[发明专利]一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖及其制备方法，该仿古砖包括面层和底层，面层中包含活化钼尾矿粉、硅灰、白水泥和颜料，底层中包含钼尾矿砂、石英砂、活化钼尾矿粉、硅灰和硅酸盐水泥；本发明依次进行面层和底层的浇注，经养护和加工得到仿古砖。本发明的仿古砖采用活化钼尾矿粉作为矿物掺和料替代部分水泥和硅灰，形成水化反应致密体并填充浆体孔道，促进后期强度的大幅度增长，结合在底层中添加钼尾矿砂作为骨料代替部分石英砂，与水化产物稳定的结合形成骨架，提高仿古砖的抗压强度和耐久性，实现了对固废资源钼尾矿的充分利用；本发明采用两步浇注成型，避免了烧结工艺繁琐、耗能高、易产大量的二氧化碳等温室气体的问题。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖及其制备方法。

背景技术

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)是由法国公司于1993年研制成功的一种具有高强度、高韧性和优异耐久性的水泥基材料，它在土木、市政、海洋、核电等工程及军事设施中有非常好的应用，但作为一种新型装饰混凝土如雕塑、工艺品等应用相对较少。金鹭云等人基于活性粉末混凝土具有的高强度和高耐磨性的特性，以石英砂为骨料，活性粉末组分主要用水泥、石英粉和硅灰，制备出性能良好，表观质量符合要求的活性粉末混凝土仿古砖，用于天安门仿古砖的修缮改造工程。该研究增大了活性粉末混凝土的推广范围，但存在未解决活性粉末混凝土中原材料水泥、硅灰和石英砂等天然资源大量被使用，生产成本高的问题。

钼尾矿是选取金属钼后产生的SiO₂质量含量大于72％的工业固体废弃物。但目前钼尾矿的利用率不高，据初步估计中国的钼尾矿堆积量达到2亿吨，且仍以2000万吨/年的速率增长，给生态环境造成严重破坏。

目前，国内很多地方正在开展特色小镇和古镇古村落建设，需要大量的仿古砖，国家又严禁烧制黏土砖，这为钼尾矿矿渣的资源化利用提供了巨大的社会需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖。该仿古砖的面层和底层中采用活化钼尾矿粉作为矿物掺和料替代部分水泥和硅灰，形成水化反应致密体并填充浆体孔道，促进后期强度的大幅度增长，结合在底层中添加钼尾矿砂作为骨料代替部分石英砂，与水化产物稳定的结合形成骨架，提高仿古砖的抗压强度和耐久性，实现了对固废资源钼尾矿的充分利用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖，其特征在于，包括面层和底层，且所述面层中包含以下组分：活化钼尾矿粉、硅灰、白水泥和颜料，所述底层中包含以下组分：钼尾矿砂、石英砂、活化钼尾矿粉、硅灰和硅酸盐水泥。

本发明采用的活化钼尾矿粉具有较好的微集料效应、活性效应和填充效应，钼尾矿砂符合GB/T 14684-2011《建筑用砂》标准。在本发明仿古砖的面层和底层中，活化钼尾矿粉作为矿物掺和料替代部分水泥和硅灰，在水泥水化浆体中与硅灰微粒相互穿插，均匀地形成水化反应致密体，各种水化物凝胶不断地填充于浆体的毛细孔中，封闭堵塞了孔穴通道，促进后期强度的大幅度增长，有助于提升面层光泽度和耐磨性；同时，在底层中添加钼尾矿砂作为骨料代替部分石英砂，与水化产物稳定的结合形成骨架，提高仿古砖的抗压强度和耐久性。本发明通过采用活化钼尾矿粉和钼尾矿砂实现了对固废资源钼尾矿的充分利用，提高了仿古砖的利用率和附加值，降低了钼尾矿堆砌对生态环境的破坏影响，减少了水泥、硅灰和石英砂的使用量，降低了生产原料成本。

上述的一种钼尾矿活性粉末混凝土仿古砖，其特征在于，所述面层由以下质量百分含量的成分制成：活化钼尾矿粉33.46％～45.91％，硅灰8.36％～15.30％，白水泥15.30％～41.82％，颜料1.67％～3.06％，水12.55％～19.13％，消泡剂0.04％～0.15％，减水剂1.15％～2.09％。