一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法，所述混凝土用复合砂，包括体积比为(15:85)～(55:45)的风水淬钒钛矿渣和铁尾矿砂，所述风水淬钒钛矿渣为以钒钛磁铁矿为原料炼铁产生的熔融高炉渣经风水淬工艺处理所得矿渣。本发明专利技术通过将风水淬钒钛矿渣与铁尾矿砂复配，可以得到各指标符合条件的普通混凝土用中砂，既为混凝土用砂提供了新选择，又为钒钛矿渣、铁尾矿砂的大规模高效利用提供了新路径，对环境保护具有重要贡献。对环境保护具有重要贡献。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]广义混凝土是由胶凝材料，粗细骨料，水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材。其中应用最广泛的是普通混凝土，即以水泥为胶凝材料，以砂，石为骨料，加水拌制成的水泥混凝土。
[0003]砂即细骨料一般采用天然砂，它是岩石风化后所形成的大小不等、由不同矿物散粒组成的混合物，常用的有河砂、海砂及山砂。但随着人们自然资源保护意识的增强，现建筑行业已经大大减少了天然砂的开采，大多使用一定粒度的固废充当细骨料。其中，将铁尾矿砂应用于混凝土细骨料的技术较为成熟，但是铁尾矿砂表观密度通常在3100kg/m3以上，导致所配制混凝土容重过大(＞2500kg/m3)，而且自然状态的铁尾矿砂通常细度模数偏小，为细砂、特细砂，必须经过调整级配后才能用作建筑用砂，制约了铁尾矿砂的产业化应用。
[0004]现有技术中，多数采用废石破碎后搭配使用，但此方法基本不能解决单方混凝土容重高、新拌混凝土由于砂比重大而易离析等问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种混凝土用复合砂，包括体积比为(15:85)～(55:45)的风水淬钒钛矿渣和铁尾矿砂，所述风水淬钒钛矿渣为以钒钛磁铁矿为原料炼铁产生的熔融高炉渣经风水淬工艺处理所得矿渣。
[0007]钒钛矿渣是以钒钛磁铁矿为原料在高炉炼铁时产生的废渣。生产每吨铁产出0.3～0.6t的废渣，铁矿石品味越低，通常排渣量就越大。钒钛矿渣中钛品位不够高，一般低于20％，且含钛矿物嵌布关系复杂，不适合作为提取钛的工业原料。另外，与普通矿渣相比，钒钛矿渣中TiO2含量较高，主要以无水硬活性的钙钛矿存在，致使钒钛矿渣玻璃体的硅氧四面体玻璃体聚合度较高，“晶玻比”大，活性较小，易磨性差，极大限制了它的规模化利用。所以，目前除了部分重矿渣被用作砂石骨料且成本较高，仍有大量钒钛矿渣处于堆存状态，不仅占用了大量土地，而且造成资源浪费和环境污染，给生产企业增加了占地和环境治理的成本。
[0008]本专利技术研究发现，风水淬钒钛矿渣其淬冷时用水量较水淬工艺少3倍以上，造成高温熔融态渣的冷却速度较慢，形成的玻璃体含量相对较低。高温熔渣经过高压风淬处理后，风水淬钒钛矿渣多为球状颗粒，表面和内部有较多孔隙，且内部封闭孔较多，表观密度2400～2500kg/m3，松散堆积密度1100～1300kg/m3，压碎值低、吸水率高，虽然难以单独用作普通混凝土用砂，但是将风水淬钒钛矿渣与铁尾矿砂复配后可得到较为符合条件的普通混凝土
用中砂，既为混凝土用砂提供了新选择，又为钒钛矿渣、铁尾矿砂的大规模高效利用提供了新路径，一举多得。
[0009]进一步地，所述风水淬工艺条件包括：首先采用风淬，淬渣风压为0.2～0.4MPa，风量为100～150m3/min，风量控制在出渣量的35～50倍；随后采用水淬，水压0.2～0.3MPa，水量为出渣量的1～2倍。
[0010]进一步地，所述风水淬钒钛矿渣的粒径为0.075～10mm。选取该粒径范围，可以在保证所述风水淬钒钛矿渣整体缺陷较少的基础上实现复合砂的级配合理，表观密度、压碎值等指标符合相关标准要求，其中5mm～10mm区间粒径占比小于0.5％，且粒形较好，可以保留该粒径的颗粒，0.075mm以下粉体作为矿渣粉进行高附加值利用，提高整体利用率和经济效益。
[0011]进一步地，所述风水淬钒钛矿渣的元素组成为TiO2:2％～10％，Fe2O3：0～1.5％，CaO+MgO+SiO2+Al2O3:78％～87％，Cl
‑
＜0.06％。
[0012]进一步地，所述风水淬钒钛矿渣的玻璃体含量为90％～97％。
[0013]上述化学组成和玻璃体含量条件下的风水淬钒钛矿渣具有适量的结晶物相在玻璃体中，具有和微晶玻璃类似的特点，可以提升钒钛矿渣的物理性能以及减少有害物质含量。
[0014]进一步地，所述铁尾矿砂为选矿产生的细度模数为1.6～2.2的铁尾矿细砂。所述铁尾矿砂单独用细度模数偏小，经本专利技术合理复配后，所得复合砂的细度模数达到2.6～3.0。
[0015]进一步优选地，本专利技术所述复合砂包括体积比为45:55的风水淬钒钛矿渣和铁尾矿砂。
[0016]在本专利技术一个优选实施方式中，按体积百分比计，所述复合砂由以下组分组成：风水淬钒钛矿渣45％和铁尾矿砂55％。该配比下复合砂的细度模数为2.7。
[0017]需要说明的是，若企业或施工现场还存有其它符合条件的混凝土用砂(如天然砂)，则可将本专利技术所述复合砂与其混合使用。
[0018]第二方面，本专利技术还提供上述混凝土用复合砂在制备普通混凝土中的应用。其中所述复合砂作为细骨料。
[0019]具体地，本专利技术提供一种预拌混凝土，原料包括上述混凝土用复合砂，还包括粗骨料、胶凝材料和水，必要时还可包括外加剂和矿物掺合料。
[0020]本专利技术的复合砂为符合相关标准要求的级配合理的中砂，将其作为细骨料在混凝土中使用，其中风水淬钒钛矿渣颗粒表面孔洞可以与胶凝材料紧密结合，提升界面结合程度，同时风水淬钒钛矿渣颗粒内部孔洞可以完整保留，有效降低混凝土的容重，得到各方面性能指标均较好的预拌混凝土，解决了目前大量使用铁尾矿砂导致的混凝土结构自重较大的问题，也实现了钒钛矿渣、铁尾矿砂的大规模高效利用。
[0021]本专利技术还提供上述预拌混凝土的制备方法，包括：将所述复合砂调整至饱和面干状态后，再与粗骨料、胶凝材料和水混合进行制备。必要时也可加入一定量的外加剂和矿物掺合料。
[0022]上述制备方法中，所述调整至饱和面干状态具体操作可为：先将复合砂与适量水拌和或在混凝土试配时扣除多余水分达到饱和面干状态。
[0023]本专利技术将所述复合砂先进行上述处理，更有利于控制新拌混凝土工作性能，防止复合砂因吸水导致混凝土工作性能劣化，从而制备得到性能指标达到设计要求的预拌混凝土，进而制备合格的混凝土制品。
[0024]本专利技术提供了一种混凝土用复合砂、预拌混凝土及其制备方法，通过将风水淬钒钛矿渣与铁尾矿砂复配，可以得到各指标符合条件的普通混凝土用中砂，既为混凝土用砂提供了新选择，又为钒钛矿渣、铁尾矿砂的大规模高效利用提供了新路径，对环境保护具有重要贡献。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]以下实施例中所涉及的原料及辅料，若无特别声明，均可以市售购得。
[0027]以下实施例中复合砂的性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用复合砂，其特征在于，包括体积比为(15:85)～(55:45)的风水淬钒钛矿渣和铁尾矿砂，所述风水淬钒钛矿渣为以钒钛磁铁矿为原料炼铁产生的熔融高炉渣经风水淬工艺处理所得矿渣。2.根据权利要求1所述的混凝土用复合砂，其特征在于，所述风水淬工艺条件包括：首先采用风淬，淬渣风压为0.2～0.4MPa，风量为100～150m3/min，风量控制在出渣量的35～50倍；随后采用水淬，水压0.2～0.3MPa，水量为出渣量的1～2倍。3.根据权利要求2所述的混凝土用复合砂，其特征在于，所述风水淬钒钛矿渣的粒径为0.075～10mm。4.根据权利要求2或3所述的混凝土用复合砂，其特征在于，所述风水淬钒钛矿渣的元素组成为TiO2：2％～10％，Fe2O3：0～1.5％，CaO+MgO+SiO2+Al2O3：78％～87％，Cl...

【专利技术属性】
技术研发人员：王肇嘉，郑永超，陈旭峰，刘洋，王卉，温晓庆，房桂明，王林俊，李宁，
申请(专利权)人：北京金隅水泥节能科技有限公司河北睿索固废工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：