[发明专利]预制件用混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土预制件技术领域，具体来说，是一种预制件用混凝土及其制备方法。本发明一种预制件用混凝土，以重量分数计，由以下原料组成：水泥为11％‑13％，骨料为35‑47％，粉煤灰为5％‑7％，硅灰为5％‑7％，焦宝石尾矿为15％‑25％，粘接剂为0.1％‑2％，减水剂为0.1％‑2％，余量为水；还提供制备方法。在硅灰和粘接剂的协同作用下得到预制件用混凝土，处理了焦宝石尾矿和粉煤灰等工业废弃物，达到了协同治理，以废治废的目的，实现了焦宝石尾矿的资源化利用。

技术领域

本发明涉及混凝土预制件技术领域，具体来说，是一种预制件用混凝土及其 制备方法。

背景技术

预制件(PC构件)是指在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产的混凝 土制品，应用广泛，在国民经济中扮演重要的角色。现有的混凝土主要原料为水 泥、粗骨料、细骨料、外加剂和水，其中的粗骨料和细骨料起骨架作用，抑制水 泥的收缩，水泥和水包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙，硬化后水泥浆和 粗细骨料胶结在一起，形成坚强的整体。然而，水泥生产过程中消耗了大量的能 源，生成大量的废气(CO₂、SO₂等)，带来污染以及成本问题；同时粗骨料开 采带来不容小觑的环境破坏；上述问题制约着预制件行业的可持续发展。

焦宝石是一种硅酸盐矿物，煅烧后氧化铝含量在40％-50％，结构致密、断 面光滑，是制造耐火材料的优质首选物质，在我省境内储量丰富。然而，焦宝石 在开采过程中会产生大量的焦宝石尾矿，其堆存占用了大量的土地，浪费资源且 破坏生态环境。经调查发现，尾矿是矿山企业在提炼冶金主要原料过程中所排弃 的固体废弃物，一般堆存于尾矿库中，我国是全球尾矿和废石堆存量最大的国家， 总量超过610亿吨，相当于满载的的重载列车绕地球200圈，解决尾矿的大量堆 问题刻不容缓。尾矿联盟副秘书长倪文教授曾表示，通过科技创新，要减少开山 炸石及其带来的严重污染，同时将庞大的“尾矿和废石山”利用起来，典型地区铁 尾矿与优质建材原料协同优化清洁生产技术成为发展趋势。

目前，国内焦宝石尾矿的综合利用技术仍然存在经济效益低，所消耗的数量 有限等问题，因此，充分利用焦宝石尾矿是我国矿业可持续发展的必需之路，利 用焦宝石尾矿生产预制件用混凝土也符合目前生态文明建设的要求。

发明内容

针对现有技术中预制件混凝土传统用料和制备方法消耗大量能源带来 污染问题以及焦宝石尾矿综合利用率低，本发明提供一种预制件用混凝土及 其制备方法，以期达到以废治废的目的。

本发明的技术方案为：

一种预制件用混凝土，以重量分数计，由以下原料组成：水泥为11％-13％， 骨料为35-47％，粉煤灰为5％-7％，硅灰为5％-7％，焦宝石尾矿为15％-25％， 粘接剂为0.1％-2％，减水剂为0.1％-2％，余量为水。

其中：

所述焦宝石尾矿的主要成分质量含量为SiO₂为50％-65％，Al₂O₃为25％-30％ 和Fe₂O₃为5％-15％。利用焦宝石尾矿为混凝土体系提供可解聚和再聚合的硅(铝) 氧四面体，是降低水泥用量、制备高耐久性绿色混凝土的关键。

所述骨料为尾矿砂、废石、卵石、石灰岩或陶粒中的一种或多种。骨料在混 凝土中不仅仅是起到骨架作用，而且其本身的材质、强度、吸水率、以及不同的 形成条件(表面特征)和不同的生产工艺(空隙率、颗粒形状等)都对混凝土性 能有较大的影响。

所述粘结剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、柠檬酸钠、水玻璃、三聚磷酸钠、 碳酸钠中的一种或者多种。粘结剂可配入混凝土浆之中，混凝土在搅拌或后期浇 筑成型时损伤率很大，为了满足产品性能和强度需要加入粘接剂。粘结剂过少， 强度提高较小，加入量过多，会对气孔的形成、尾矿利用率以及产本造成影响。 加入合适量的粘结剂，达到强度提高，后期脱模容易的目的。