[发明专利]掘进矸石混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，特别是一种利用掘进矸石配制的混凝土，属于混凝土材料技术领域。

背景技术

随着现代工业的发展，煤炭开采机械化进程的加快，开采量的提高，与之伴生的大量掘进矸石堆积占地，如不采取妥善处理和利用，必然会给矿山周边的环境造成严重危害。

掘进矸石是指煤矿在巷道掘进过程中排出的岩石以及在采空区中垮落的岩石，工作面冒落的岩石，主要由砂岩和石灰组成，个别矿区也有火成岩。掘进矸石的主要矿物成分是伊利石以及石英、云母、长石等碳酸盐类矿物，其化学成分如表1所示：

表1掘进矸石的化学成份

因其掘进矸石不含发热量，通常只是作为修路用的填充材料，大量的掘进矸石基本没有得到有效利用，随着我国建筑业的加快发展，作为混凝土原料之一的普通碎石因其受到有限资源的限制，已不能满足建筑工程的需求。

我国是世界产煤大国，掘进矸石的排量每年都在近亿吨以上，大量的堆积，占用土地且污染周边环境，如何能使掘进矸石变废为宝，长期以来一直是业内急待解决的问题。至目前为止，还没有掘进矸石得以充分利用的报道。

发明内容

为了解决长期以来一直没有解决的掘进矸石的处理及利用问题，本发明的目的在于提供一种可以替代碎石使用而制备的掘进矸石混凝土。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种掘进矸石混凝土，其特点为：它由经破碎筛分后成粒度为5-31.5mm的掘进矸石粗骨料与水泥、中砂和水混合搅拌均匀而成；其各成份所占重量百分比为：掘进矸石粗骨料48～50％，水泥13～18％，中砂25～30％，水7～9％。其中水泥选用32.5水泥或42.5水泥中任一种。

上述破碎筛选后的掘进矸石粗骨料堆积密度为1300～1400kg/M³、筒压强度≥7MPa，吸水率≤10％。

上述的掘进矸石混凝土的搅拌时间至少为3分钟，其坍落度为20-60mm。

上述的掘进矸石混凝土强度等级为C10，C15，C20，C25，C30，符合GB50010-2002《混凝土结构设计规范》的国家标准。

本发明所用的掘进矸石不属于轻骨料范畴，可以完全替代普通碎石制备混凝土。

本发明的有益效果在于：1)掘进矸石资源丰富，筒压强度高，用掘进矸石配制混凝土和钢筋混凝土的强度与普通碎石配制的混凝土强度相同，可完全替代碎石配制混凝土。2)制备工艺简单，只需将掘进矸石用现有破碎机破碎，选出粒径5-31.5mm的粗骨料直接与水泥、中砂和水混合搅拌均匀即可使用，生产成本低，可有效降低工程造价，是煤矸石综合利用的有效途径之一。3)用掘进矸石制备混凝土，能大量利用工业废渣，降低其对环境的影响，即解决了长期以来矸石堆积占用土地的问题，同时也使掘进矸石变废为宝，解决了现有技术中普通碎石供不应求的问题；4)有利于矸石资源的充分利用，对矿山周边环境的保护极为有利，其所具有的潜在经济效益巨大，符合国家节能、减排、保护环境的产业政策，益于推广应用。

具体实施方式

本发明的掘进矸石混凝土，是由经破碎筛分后，选取粒度为5-31.5mm的掘进矸石作为粗骨料与水泥、中砂和水混合后，搅拌均匀制备而成；掘进矸石混凝土组成的成份为(占总重量的百分比)：掘进矸石粗骨料为48-50％，水泥为13-18％，中砂为25-30％，水为7-9％；其中的水泥可选用32.5或42.5水泥中任一种。

上述掘进矸石粗骨料的堆积密度为1300～1400kg/m³、筒压强度≥7MPa，吸水率≤10％。

具体配制的操作步骤如下：

步骤1)掘进矸石粗骨料制备；

将煤矸石中的掘进矸石拣出用铲斗车运入颚式破碎机受料斗，经颚式破碎机破碎后，进入斗式提升机，运到设于料仓上的振动筛(或滚动筛)，经振动筛分级，选出粒度为5mm-31.5mm的粗骨料经皮带输送机运送到堆放场；

步骤2)将步骤1)将选出的掘进矸石根据需要再次筛分出5mm到31.5mm粒度不同的粗骨料；

步骤3)将步骤2)的粗骨料48-50％，42.5水泥13-18％，中砂25-30％，水6-9％混合后投入搅拌机混合搅拌至少3分钟，最佳为3-4分钟，制成的掘进矸石混凝土坍落度为20-60mm。

本发明所用的掘进矸石粗骨料，其烧失量≤5％，筒压强度≥7MPa，堆积密度范围在1300～1400kg/M³，吸水率不超过10％，软化系数小于0.8。