一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：改性水泥900～1100，金尾矿砂I 200～250，陶粒200～250，秸秆2～3，减水剂25～30，豆腐废水290～310；所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：水库底泥20～25，改性钢渣30～40，水泥熟料20～30，金尾矿砂II 15～25，磷石膏3～7；其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。本发明专利技术实现了固体废弃物的绿色可持续发展，同时也降低了高性能混凝土的制备成本。的制备成本。的制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及资源环境综合利用
，尤其涉及一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国矿产资源开发不断增长，工业发展取得了前所未有的进步，然而随之而来的是大量工业固体废弃物的产生，诸如钢渣、金矿尾矿等。
[0003]钢渣是炼钢工业的废渣，主要来自炼钢时加入的石灰石、白云石和铁矿石等冶炼熔剂，为调整钢材性质而加入的造渣材料，以及高温下融化成的两个互不熔解的液相炉料中分离出来的杂质等，其排放量约为粗钢产量的12％～20％左右。我国钢渣年产生量约0.8亿吨，累积堆存约5亿吨，综合利用率不足40％。钢渣的化学组分主要包括SiO2、CaO、MgO、Fe2O3，还要有少量的Al2O3、MnO2、P2O5等，其主要矿物组成包括硅酸钙(C2S，C3S)、铁酸钙(C4AF、C2F)、铝酸钙(C
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A7、C3A)、RO相、金属铁、橄榄石、磁铁矿(Fe3O4)、游离氧化钙(f
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CaO)等，可见钢渣的化学组成和矿物组成与水泥相似。钢渣能与水反应，产生Ca(OH)2、C
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S
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A
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H凝胶、C
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A
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H晶体、C
‑
S
‑
H凝胶等。目前钢渣主要应用于路基工程、工程回填料和沥青混凝土集料等，而在水泥混凝土中的应用不到其利用总量的10％，近几年来，人们主要研究了钢渣胶凝性的激发途径和制备新材料的可行性。但钢渣利用率仍然较低，这反映出在钢渣基础性研究方面仍存在着不足。
[0004]金矿尾矿是黄金采选过程中产生的一种废渣，也是我国排放量第二大的金属尾矿。随着国家先后出台环保税、资源税政策，以及自然保护区等生态功能区内矿业权退出，部分黄金矿山企业减产或关停整改，根据中国黄金协会统计数据，2017年，国内累计生产黄金426.142吨，同比下降6.03％，尽管黄金矿开采量逐年下滑，但伴随产生的金尾矿产量巨大约为2.29亿吨。所以，金尾矿的综合处理仍是亟待解决的问题。
[0005]水库作为调节水流和抵御水旱灾害的水利工程建筑物，在一定程度上改变着水体之间物质能量的输送和交换，水中泥沙随着水库的地形地貌和水动力作用差异逐渐沉积于水底。而沉积物会在一定条件下通过生物地球化学过程将储存的大量有机质、重金属等物质转化进入水体，从而影响湖库生态系统。因水库底泥性质与土壤接近，且有机质、矿物质等含量丰富，具有很高的利用价值，若将底泥无害化处理后进行资源化利用，既可保护环境，又可节约资源。
[0006]如何对钢渣、金尾矿和水库底泥进行有效利用，变废为宝，大大减轻环境污染的同时，还能实现重大的经济效益和社会效益，这一技术难题亟待人们去解决。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法，实现了固体废弃物的绿色可持续发展，同时也降低了高性能混凝土的制备成本。
[0008]本专利技术一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的
各物质组成：
[0009][0010]所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
[0011][0012]其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
[0013]可选地，所述水库底泥的主要成分和含量为：SiO245～60％，Al2O310～15％，Fe2O
3 1～10％，MgO 1～5％，CaO 5～15％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。
[0014]可选地，所述金尾矿砂的主要成分和含量为：SiO
2 40～75％，Al2O
3 10～25％，MgO 1～5％，CaO 1～5％，Fe2O
3 1～10％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～6％，其他0.01～3％。
[0015]可选地，所述改性钢渣的主要成分和含量为：SiO
2 25～40％，Al2O
3 1～10％，Fe2O
3 20～30％，MgO 5～10％，CaO 35～45％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。
[0016]可选地，所述改性钢渣为钢渣和复合改性剂混合压制成型后进行高温煅烧、选铁后产生的改性钢渣粉，所述复合改性剂由水库底泥、煤矸石和铁尾矿组成；所述钢渣和复合改性剂的质量比为：70～80：20～30；所述复合改性剂中铁尾矿、水库底泥和煤矸石的质量比为：3～4：2～3：1。
[0017]可选地，所述水泥熟料的主要成分和含量为：SiO2为55～75％，CaO为10～30％，Al2O3为1～10％，Fe2O3为0～5％，K2O为0～1％，MgO为0～1％，Na2O为0～1％，MnO为0～1％，TiO2为0～1％，烧失量0～0.5％，其他0.1～2％。
[0018]可选地，所述豆腐废水为经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水。
[0019]可选地，所述减水剂为聚羧酸系PC高效减水剂。
[0020]本专利技术还提出上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0021]S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨
料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
[0022]S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为30～50％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
[0023]S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3～5％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以5～10℃/min随炉升温，800～1100℃恒温1～2h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
[0024]S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
[0025]S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
[0026]S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
[0027]S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。
[0028]可选地，所述步骤S6中养护条件为：温度为20
±
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。2.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述水库底泥的主要成分和含量为：SiO
2 45～60％，Al2O
3 10～15％，Fe2O
3 1～10％，MgO 1～5％，CaO 5～15％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。3.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述金尾矿砂的主要成分和含量为：SiO
2 40～75％，Al2O
3 10～25％，MgO 1～5％，CaO 1～5％，Fe2O
3 1～10％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～6％，其他0.01～3％。4.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述改性钢渣的主要成分和含量为：SiO
2 25～40％，Al2O
3 1～10％，Fe2O
3 20～30％，MgO 5～10％，CaO 35～45％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O
5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。5.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述改性钢渣为钢渣和复合改性剂混合压制成型后进行高温煅烧、选铁后产生的改性钢渣粉，所述复合改性剂由水库底泥、煤矸石和铁尾矿组成；所述钢渣和复合改性剂的质量比为：70～80：20～30；所述复合改性剂中铁尾矿、水库底泥和煤矸石的质量比为：3～4：2～3：1。6.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述水泥熟料的主要成分和含量为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永波，王长龙，张苏花，翟玉新，许新亮，张凯帆，田小平，栗东平，李军，高颖，王飞，史乐贤，张亚鹏，赵高飞，陈敬亮，李鑫，王绍熙，任真真，马锦涛，
申请(专利权)人：邯郸市建业建设工程质量检测有限公司中铁建设集团有限公司天津天兴富达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：