[发明专利]一种抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法，该混凝土以铁尾矿球替代普通混凝土粗骨料，以铁尾矿粉替代细骨料，并掺入外加剂、水和减水剂进行制备；其各组分质量百分比如下：水泥14％～17％、铁尾矿球42％～52％、铁尾矿粉28％～34％、减水剂0.14％～0.17％、外加剂0.28％～0.34％和水5.2％～6.3％；外加剂各组分质量百分比如下：氧化钙20％～40％、氯化钙20％～40％、硝酸钠30％～50％。本发明以铁尾矿全部替代混凝土骨料，即替代率达100％，大幅提高了铁尾矿的回收利用率，将其“变废为宝”；添加外加剂后有效改善了尾矿混凝土的抗气体渗透性能和抗氯离子渗透性能。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化建设的加速发展，建筑材料需用量剧增，天然砂石等自然资源的大量开采已经严重破坏了生态环境，并且这些资源短期内不可再生，使得建筑资源短缺的矛盾日益突出，因此，寻找适宜的替代材料刻不容缓。

尾矿是矿山企业在提炼冶金主要原料过程中所排弃的固体废弃物，一般堆存于尾矿库中，尾矿的大量堆存不仅污染环境，而且占用土地资源。将矿山尾矿应用于混凝土生产技术领域，不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地恢复和扩展生产，而且可以开辟新材料的科技领域，推动技术进步，同时也利于缓解环境污染，改善生态环境。

目前由于相应化工工艺技术尚不成熟，产学研之间联系不紧密，企业创新投入乏力等一系列原因导致我国尾矿的综合利用率低。

就我国将铁尾矿应用于混凝土生产技术领域的现状来看，大多是将铁尾矿作为混凝土细骨料的替代品，且替代率有限，例如中国专利107399948A公开了一种掺加铁尾矿砂的高强度混凝土，其铁尾矿替代率约为22％。中国专利101671146A公开的一种部分或全部取代天然骨料的铁尾矿混凝土，该方法仅是对选矿废石通过清洗、破碎、筛分后即作为混凝土骨料。

目前国内外对铁尾矿混凝土的试验研究主要集中在力学性能，对抗渗性能和微观特征的研究尚少。抗渗性是衡量混凝土耐久性能的重要指标，且混凝土力学性能和耐久性能均取决于其微观结构特征参数。因此，研制抗渗尾矿混凝土对实际工程应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗渗铁尾矿混凝土及其制备方法，可显著改善尾矿混凝土的抗渗性能，大幅提高铁尾矿的综合利用率，而且可将有毒物质有效封闭，促进了建筑材料的绿色可持续发展。

本发明提供一种抗渗铁尾矿混凝土，其各组分质量百分比如下：水泥14％～17％、铁尾矿球42％～52％、铁尾矿粉28％～34％、减水剂0.14％～0.17％、外加剂0.28％～0.34％和水5.2％～6.3％；

所述外加剂各组分质量百分比如下：氧化钙20％～40％、氯化钙20％～40％和硝酸钠30％～50％。

在本发明的抗渗铁尾矿混凝土中，所述水泥为42.5#普通硅酸盐水泥，密度为3000kg/m³。

在本发明的抗渗铁尾矿混凝土中，所述铁尾矿粉由铁尾矿石碾碎制成，比表面积为340m²/kg，细度为200～400目。

在本发明的抗渗铁尾矿混凝土中，所述铁尾矿球由铁尾矿粉、水泥和水采用离心成型工艺且经自然养护而成，粒径为5～16mm，铁尾矿球的各组分质量百分比如下：尾矿粉60％～80％、水泥15％～25％、水5％～15％。

在本发明的抗渗铁尾矿混凝土中，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，高效聚羧酸减水剂的掺用量为水泥质量的1％。

本发明提供一种抗渗铁尾矿混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将铁尾矿石碾碎制成比表面积为340m²/kg，细度为200～400目的铁尾矿粉；