一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土及其制备方法与流程

1.本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.铁尾矿砂是一种固废资源，材料易得且价廉，有不少人说其可以代替河沙去打混凝土，因为河沙是一种天然资源，材料有限再加上近几年国家的环保力度加大，对河沙资源管控较严。
3.铁尾矿属高硅高铁型尾矿，一般不含有价伴生元素，其主要成分为石英，少量角闪石、绿凝石、黑云母、方解石和白云石等，还含有少量其他金属，多以稳定态氧化物形式存在，从铁尾矿的成分上来说和河沙一样符合建筑用砂的指标要求；在使用铁尾矿砂代替部分机制砂进行制备混凝土时，其明显存在以下缺陷：
4.①
铁尾矿砂对机制砂进行替换时，由于其铁尾矿砂表面粗糙多棱角的特性，在机制砂混凝土制备的过程中添加铁尾矿砂，其塌落度会明显降低，难以保障混凝土的正常使用需求；
5.②
机制砂混凝土中增加铁尾矿砂，其混凝土在制备完成后其使用抗压强度发生明显变化，从而影响混凝土在使用时的正常要求。
6.因此，需要一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土及其制备方法，解决现有技术中存在的使用铁尾矿砂代替部分机制砂进行制备混凝土时其塌落度和使用强度不符合建筑使用要求的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土，所述含铁尾矿砂的机制砂混凝土包含以下重量份的原料：水泥350-400份、砂770-840份、碎岩石950-1000份、水150-170份、掺合料40-50份、和减水剂8-15份以及添加料5-8份，所述砂包含重量比为35％的铁尾矿砂和65％的机制砂。
9.方案中需要说明的是，所述机制砂包含350-440份的粗砂和100-160份的细砂，所述机制细纱的细度模数为1.6-2.2，所述机制粗砂的细度模数为2.3-3.0。
10.进一步值得说明的是，所述铁尾矿砂经破碎和筛分处理后得到细度模数为3.1-3.7的粗制铁尾矿砂和细度模数为2.3-3.0的中质铁尾矿砂，将破碎筛分后得到的粗制铁尾矿砂和中质铁尾矿砂分别进行煅烧处理。
11.更进一步需要说明的是，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述添加料包括缓凝剂和粘合剂。
12.作为一种优选的实施方式，所述掺合料包含石灰粉、粉煤灰和矿渣粉，所述石灰
粉、粉煤灰以及矿渣粉的比例为5:3:2。
13.一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土的制备方法，包括以下制备步骤：
14.s1、预制选材：首先将铁尾矿砂通过颚式破碎机进行破碎处理，并通过多级筛分装置筛选出粗制铁尾矿砂和中质铁尾矿砂，按质量比选取机制粗砂和机制细纱，并将粗制铁尾矿砂、中质铁尾矿砂、机制粗砂和机制细砂进行初步预混合处理，并按各组分质量比称量好水泥、碎岩石、水、石灰粉、减水剂以及添加剂；
15.s2、混凝土制备：
16.1)将步骤s1中配比称量完成的水泥、水、石灰粉和减水剂投放至混凝土搅拌机内进行搅拌处理，形成混合浆液；
17.2)加入称量完成的含有铁尾矿砂的机制砂，混合搅拌形成水泥浆液；
18.3)加入称量完成的碎岩石和添加剂，再次混合搅拌形成机制砂混凝土。
19.作为一种优选的实施方式，所述粗制铁尾矿砂与所述中质铁尾矿砂的重量比例为3.5:1。
20.与现有技术相比，本发明提供的一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土及其制备方法，至少包括如下有益效果：
21.(1)通过对机制砂混凝土中加入适量的铁尾矿砂，可有效解决大量铁尾矿资源堆弃占地，减轻环境负荷，消除溃坝隐患，利用铁尾矿砂部分取代河沙，利用混凝土制备原料的配比对含有铁矿尾砂的机制砂混凝土进行优化，从而使得含有铁尾矿砂的机制砂混凝土得到广泛应用
22.(2)机制砂混凝土中使用铁尾矿砂用于代替少量的机制砂，需明显增大减水剂的用量，其次与单一机制砂混凝土相比，含有铁尾矿砂的机制砂混凝土的抗压强度略高于单一机制砂混凝土，并且中质铁尾矿砂与粗制铁尾矿砂含量为1:3时，其抗压强度达到最大值。
23.(3)机制砂混凝土中使用铁尾矿砂用于代替少量的机制砂，其含有铁尾矿砂的机制砂混凝土的塌落度与单一机制砂混凝土的塌落度无明显变化，可有效保证混凝土的使用性能。
附图说明
24.图1为本发明的制备方法流程示意图。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
26.为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都
属于本发明要求保护的范围。
28.请参阅图1，本发明提供一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土，含铁尾矿砂的机制砂混凝土包含以下重量份的原料：水泥350-400份、砂770-840份、碎岩石950-1000份、水150-170份、掺合料40-50份、和减水剂8-15份以及添加料5-8份，砂包含重量比为35％的铁尾矿砂和65％的机制砂，通过铁尾矿砂代替部分机制砂去配置混凝土，既可以对铁尾矿砂进行资源利用，又可以一定程度上减少机制砂的含量，并且将其配置成混凝土可以有效保障混凝土达到建筑指标要求。
29.值得具体说明的是，机制砂包含350-440份的粗砂和100-160份的细砂，机制细纱的细度模数为1.6-2.2，机制粗砂的细度模数为2.3-3.0，细度模数越大，则代表砂越粗，机制细砂与机制粗砂采取3:1的比例。
30.值得具体说明的是，铁尾矿砂经破碎和筛分处理后得到细度模数为3.1-3.7的粗制铁尾矿砂和细度模数为2.3-3.0的中质铁尾矿砂，将破碎筛分后得到的粗制铁尾矿砂和中质铁尾矿砂分别进行煅烧处理，通过对铁尾矿砂进行破碎和分级处理，得到颗粒较细的中质铁尾矿砂和粗制铁尾矿砂，并对其进行一定程度的煅烧处理，从而使其具有一定的化学活性；铁尾矿砂中的中质铁尾矿砂与机制粗砂的砂粗细程度类似，从而可等量置换一定的机械粗砂，从而保证了混合配比后的混凝土的使用性能，增加部分粗制铁尾矿砂，相较于使用单一的机制砂，可大大提高混凝土的使用强度。
31.值得具体说明的是，减水剂为聚羧酸减水剂，添加料包括缓凝剂和粘合剂，减水剂的设置，有效减少对混凝土进行制备时所需用水，添加料的设置，一定程度上降低机制砂混凝土的凝结时间和粘合效果。
32.值得具体说明的是，掺合料包含石灰粉、粉煤灰和矿渣粉，石灰粉、粉煤灰以及矿渣粉的比例为5:3:2。
33.以机制砂混凝土配合比为基准，采用两种铁尾矿砂复掺替代部分机制砂，研究铁尾矿砂对混凝土工作性及抗压强度的影响，详情参见下图：
[0034][0035]
根据上述表中数据可知，与单一机制砂相比，当中质铁尾矿砂与粗制铁尾矿砂进行混合配比时，混凝土在制备过程中减水剂的需求量逐渐增加，随着中质铁尾矿砂用量的增加，混凝土制备过程中减水剂需求量明显最大，且中质铁尾矿砂用量越高，减水剂需求量增加越明显；另外，两种铁尾矿砂复配后，其混凝土坍落度基本无损失；
[0036]
根据上表数据可知，与单一机制砂混凝土相比，含有铁尾矿砂的混凝土的抗压强度均较单一机制砂混凝土强度略高，且随着铁尾矿砂中中质砂比例的增加，其铁尾矿砂混
凝土的抗压强度先上升后下降，当铁尾矿砂中中质铁尾矿砂与粗制铁尾矿砂比例为75:205时，其含有铁尾矿砂的机制砂混凝土强度都达到最大值，通过铁尾矿砂中中质铁尾矿砂微集料的作用，填充了混凝土的孔隙，从而增强了其很有铁尾矿砂的机制砂混凝土的使用强度；
[0037]
综上：通过对机制砂混凝土中加入适量的铁尾矿砂，可有效解决大量铁尾矿资源堆弃占地，减轻环境负荷，消除溃坝隐患，利用铁尾矿砂部分取代河沙，利用混凝土制备原料的配比对含有铁矿尾砂的机制砂混凝土进行优化，从而使得含有铁尾矿砂的机制砂混凝土得到广泛应用；机制砂混凝土中使用铁尾矿砂用于代替少量的机制砂，需明显增大减水剂的用量，其次与单一机制砂混凝土相比，含有铁尾矿砂的机制砂混凝土的抗压强度略高于单一机制砂混凝土，并且中质铁尾矿砂与粗制铁尾矿砂含量为1:3时，其抗压强度达到最大值，并且添加铁尾矿砂用量，其混凝土的塌落度无明显变化，可有效保证混凝土的使用性能。
[0038]
一种含铁尾矿砂的机制砂混凝土的制备方法，包括以下制备步骤：
[0039]
s1、预制选材：首先将铁尾矿砂通过颚式破碎机进行破碎处理，并通过多级筛分装置筛选出粗制铁尾矿砂和中质铁尾矿砂，按质量比选取机制粗砂和机制细纱，并将粗制铁尾矿砂、中质铁尾矿砂、机制粗砂和机制细砂进行初步预混合处理，并按各组分质量比称量好水泥、碎岩石、水、石灰粉、减水剂以及添加剂；
[0040]
s2、混凝土制备：
[0041]
1)将步骤s1中配比称量完成的水泥、水、石灰粉和减水剂投放至混凝土搅拌机内进行搅拌处理，形成混合浆液；
[0042]
2)加入称量完成的含有铁尾矿砂的机制砂，混合搅拌形成水泥浆液；
[0043]
3)加入称量完成的碎岩石和添加剂，再次混合搅拌形成机制砂混凝土。
[0044]
值得具体说明的是，粗制铁尾矿砂与中质铁尾矿砂的重量比例为3.5-3:1。
[0045]
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义，本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件，“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0046]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。