一種利用尾礦生產混凝土的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]混凝土技術領域。
【背景技術】
[0002]尾礦是礦業生產中，剝離的脈石礦物粉磨后的廢棄物，其數量巨大，占用大量土地，酸性浸出液和重金屬離子污染嚴重，利用率低。為增大尾礦的消耗量，對尾礦在混凝土中的應用已有較多的摸索。
[0003]尾礦在混凝土中的應用有兩種方法:1.非活性尾礦替代水泥或細集料，直接摻入混凝土中；2.利用其中有活性的成分，作為活性混合材摻入混凝土中。
[0004]非活性尾礦直接摻入混凝土有兩種工藝:1、直接替代膠凝材料；2、直接替代細集料。非活性尾礦直接替代膠凝材料，有稀釋作用，會減少有效膠凝組分，降低混凝土強度，且在應用中尾礦的種類分類較細致，應用范圍窄。對于含有火山灰活性的尾礦，對尾礦組分的要求則更高，且一般需要經過活化處理采用應用。如含有高嶺土的尾礦，需要進過700-8000C的高溫處理，使其中高嶺土轉變為偏高嶺土材具有所需的活性。又如，一些對含有石英的尾礦進行粉磨或高溫處理，使尾礦表面的石英分子趨向于無序化玻璃態轉變，從而具有一定的活性。這兩種方法應用范圍窄，不便于規模化生產和應用。
[0005]尾礦粒徑范圍大致為0.01-2mm,實際尾礦粒徑上限會擴展至2_5mm不等。尾礦是脈石礦物破碎后獲得，大部分尾礦由石英和方解石組成，將這兩種礦物含量超過60%的尾礦定義為硅鈣質尾礦，這樣就能夠一定程度上打破因為尾礦品質不同帶來的應用范圍上的限制。由于石英和石灰石填料具有促進水泥早起水化以及代替未水化水泥顆粒的作用，因此應用硅鈣質尾礦，能夠有效抵消一部分稀釋作用。同時，混凝土中有5-20%左右的水泥顆粒，在混凝土硬化后，是沒有水化的。因此，利用硅鈣質尾礦作為填料，能夠替代這部分水泥顆粒。從而使得尾礦能夠大規模的應用與混凝土生產中。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是將只要礦物組成是石英和石灰石的尾礦應用于混凝土生產中。主要實施辦法是，首先定義了硅鈣質尾礦的概念，并開發了用其生產中等和高等強度等級混凝土的工藝。
[0007]將石英和石灰石兩種礦物總含量超過60%，定義為硅鈣質尾礦。
[0008]利用顆粒粒徑在0.01_2mm范圍內的硅鈣質尾礦，曬干或烘干，保證含水率低于5%，作為填料。
[0009]對于中等強度等級混凝土，根據《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規程》設計C30、C40混凝土配合比。按質量比10-20%，使用符合上述要求的硅鈣質尾礦替代水泥，并按《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規程》拌制混凝土。
[0010]對于高等強度混凝土，《JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規程》設計C50、C60混凝土配合比。按質量比5-15%，使用符合上述要求的硅鈣質尾礦替代水泥，并按《JGJ55-2011普通混凝土配合比設計規程》拌制混凝土。
[0011]所得混凝土成品，在機械性能和工作性上，該工藝生產的混凝土，抗壓和抗折強度與基準混凝土一致。且由于尾礦顆粒比水泥顆粒組，拓寬了膠凝材料的粒徑范圍，具有優化膠凝材料級配的作用。能夠降低混凝土的用水量和減水劑用量，改善混凝土的工作性。同時，優化顆粒級配能夠提高混凝土連續性，提高了混凝土的彈性模量
在長期性能和耐久性上，該工藝生產的混凝土，由于用水量少，顆粒級配更密實連續。從而能夠提高混凝土的抗凍、抗滲性能。同時能夠有效的降低混凝土干燥收縮量，提高混凝土的體積穩定性。
【主權項】
1.一種利用尾礦配制混凝土的工藝，利用該工藝可生產硅鈣質尾礦混凝土，該工藝利定義石英和石灰石礦物含量超過60%的尾礦即為的硅鈣質尾礦，將其作為填料，經過干化處理，使用粒徑0.01-2mm范圍內的顆粒，作為填料在中等和高等強度等級混凝土分別替代質量比10-20%和5-15%的水泥或混合材，能夠使混凝土獲得優良的機械和耐久性能。
【專利摘要】本發明涉及尾礦在混凝土中的應用技術，所述方法是將石英和石灰石礦物總含量超過60%的尾礦作為硅鈣質尾礦，將其干化后利用顆粒粒徑范圍0.01-2mm的部分作為填料，替代混凝土中水泥或混合材，在中等強度混凝土中等質量替代比例10-20%，在高等強度混凝土中等質量替代比例5-15%，混凝土均能獲得優良的工作性、機械性能和耐久性。
【IPC分類】C04B18/12
【公開號】CN104973812
【申請號】CN201410132745
【發明人】單來, 沈衛國, 田孝武
【申請人】華潤水泥技術研發有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月3日