[发明专利]高硅型铁尾矿多元固废活化混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于固废资源化领域，尤其涉及一种高硅型铁尾矿多元固废活化混凝土及其制备方法，混凝土的原料包括水泥360～380kg/m³、粉煤灰30～40kg/m³、改性高硅型极细铁尾砂30～40kg/m³、尾矿废石930～950kg/m³、尾矿细砂870～930kg/m³、水160～170kg/m³和外加剂4～8kg/m³。改性高硅型极细铁尾砂的制备方法如下：对高硅型极细铁尾砂进行200目筛网筛分，使用XQM‑8立式行星球磨机进行机械活化，球磨机正反转间隔10～15分钟，转速为380～395r/min，运行两小时后开罐冷却至室温。本发明固废总掺量高，水泥用量低，混凝土抗渗性能理想，后期抗压强度高。

技术领域

本发明属于固废资源化领域，尤其涉及一种高硅型铁尾矿多元固废活化混凝土及其制备方法。

背景技术

我国大宗工业固废大掺量应用于混凝土与国外现有研究水平存在一定差距。上世纪九十年代，粉煤灰作为掺合料逐步应用于混凝土中，开始了大宗工业固废在预拌混凝土中的规模应用。本世纪初，粒化高炉矿渣、钢渣等作为掺合料逐步在预拌混凝土中实现了批量应用。2014年《铁尾矿骨料混凝土应用技术规程》正式实施，推动了铁尾矿在混凝土中批量应用。

当前我国工业固体废物年产生量约33亿吨，历史累计堆存量超过600亿吨，占地超过200万公顷。尾矿废石的大量堆存以及优质天然资源（沙子、石子）的暴力开采，已经造成严重的生态破坏和环境污染风险。结合混凝土在原材料方面的大量需求，围绕大宗工业固废的减量化、资源化、无害化，通过对固废源精细化预处理，变“工业固废”为“再生资源”，推动大宗工业固废的多渠道规模消纳，缓解环保压力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种固废总掺量高，水泥用量低，混凝土抗渗性能理想，后期抗压强度高，混凝土拌合物流动性好的高硅型铁尾矿多元固废活化混凝土及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种高硅型铁尾矿多元固废活化混凝土，其原料包括水泥360～380kg/m³、粉煤灰30～40kg/m³、改性高硅型极细铁尾砂30～40kg/m³、尾矿废石930～950kg/m³、尾矿细砂870～930kg/m³、水160～170kg/m³和外加剂4～8kg/m³。

作为一种优选方案，本发明所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥。

进一步地，本发明所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，其中：45μm筛余细度8.5～9%，需水量比87%～90%、烧失量0.78～1.21%，含水量0.12～0.52%，三氧化硫0.21～0.51%，密度2.15～2.25g/cm³，安定性0.3～0.5mm，28天活性指数76～80%，铵离子含量105～107ppm。

进一步地，本发明所述改性高硅型极细铁尾砂内部二氧化硅质量分数为70～80%。

进一步地，本发明所述改性高硅型极细铁尾砂的制备方法如下：对高硅型极细铁尾砂进行200目筛网筛分，使用XQM-8立式行星球磨机进行机械活化，球磨机正反转间隔10～15分钟，转速为380～395r/min，运行两小时后开罐冷却至室温。

进一步地，本发明所述尾矿废石为5～20mm连续级配；其中：表观密度2630 ～2650kg/m³、堆积密度1490 ～1520 kg/m³，堆积密度孔隙率40～43%，含泥量0.2～0.3%，针片状颗粒含量2.8～3%，强度压碎指标7～7.4%。

进一步地，本发明所述尾矿细砂细度模数为2.1～2.2，表观密度2580 ～2590 kg/m³、堆积密度1530～1540 kg/m³，空隙率40～41%，含泥量2.1～2.4%，泥块含量0.6～0.8%。