[发明专利]一种铁矿尾矿自密实混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其是涉及一种利用工业固体废物铁矿尾矿、粉煤灰等为原料制备的自密实混凝土。

背景技术

矿产资源是人类社会赖以生存的重要自然资源，矿产资源的开发与利用为社会进步提供了巨大动力，同时也丢弃了大量的废石和尾矿等矿产废弃物；矿产废弃物的持续增长所带来的环境污染压力已成为影响我国建设循环经济社会、实现可持续发展战略目标的棘手难题，急需研究和解决。

我国是个矿业大国，但大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿产生量也在增加。据统计，2000年以后，我国矿山每年尾矿产生量达到6亿吨以上，按此推算，现有尾矿的总堆存量约在80亿吨左右。这些尾矿不仅要侵占大量的土地，污染矿区与周边地区的环境，形成安全隐患，而且每年还需要投入大量资金维护尾矿库的正常运行。因此，开展尾矿循环利用和减排的工作，使之变废为宝，化害为利，可有效缓解资源和环境得双重压力，可谓一举多得。

尾矿作为矿山废弃物是一个相对的概念，是一种潜在的二次资源。换言之，尾矿具有二次资源与环境污染双重特性。随着科学技术的进步，矿山废弃物成为资源的观念逐渐被人们接受，资源的二次利用日益被人们所重视。铁矿尾矿现在的主要利用途径是生产建筑中砂。建筑中砂生产过程是将铁矿尾矿中的粗颗粒筛选出来作为建筑中砂，然后将剩下的细颗粒再排放到尾矿库中，由于铁矿尾矿粒径大部分在1mm以下，符合建筑中砂范围的粗颗粒很少，大部分铁矿尾矿仍然要排放到尾矿库中存放。另外，生产空心砌块、彩色陶粒、琉璃瓦等产品国内虽有成熟技术，但由于生产过程需要烧结或高温、高压养护，能耗较高，广泛推广远远不够。目前，我国铁矿尾矿利用率不到10%；如果把铁矿尾矿利用与大规模的自密实混凝土生产结合起来，直接利用或与机制砂、天然砂混合制成混合砂，可以实现铁矿尾矿逐步消纳、有效降低库存量的目标，既解决了铁矿尾矿的综合利用问题，又解决了建设用砂资源问题，则是一举两得的好事。

自密实混凝土、高性能混凝土技术就是为了适应建筑业的飞速发展而提出来的，它不但可解决混凝土施工难度，而且还可以消除人为因素而造成的混凝土工程质量事故，同时也大大降低了工人的劳动强度，改善了劳动环境，加快了工程进度，大大提高了工程质量，为解决配筯过密、薄壁、形状复杂、振捣困难等施工带来了福音。有些结构物钢筋密集、断面狭窄；有的待浇筑混凝土处于已有结构的下方，难以用传统方法有效浇筑，这些结构混凝土常常不易得到完全捣实而形成缺陷，应用自密实混凝土可以很好地解决这一问题。此外，应用自密实混凝土还有许多优点，如：加快施工速度、节省劳动力、提高混凝土质量、减少噪音污染、降低综合造价等。

近20 年来，由于自密实混凝土的优越性，自密实混凝土的研究与应用实践在世界范围内广泛展开。但把铁矿尾矿应用到自密实混凝土中，国内尚无报导，中国发明专利申请200910184993“一种铁矿尾矿预拌混凝土及其制备方法”所公开的技术是用铁矿尾矿代替天然中砂配制Ｃ１０～Ｃ４０预拌混凝土，没有涉及到在自密实混凝土中的应用技术，而且本发明不仅可以用铁矿尾矿代替天然中砂，还可以和机制砂、天然砂制成混合砂应用到自密实混凝土中，所以本明的实施具有明显的创新意识和竞争意识。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种尾矿利用率高、可以大大降低混凝土成本的铁矿尾矿自密实混凝土，以实现大量消耗铁矿尾矿和降低混凝土造价的双重目的。

为实现本发明的上述目的，本发明一种铁矿尾矿自密实混凝土采用以下技术方案实现。

本发明一种铁矿尾矿自密实混凝土是粗集料、细集料、胶凝材料、外加剂加水制备而成，单方混凝土中各组分质量含量范围为：

粗集料：38.00%～46.00%，采用5～20mm级配碎石；

细集料: 23.00%～37.00%，采用铁矿尾矿与机制砂或天然砂制成的混合砂，混合砂满足Ⅱ区中砂的技术要求；其中铁矿尾矿与机制砂或天然砂的质量之比为3：7～7：3为佳；

胶凝材料：15.00%～24.00%，采用水泥、粉煤灰、磨细矿渣粉三种的混合物，其中水泥占胶凝材料总质量的50%～65％，以51%～55％为宜，以51%～53％为佳；

外加剂：0.30%～0.48%，采用减水剂、增粘剂的混合物，其中减水剂占外加剂总质量的60%～90%。所述的减水剂优先选择聚羧酸系高性能减水剂，增粘剂采用纤维素、酰胺类聚合物，用于增加混凝土拌合物粘度，提高抗离析性能；