專利名稱：一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料及其制備方法，屬于混凝土技術領域。
背景技術：
鐵尾礦是經鐵礦石破碎(干磁選)、粉磨(濕磁選)、分 選鐵粉后的廢棄物。近些年來，隨著我國鋼鐵產業的迅猛發展，生產I噸鐵粉會產生1. 5噸的鐵尾礦，鐵尾礦的排放量逐年增加；目前，全中國已積累堆存鐵尾礦上百億噸，占用大量的土地、山川，同時破壞環境也危害生態。目前，混凝土中一般使用3(Γ50%的摻合料代替水泥，并使用各種外加劑以降低混凝土成本和提高性能；其中，所使用的混凝土摻合料多以礦渣粉和粉煤灰為主。近些年來，在一些大中城市，由于建筑規模急劇擴大，伴隨著預拌混凝土產業也在全國迅速發展，由此帶來了礦渣粉和粉煤灰的用量也急劇增加，從而導致礦渣粉作為混凝土摻合料出現短缺，進而使礦渣粉的價格不斷升高。此外，隨著環境保護意識的增強以及碳排放稅的實施，火力發電在能源結構中所占比重會日益下降，電廠的粉煤灰排放預期會有明顯的縮減，與之相矛盾的是混凝土的需求量仍然會以5%左右的速度遞增，因此，尋求一種礦渣粉和粉煤灰在混凝土中的替代資源，就尤為迫切。為了解決混凝土用量急劇增加以及礦渣粉和粉煤灰產量不足之間的矛盾，如果能夠將鐵尾礦完全代替礦渣粉以及粉煤灰用作混凝土摻合料，這樣既可以解決鐵尾礦堆積帶來的環境問題又可以解決礦渣粉以及粉煤灰產量不足的問題。但是，在現有技術，由于鐵尾礦的活性不夠，因此在制備混凝土過程中，必須將鐵尾礦與粉煤灰或礦渣粉或粉煤灰與礦渣粉混合物同時使用，才可以制備滿足建筑用混凝土各項性能指標的混凝土。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中鐵尾礦由于活性不夠而必須和粉煤灰或礦渣粉混合使用才可以作為混凝土摻和料的問題，進而提供一種可以完全代替礦渣粉和粉煤灰用于混凝土的改性鐵尾礦活性摻合料。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，包括如下組分鐵尾礦、聚羧酸鹽；其中，以鐵尾礦的質量計，所述聚羧酸鹽的添加量為O. 2 O. 6wt% ;所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為40(T600m2/kg。所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為45(T550m2/g。以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO2含量大于50wt%。以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO2含量大于80wt%。以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中鐵含量小于12wt%。以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中鐵含量小于8wt%。所述聚羧酸鹽的數均分子量為3000 6000。
一種制備所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料的方法，包括如下步驟將特定量的上述鐵尾礦和上述聚羧酸鹽共磨至特定比表面積，制備得到所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料。本發明與現有技術相比具有如下優點(I)本發明所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，通過在鐵尾礦中摻入O. 2^0. 6wt%的聚羧酸鹽，同時將鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積控制在40(T600m2/kg范圍內，聚羧酸鹽一方面可以對該比表面積下的鐵尾礦起到分散作用，另一方面其可以直接吸附于鐵尾礦表面，在制備混 凝土過程中聚羧酸鹽首先直接與鐵尾礦作用，便于提高鐵尾礦在混凝土中的水化活性，使得本發明所述鐵尾礦可以完全代替礦渣粉及粉煤灰用于混凝土摻合料。本發明所述鐵尾礦活性摻合料替代礦渣粉以及粉煤灰用于混凝土中可配制ClO ClOO泵送混凝土，并可以滿足建筑用混凝土各項性能指標，在建設工程中有廣闊的應用前景。此外，通過發明人的不斷研究發現，鐵尾礦與粉煤灰或礦渣粉不同，其活性并不會隨著比表面積的不斷增大而增大，當控制鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積均為特定比表面積時，鐵尾礦與聚羧酸鹽的協同作用具有優異效果，從而使得鐵尾礦可以完全代替礦渣粉與粉煤灰作為混凝土活性摻合料。(2)本發明所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，進一步控制所述鐵尾礦與聚羧酸鹽的比表面積為45(T550m2/kg時，該鐵尾礦活性摻合料能夠具有最佳活性，與采用其它摻合料拌制的混凝土相比，具有流動性好、保水性好、粘聚性適宜、密實性好和碳化低的特征。(3)本發明所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料的制備方法，通過對鐵尾礦與聚羧酸鹽進行共磨處理，在共磨處理過程中鐵尾礦中的少量玻璃體在外力作用下，其網狀結構發生斷裂、變形和晶格畸變，同時以鐵尾礦的質量計，加入O. 2^0. 6wt%聚羧酸鹽時，聚羧酸鹽在與鐵尾礦共磨過程中可以直接吸附與磨細的鐵尾礦表面，一方面聚羧酸鹽可以起到對磨細鐵尾礦的分散作用，避免鐵尾礦在磨細處理時產生結團現象，另一方面在后續混凝土的制備過程中，聚羧酸鹽可以首先直接與鐵尾礦作用，這樣便于提高鐵尾礦在混凝土中的水化活性。
具體實施例方式以下結合實施例，對本發明作進一步具體描述，但不局限于此。本發明原材料選擇鐵尾礦粒徑O. 315^2. 5mm,細度模數1. 3，產地北京密云；聚羧酸鹽數均分子量3000 6000，市售；水泥市售P. 0425水泥；砂子中砂，細度模數為2. 6 2. 8，平均粒徑為O. 315飛mm，產地涿州；碎石粒徑為5. 00-25. Omm,連續級配，河北三河；聚羧酸鹽外加劑北京華迪HDP聚羧酸高性能減水劑；粉煤灰11級粉煤灰，北京興達；礦渣粉S95級，北京興達。實施例1
稱取5000g的SiO2含量為40wt% 50wt%的鐵尾礦，與IOg的數均分子量為3000的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為400m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料A。實施例2稱取5000g的SiO2含量為50wt% 60wt%，含鐵量為10 12wt%的鐵尾礦，與15g的數均分子量為4000的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為450m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料B。實施例3稱取5000g的SiO2含量為60wt% 70wt%，含鐵量為8 10wt%的鐵尾礦，與20g的數均分子量為5000的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為500m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料C。
實施例4 稱取5000g的SiO2含量為70wt% 80wt%，含鐵量為6 8wt%的鐵尾礦，與25g的數均分子量為6000的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為550m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料D。實施例5稱取5000g的SiO2含量為80wt% 90wt%，含鐵量為3 5wt%的鐵尾礦，與30g的數均分子量為5500的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為600m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料E。實施例6稱取5000g的SiO2含量為90wt% 95wt%，含鐵量為2 4wt%的鐵尾礦，與30g的數均分子量為4500的聚羧酸鹽混合均勻，混合均勻后共磨得到比表面積為600m2/kg的改性鐵尾礦活性摻合料F。件能測定評價例取上述實施例1至6制備得到的改性鐵尾礦活性摻合料分別制備CIO、C30、C50、C60、C80和ClOO的混凝土，混凝土配方見表1，并對制備得到的混凝土分別進行坍落度以及28d抗壓強度測試，測試結果見表I。同時本發明還提供了以粉煤灰或礦渣粉作為混凝土摻合料的CliTClOO混凝土的配方見表1，并對制備得到的混凝土也分別進行了塌落度以及28d抗壓強度的對比測試，測試結果見表I。表I混凝土配方及性能測試結果
權利要求
1.一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，包括如下組分鐵尾礦、聚羧酸鹽；其中，以鐵尾礦的質量計，所述聚羧酸鹽的添加量為O. 2^0. 6wt% ;所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為40(T600m2/kg。
2.根據權利要求1所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為45(T550m2/kg。
3.根據權利要求1所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO2含量大于50wt%。
4.根據權利要求3所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中SiO2含量大于80wt%。
5.根據權利要求f3任一所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，以鐵尾礦的質量計，所述鐵尾礦中鐵含量小于12wt%。
6.根據權利要求5所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，述鐵尾礦中鐵含量小于8wt%。
7.根據權利要求f6任一所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，其特征在于，所述聚羧酸鹽的數均分子量為3000 6000。
8.一種制備權利要求f 7任一所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料的方法，包括如下步驟 (I)將特定量的上述鐵尾礦和聚羧酸鹽混合均勻； (2 )將步驟(I)中混合均勻的物料共磨至特定比表面積，制備得到所述混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料。
全文摘要
本發明提供了一種混凝土用改性鐵尾礦活性摻合料，包括如下組分鐵尾礦、聚羧酸鹽；其中，以鐵尾礦的質量計，所述聚羧酸鹽的添加量為0.2~0.6wt%；所述鐵尾礦與所述聚羧酸鹽的比表面積均為400~600m2/kg。本發明所述鐵尾礦活性摻合料替代礦渣粉以及粉煤灰用于混凝土中可配制C10～C100泵送混凝土，并可以滿足建筑用混凝土各項性能指標，在建設工程中有廣闊的應用前景。
文檔編號C04B18/12GK103011648SQ201210585500
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者王安嶺, 段遵莉, 武俊宇 申請人:北京東方建宇混凝土科學技術研究院有限公司