[发明专利]一种基于锑尾矿废石的高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于锑尾矿废石的高性能混凝土及其制备方法，包括以下物料：粗骨料、机制砂、减水剂和水；所述粗骨料包括水泥和锑尾矿碎石；每立方米高性能混凝土中，各物料的质量比为水泥：锑尾矿碎石：机制砂：减水剂：水＝442～485：1047～1091：724～758：4.86～5.82：160；锑尾矿碎石的矿物成分主要为石英；石英中SiO₂含量74.47％～94.17％。本发明利用锑尾矿废石制成的碎石和水泥结合作为粗骨料制成混凝土，实现锑尾矿废石的资源化综合回收利用，减少堆放场地和管理成本，降低混凝土的生产成本，且混凝土具有强度高、抗冻性、抗裂性、抗渗性与耐久性好等优点。

技术领域

本发明属于固废资源利用和混凝土技术领域，涉及一种基于锑尾矿废石的高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是世界上使用最广泛，经济性最好的人造土木工程材料。粗骨料作为混凝土的骨架，是高性能混凝土的重要组成部分；近年来，随着我国经济高速增长，国家对基础建设投入不断加大，项目建设需要大量的优质砂石骨料供应，耗费大量的砂石资源生产混凝土，造成天然砂石资源日益枯竭，为了可持续发展，要禁止过度开采天然砂石，因此，砂石价格一路上涨且供不应求，砂石资源紧缺这一问题变成了项目建设者不得不面临的难题。

目前已有铁尾矿、铜尾矿、金尾矿、锌尾款、钼尾矿等金属尾矿应用于混凝土的相关研究和案例，同时根据已发布的数据，全球锑探明储量为180万吨，而我国是世界上锑资源储量最多的国家，占全球总量的52％；我国也是世界头号锑生产大国，因此，在开采、选矿以及生产过程中也无法避免地产生大量的锑尾矿废石；这些锑尾矿废石的矿物成分主要是SiO₂、Fe及Al₂O₃等，目前对锑尾矿废石的处置措施主要是建立专门的废石堆放场进行集中堆放，但这种处理方式不仅要占用大量土地，而且费时费力，无形中增加了企业的生产成本，并且如果处理不当，还极易对周边环境造成重金属污染。如何实现锑尾矿废石变废为宝，解决锑尾矿废石的综合回收利用问题成为大家关注的话题。

发明内容

针对现有混凝土砂石资源和锑尾矿废石处理中出现的技术问题，本发明提供一种基于锑尾矿废石的高性能混凝土及其制备方法，利用锑尾矿废石制成的碎石和水泥结合作为粗骨料制成混凝土，实现锑尾矿废石的资源化综合回收利用，减少固体废弃物的堆放场地和管理成本，降低混凝土的生产成本，制成的混凝土具有强度高、抗冻性、抗裂性、抗渗性与耐久性好等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于锑尾矿废石的高性能混凝土，包括以下物料：粗骨料、机制砂、减水剂和水；所述粗骨料包括水泥和锑尾矿碎石；

每立方米高性能混凝土中，各物料的质量比为水泥：锑尾矿碎石：机制砂：减水剂：水＝442～485：1047～1091：724～758：4.86～5.82：160。

进一步的，所述锑尾矿碎石的矿物成分主要为石英；所述石英中SiO₂含量为74.47％～94.17％。

进一步的，所述粗骨料中的锑尾矿碎石主要成分及含量是：SiO₂含量为86.53％～93.64％，Al₂O₃含量为2.57％～4.12％；CaO含量为0.177％～2.04％；Fe₂O₃含量为0.638％～1.275％；K₂O含量为0.337％～0.565％；FeO含量为0.219％～0.364％；TiO₂含量为0.143％～0.176％；MgO含量为0.103％～0.14％；MnO含量为0.026％～0.034％；P₂O₅含量为0.029％～0.045％以及Na₂O含量为0.013％～0.024％。