[发明专利]利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土及其方法

权利要求书

1.一种利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，各组分的质量份数为：胶凝材料100份，粗骨料155~196份，细骨料132~282份，高效减水剂2.2~2.8份，以及由纳米硅灰石粉2~5份、氧化铁空心球2~5份、转炉二次除尘灰1~4份、冷轧废乳化液10~25份、氧化铁粉0.00625~0.0125份、硫酸钠0.0125~0.025份、乙二醇0.0125~0.025份组成的外加剂，水29~32份；胶凝材料包括水泥75~82份，矿渣微粉6~10份，钢渣微粉4~5份，粉煤灰4~5份，铁尾矿粉3~5份；转炉二次除尘灰为转炉二次干法除尘灰经磁选除铁后的除尘灰，转炉二次干法除尘灰中CaO含量6%~11%，MgO含量3%~6%，粒度在5000目以上，其中粒径为0.1~30μm的占95%以上，转炉二次干法除尘灰除铁率达≥80%。

2.根据权利要求1所述的利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，氧化铁空心球由氧化铁粉烧制形成，氧化铁粉粒径0.1~1μm，形成的氧化铁空心球粒径为4~10μm，空心球内腔直径0.5~5μm。

3.根据权利要求1所述的用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，高效减水剂为聚羧酸类、萘基中的一种或两种混合；水为混凝土配比用水，包括转炉二次除尘灰消解用水、纳米硅灰石粉分散用冷轧废乳化液所含水、补充用水。

4.根据权利要求1所述的利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，粗骨料为连续级配的矿山废石石子，粒度范围在5~20mm，莫氏硬度为5~7，压碎值≤10%；细骨料为矿山废石人工砂和铁尾矿砂，压碎值≤25%，其中矿山废石人工砂占比90%~10%，铁尾矿砂占比10%~90%，二者混合形成连续级配，粒径≤5mm；细骨料中废石人工砂细度模数为2.2~3.6，铁尾矿砂分粗细两种，粗铁尾矿砂细度模数为2.1~3.5，细铁尾矿砂细度模数为0.7~1.8，粒径d≤0.16mm的量占细铁尾矿砂量的8%~20%。

5.根据权利要求1所述的利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，强度级别C60混凝土所需的转炉二次除尘灰量3.8~4.0份，强度级别C70混凝土所需的转炉二次除尘灰量3.0~3.2份，强度级别C80混凝土所需的转炉二次除尘灰量2.0~2.2份，强度级别C90混凝土所需的转炉二次除尘灰量1.0~1.2份。

6.根据权利要求1所述的利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土，其特征在于，纳米硅灰石粉为粒径10~100nm，长径比7~20:1，Ca₃Si₃O₉含量≥75%，比表面积在30000m²/kg以上的亲水型材料。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的利用氧化铁空心球制备高强度纳米固废混凝土的方法，先将粗、细骨料在搅拌罐中混合，再加入胶凝材料混合，之后加入高效减水剂和补充水混合，搅拌后注入混凝土运输车，其特征在于，经水解处理后的转炉二次除尘灰和经分散处理后的纳米硅灰石粉两种混合物，在加入高效减水剂和补充水之前或者同时加入到搅拌罐中；

转炉二次除尘灰的消解处理方法为：取转炉二次除尘灰以及其份数2~3倍的水放入搅拌装置混合搅拌6小时以上，促进f-CaO和f-MgO消解反应，

纳米硅灰石的分散处理方法为：将10~25份的冷轧废乳化液放入搅拌装置中开始搅拌，加入0.00625~0.0125份的氧化铁粉，再依次加入2~5份纳米硅灰石粉和2~5份氧化铁空心球，0.0125~0.025份的硫酸钠和0.0125~0.025份的乙二醇，形成分散均匀稳定的纳米硅灰石浆液。