組，拓寬了膠凝材料的粒徑范圍，具有優(yōu)化膠凝材料級(jí)配的作用。能夠降低混凝土的用水量和減水劑用量，改善混凝土的工作性。同時(shí)，優(yōu)化顆粒級(jí)配能夠提高混凝土連續(xù)性，提高了混凝土的彈性模量
在長(zhǎng)期性能和耐久性上，該工藝生產(chǎn)的混凝土，由于用水量少，顆粒級(jí)配更密實(shí)連續(xù)。從而能夠提高混凝土的抗凍、抗?jié)B性能。同時(shí)能夠有效的降低混凝土干燥收縮量，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用尾礦配制混凝土的工藝，利用該工藝可生產(chǎn)硅鈣質(zhì)尾礦混凝土，該工藝?yán)x石英和石灰石礦物含量超過(guò)60%的尾礦即為的硅鈣質(zhì)尾礦，將其作為填料，經(jīng)過(guò)干化處理，使用粒徑0.01-2mm范圍內(nèi)的顆粒，作為填料在中等和高等強(qiáng)度等級(jí)混凝土分別替代質(zhì)量比10-20%和5-15%的水泥或混合材，能夠使混凝土獲得優(yōu)良的機(jī)械和耐久性能。
【專利摘要】本發(fā)明涉及尾礦在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)，所述方法是將石英和石灰石礦物總含量超過(guò)60%的尾礦作為硅鈣質(zhì)尾礦，將其干化后利用顆粒粒徑范圍0.01-2mm的部分作為填料，替代混凝土中水泥或混合材，在中等強(qiáng)度混凝土中等質(zhì)量替代比例10-20%，在高等強(qiáng)度混凝土中等質(zhì)量替代比例5-15%，混凝土均能獲得優(yōu)良的工作性、機(jī)械性能和耐久性。
【IPC分類】C04B18/12
【公開(kāi)號(hào)】CN104973812
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410132745
【發(fā)明人】單來(lái), 沈衛(wèi)國(guó), 田孝武
【申請(qǐng)人】華潤(rùn)水泥技術(shù)研發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年4月3日