一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土的製作方法
2023-09-18 17:15:25
一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土，所述的高強混凝土質量百分比配方為：水泥12％～16％、平均粒徑10～12μm的磁化還原焙燒選鐵尾礦粉4％～9％、高效減水劑0.2％～0.4％、粗集料42％～43％、細集料28％～29％、水6.5％～7.5％。本發明的優點在於直接用還原焙燒選鐵尾礦粉來替代礦渣粉或粉煤灰作為混凝土摻合料製備C50～C60等級的混凝土，從而混凝土最終獲得良好的工作性和力學性能，降低了混凝土的生產成本，減少了磁化還原焙燒選鐵尾礦的環境危害，因而具有明顯的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土領域，尤其涉及一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土。
【背景技術】
[0002]鐵尾礦已成為我國目前產出量最大、綜合利用率較低的固體廢棄物。與粉煤灰、煤矸石等固體廢棄物相比，鐵尾礦綜合利用技術更複雜、難度更大。目前，我國工業固體廢棄物總利用率在60 %左右，而鐵尾礦的平均利用率只有14 %,相比之下,鐵尾礦的綜合利用大大滯後。
[0003]磁化還原焙燒選鐵尾礦作為鐵尾礦的一個分支，其在鐵尾礦的排出量及利用率方面所佔比例不容小覷。這種鐵尾礦由赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦及其共生礦(紅礦)等弱磁性鐵礦物經熱處理、還原及強磁選礦後所得到的。這種尾礦最大的特點是鐵含量高及組成多變等，因而其綜合利用率遠低於鐵尾礦的平均水平。為此，如何充分利用磁化還原焙燒選鐵尾礦的特性，有效提高其資源化利用率、實現其在建材行業的變廢為寶，已成為研究者們關注的焦點。
[0004]目前，混凝土中一般使用20%?50%的固體廢棄物作為摻合料替代水泥，所使用的固體廢棄物主要包括礦渣、粉煤灰等。然而隨著近年來礦渣粉和粉煤灰用量的急劇上升、礦渣粉價格的不斷上漲及粉煤灰排放量的明顯下降，礦渣粉和粉煤灰作為混凝土摻合料已呈現出供不應求的趨勢。若能將磁化還原焙燒選鐵尾礦粉替代粉煤灰和礦渣用作混凝土摻合料，則不但能緩解礦渣粉和粉煤灰供不應求的現狀、降低混凝土的生產成本，而且能解決磁化還原焙燒選鐵尾礦粉的資源化利用問題，減少由磁化還原焙燒選鐵尾礦粉所帶來的環境危害。
[0005]已有關於鐵尾礦作為混凝土摻合料製備混凝土方面，發明專利CN200710118711.9公開了一種以磁鐵石英巖型鐵尾礦作為混凝土混合材技術，其所用尾礦為經過熱液蝕變反應的石英巖型尾礦，與本發明所用磁化還原焙燒選鐵尾礦的化學組成不同。發明專利CN201410193087公開了一種以鐵尾礦砂部分取代天然砂製備高強混凝土的技術，所用主要材料是鐵尾礦砂，而非鐵尾礦粉。有發明專利CN1616372A公開了一種尾礦作為水泥混合材的技術，所用尾礦為經過處理的鈣鎂質尾礦。有發明專利CN201210585500和CN103011648公開了一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，該類技術所用鐵尾礦中二氧化矽含量大於50%，鐵含量小於12%，屬於石英類鐵尾礦，並且該鐵尾礦須與粉煤灰或礦渣粉混合同時使用作為混凝土摻合料。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土，針對磁化還原焙燒選鐵尾礦粉的組成特點，提供一種利用磁化還原焙燒選鐵尾礦粉完全替代礦渣粉和粉煤灰做摻合料製備混凝土的方法。
[0007]為實現本發明的上述目的，本發明採用了如下的技術方案:
[0008]根據鐵尾礦的化學組成、粒度分布分析，以氧化鐵含量為40?45% (wt% )、二氧化矽含量為25?27% (wt %)、氧化鋁含量為9?10% (wt %)、平均粒徑為10?12 μ m的磁化還原焙燒選鐵尾礦粉作為混凝土的摻合料，所述磁化還原焙燒選鐵尾礦取代水泥的量為20%?40% (重量比)。
[0009]本發明所述的高強混凝土質量百分比配方為:水泥12%?16%，磁化還原焙燒選鐵尾礦粉4 %?9 %，高效減水劑0.2 %?0.4 %，粗集料42 %?43 %，細集料28 %?29 %，水6.5%?7.5%。所述水泥為普通矽酸鹽水泥，42.5級。所述磁化還原焙燒選鐵尾礦粉，其平均粒徑為10?12 μ m，氧化鐵含量為40?45 %，二氧化矽含量為25?27 %，氧化鋁含量為9?10%。所述高效減水劑為聚羧酸保塌型外加劑，固含量為40%。所述粗集料為碎石，採用連續級配，粒徑分別為5?1mm和10?20mm,比例為4:6。所述細集料為河砂、中砂，細度模數為2.8。
[0010]本發明所述利用磁化還原焙燒選鐵尾礦粉作摻合料製備混凝土的方法採用如下步驟:
[0011](I)對磁化還原焙燒選鐵尾礦進行化學成分分析、粒度分布分析，保證磁化還原焙燒選鐵尾礦的粒度滿足10?12 μ m的要求。
[0012](2)依據GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》，將磁化還原焙燒選鐵尾礦、水泥、細集料、粗集料、外加劑、水等原材料按照組成配比製作混凝土，同時注意觀察混凝土的流動性、粘聚性、飽水性，可以再通過調整減水劑和水的用量，保證磁化還原焙燒選鐵尾礦的工作性符合性能技術指標的要求。
[0013](3)測定混凝土的力學性能。依據GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，製作混凝土的試件尺寸150 X 150 X 150mm。標準養護後，分別測定其3d、7d和28d的抗壓強度，保證混凝土的力學性能符合C50?C60等級混凝土的強度指標。
[0014]本發明的優點在於:充分利用磁化還原焙燒選鐵尾礦粉粒度分布窄的特點，在無需對其進行熱活化或化學活化的條件下，直接用來替代礦渣粉或粉煤灰作為混凝土摻合料製備C50?C60等級的混凝土。其中，適量的磁化還原焙燒選鐵尾礦粉在混凝土中起到微級配作用，可有效改善混凝土的級配，減少混凝土中的有害孔比例，使混凝土主要以20?50nm的少害孔為主，從而混凝土最終獲得良好的工作性和力學性能。與同標號的利用礦渣粉煤灰等摻合料的混凝土相比，本發明由於大量利用了磁化還原焙燒選鐵尾礦，從而降低了混凝土的生產成本，減少了磁化還原焙燒選鐵尾礦的環境危害，因而具有明顯的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]本發明按重量百分比計，混凝土所用原料如下:磁化還原焙燒選鐵尾礦的用量為4 %，水泥用量為16 %，聚羧酸減水劑用量為0.2%，碎石用量為43 %，河砂用量為29 %，水用量為6.8%。按照上述所述混凝土的製備方法，並對所得到的混凝土分別進行了塌落度及抗壓強度測試。所配製混凝土的塌落度為230mm，3d抗壓強度為39MPa，7d抗壓強度為54.3MPa，28d抗壓強度為65.3MPa。達到C60混凝土的強度等級要求。
[0017]實施例2
[0018]本發明按重量百分比計，混凝土所用原料如下:磁化還原焙燒選鐵尾礦的用量為5.2%,水泥用量為15.7 %，聚羧酸減水劑用量為0.25%，碎石用量為43.3 %，河砂用量為28.95%，水用量為6.8%。按照上述所述混凝土的製備方法，並對所得到的混凝土分別進行了塌落度及抗壓強度測試。所配製混凝土的塌落度為230mm，3d抗壓強度為35MPa，7d抗壓強度為52.3MPa，28d抗壓強度為66.9MPa。達到C60高強混凝土的強度等級要求。
[0019]實施例3
[0020]本發明按重量百分比計，混凝土所用原料如下:磁化還原焙燒選鐵尾礦的用量為6.3%,水泥用量為14.6 %，聚羧酸減水劑用量為0.29 %，碎石用量為43 %，河砂用量為28.51%，水用量為7.3%。按照上述所述混凝土的製備方法，並對所得到的混凝土分別進行了塌落度及抗壓強度測試。所配製混凝土的塌落度為230mm，3d抗壓強度為31MPa，7d抗壓強度為50.8MPa，28d抗壓強度為67.1MPa0達到C60高強混凝土的強度等級要求。
[0021]實施例4
[0022]本發明按重量百分比計，混凝土所用原料如下:磁化還原焙燒選鐵尾礦的用量為7.3%,水泥用量為13.6 %，聚羧酸減水劑用量為0.33 %，碎石用量為43 %，河砂用量為28.77%，水用量為7%。按照上述所述混凝土的製備方法，並對所得到的混凝土分別進行了塌落度及抗壓強度測試。所配製混凝土的塌落度為230mm，3d抗壓強度為26.4MPa，7d抗壓強度為44.0MPa, 28d抗壓強度為62.3MPa。達到C60高強混凝土的強度等級要求。
[0023]實施例5
[0024]本發明按重量百分比計，混凝土所用原料如下:磁化還原焙燒選鐵尾礦的用量為8.4%，水泥用量為12.5 %，聚羧酸減水劑用量為0.38%，碎石用量為43%，河砂用量為28.42%，水用量為7.3%。按照上述所述混凝土的製備方法，並對所得到的混凝土分別進行了塌落度及抗壓強度測試。所配製混凝土的塌落度為230mm，3d抗壓強度為23.4MPa，7d抗壓強度為41.0MPa, 28d抗壓強度為57.1MPa0達到C50高強混凝土的強度等級要求。
【權利要求】
1.一種磁化還原焙燒選鐵尾礦做摻合料的高強混凝土，其特徵在於:所述的高強混凝土質量百分比配方為:水泥12%?16%、磁化還原焙燒選鐵尾礦粉4%?9%、高效減水劑.0.2%?0.4%、粗集料42%?43%、細集料28%?29%、水6.5%?7.5%，其中所述的水泥為普通矽酸鹽水泥，42.5級，所述磁化還原焙燒選鐵尾礦粉平均粒徑為10?12 μ m、氧化鐵含量為40?45%、二氧化矽含量為25?27%、氧化鋁含量為9?10%，所述高效減水劑為聚羧酸保塌型外加劑，固含量為40%，所述粗集料為碎石，採用連續級配，粒徑分別為.5?1mm和10?20mm，比例為4:6，所述細集料為河砂、中砂，細度模數為2.8。
【文檔編號】C04B18/12GK104402335SQ201410646201
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】張文生, 王宏霞, 葉家元, 史迪, 張建波 申請人:中國建築材料科學研究總院