[发明专利]一种高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块及其制备和应用。

背景技术

当前建筑物结构形式多种多样，由于民用及公共建筑物使用环境较好，日常保养比较到位，基本都能在设计使用年限内保证建筑的可靠性；而工厂设施、能源设施等使用过程中内部不稳定的因素较多，混凝土的强度远不能满足工业建筑的需求，使用30年左右的建筑结构就会出现表面剥落和开裂的问题，说明此类混凝土耐久性较差。

尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。但是现阶段我国尾矿综合利用率低，其堆积占用大量的土地资源，而且我国尾矿库的数量在不断增加。尾矿中含有较多的重金属离子，其渗入地下，将严重污染河流及地下水资源。而且很多尾矿库超期使用，甚至违规操作，使尾矿库存在极大安全隐患，对周边地区人民财产和生命安全造成严重威胁。

综上，如何能利用废弃物铁尾矿制备出高强度混凝土砌块是一个非常有价值的研究方向。因为制备出的高强度混凝土砌块一方面可以解决工业废弃物污染环境、处理费用高昂、占地面积大的问题，另一方面，可以将现有的混凝土砌块抗压强度进一步提高，使建筑物具备抗氯离子侵蚀和抗冻的能力，满足恶劣环境下对建筑物高耐久性的要求，最终达到延长建筑物的使用年限、提高建筑设施的使用安全性的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块，通过调整混凝土砌块自身结构，提高混凝土砌块的抗压强度、抗氯离子侵蚀能力和抗冻性能，同时缓解我国尾矿堆存量大，利用价值低，影响城市及周边环境的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块，每立方米所述混凝土中各组分用量如下：

水泥260kg～380kg；

粉煤灰85kg～95kg；

硅灰30kg～40kg；

铁尾矿粉0kg～112kg；

铁尾矿砂670kg～690kg；

硫磺21.8～22.2kg；

石子995kg～1005kg；

水160～170kg；

减水剂4.8～5.1kg。

进一步，所述铁尾矿粉的粒径为0.01mm～0.3mm。

进一步，铁尾矿砂粒径为0.3mm～2.5mm。

进一步，所述石子为5～10mm的天然碎石。

进一步，减水剂为聚羧酸高效减水剂，其掺量为胶凝材料重量的1％，其中胶凝材料为水泥、尾矿粉、粉煤灰、硅灰的混合物，水胶比为0.33。

进一步，所述水泥为普通硅酸盐水泥或者强度等级大于等于42.5的硅酸盐水泥；所述硅灰为二氧化硅含量大于等于90％的硅灰；所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

本发明一方面提供一种高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，水泥、粉煤灰、硅灰、铁尾矿粉、铁尾矿砂按配合比称量，倒入搅拌机内进行搅拌，使其均匀混合；

步骤二，将称量好的减水剂与水混合，搅拌均匀；

步骤三，将步骤二制作好的混合液加入搅拌机，搅拌120s～150s；

步骤四，将石子加入搅拌机内继续搅拌90s～120s，直到搅拌均匀；

步骤五，混凝土制备完成之后，装入试模，在振动台震动成型并将其放入20℃±3℃、相对湿度为90％以上养护室养护24小时，拆模后的砌块立即放入标准养护室中养护28天；

步骤六，在烘干箱内烘干砌块；

步骤七，采用常压法进行渗硫处理；

步骤八，待硫磺充分冷却，擦拭砌块表面，高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块制备完成。

进一步，所述步骤六的具体操作方法是：

a，将砌块放入烘干箱，温度设置在105℃预热半小时；

b，将烘干箱温度升至300℃，继续烘干4小时；

c，关闭烘干箱，静置1小时后再将砌块取出，等待渗硫处理。

进一步，所述步骤七的具体操作方法是：

a，将称量好的硫磺放入铁质容器内，用电炉加热至硫磺融化成透明液体；

b，不间断加热，硫磺变成黑色粘稠液体时，将砌块浸入硫磺中；

c，砌块在硫磺中处理时间2～3小时后，渗硫处理操作完成，将砌块取出。

本发明另一方面提供高强度渗硫铁尾矿混凝土砌块在强酸、强碱土壤，临海建筑物中的应用。

本发明的有益效果在于：