大掺量铁尾矿砂高强度混凝土及其制备方法【技术领域】，特别是一种大掺量铁尾矿砂高强度混凝土。本发明还涉及所述混凝土的制备方法。[0002]随着社会现代化的高速发展，我国建筑工程领域高强混凝土的使用范围越来越广。但是目前高强混凝土中的细骨料全部采用的是天然中砂，而且对砂的质量和数量要求也高。随着大量天然砂的不断开采，其资源也面临枯竭，因此必须寻找适宜的代砂材料。而随着我国钢铁工业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，选矿厂排出的废渣也与日俱增。铁矿石经过破碎，成为具有一定粒度的块状物，进入球磨机加水湿磨，根据矿石的性质达到一定的细度后再进行磁选，把含铁颗粒部分分离出来，剩余部分用水流排出，排出的部分就是尾矿碎屑，一般占矿石总量的60%~80%，尾矿碎屑再经过筛分处理后便成为适合建筑用的铁尾矿砂。铁尾矿砂的主要矿物是石英岩或花岗岩类矿物。现有技术中，铁尾矿砂的利用较少，而且大量铁尾矿砂的排放，既占用了大量土地，又对环境造成了污染。以上技术对于本发明如何能改善混凝土拌合物的性能、进一步提高和保证混凝土的强度、节能环保，并未给出具体的指导方案。
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种大掺量铁尾矿砂高强度混凝土，通过对该混凝土进行技术改进，不仅能改善混凝土拌合物的性能，而且还能进一步提高和保证混凝土的强度，节能环保。[0004]为此，本发明还要提供所述的大掺量铁尾矿砂高强度混凝土的制造方法。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下: 一种大掺量铁尾矿砂高强度混凝土，其技术方案在于它是由下述组分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂，各组分的重量配比为常规配比，其中混合砂为铁尾矿砂、天然中砂(天然砂)，铁尾矿砂取代天然中砂的重量百分比即铁尾矿砂占混合砂(细骨料)总重量的百分比为60%~70% (可以选用64.2%或60%或70%)，所述铁尾矿砂的细度模数为1.9~2.6。
[0006]上述技术方案中，所述的复合外加剂最好采用聚羧酸高效减水剂和聚醚多元醇按重量比1:1复配而成，复合外加剂占胶凝材料的重量百分比为2.8%~3.5% (可以选用3.0%或 2.8% 或 3.5%) ο
[0007]制备每立方米混凝土，大掺量铁尾矿砂高强度混凝土最好是由下述重量配比的原料制成的:铁尾矿砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430 kg、粉煤灰70 kg、矿粉100 kg、碎石1030 kg、水158 kg、复合外加剂18.6 kg。
[0008]本发明的优选方案可以是由下述组分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂，其中混合砂为铁尾矿砂、天然中砂，铁尾矿砂取代天然中砂的重量百分比即铁尾矿砂占混合砂总重量的百分比为64.2%，所述铁尾矿砂的细度模数为1.9^2.6，制备每立方米混凝土,各组分的重量配比为:铁尾矿砂430 kg、天然中砂240 kg、水泥430kg、粉煤灰70 kg、矿粉100 kg、碎石1030 kg、水158 kg、复合外加剂18.6 kg，复合外加剂采用聚羧酸高效减水剂和聚醚多元醇按重量比1:1复配而成，聚醚多元醇可以采用聚氧化丙烯二醇，聚羧酸高效减水剂的含固量可以为10%~15%，减水率为25%~30%，复合外加剂占胶凝材料的重量百分比可以为3.0%。
[0009]大掺量铁尾矿砂高强度混凝土的制备方法包括如下工艺步骤:①根据对铁尾矿砂的化学成分分析、粒度分析，比如根据河北省唐山地区的迁安、迁西、遵化三个县区的铁尾矿砂进行化学成分分析、粒度分析，选定细度模数为1.9^2.6的铁尾矿砂作为原材料，具体是对选定的铁尾矿砂进行化学成分分析、粒度分析，测定其细度模数和级配，再测定天然中砂的细度模数和级配，然后依据试验按一定比例混合，并保证混合砂的细度模数和级配符合II区中砂的技术指标要求；②在与普通的天然中砂高强度混凝土同水胶比、同砂率、同塌落度的情况下，将混合砂即铁尾矿砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂按照施工配合比(按照不同强度等级的配合比)配制成大掺量铁尾矿砂高强度混凝土，即配制成C60及以上预拌混凝土。
[0010]本发明对混凝土进行技术改进，利用铁尾矿砂代替部分天然砂，并添加复合外加齐?，不仅改善了混凝土拌合物的性能，尤其是混凝土的粘聚性变好，泌水、离析等现象减少，而且大量的掺加铁尾矿砂对混凝土的强度没有影响，进一步提高和保证了混凝土的强度，起到了对铁尾矿资源的综合利用，保护了环境，降低了生产成本，节能环保，弥补了天然砂资源的匮乏现象。本发明有效的节约了天然砂资源，消耗了尾矿废弃物，减少了占地等环境污染，降低了混凝土的原材料成本，经济效益显著。

[0011]实施例1:大掺量铁尾矿砂高强度混凝土是由下述组分的原料制成的:混合砂、水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂，各组分的重量配比为常规配比，其中混合砂为铁尾矿砂、天然中砂(天然砂)，铁尾矿砂取代天然中砂的重量百分比即铁尾矿砂占混合砂总重量的百分比为60%~70%(选用64.2%或64%)，所述铁尾矿砂的细度模数为1.9^2.6。上述复合外加剂采用聚羧酸高效减水剂和聚醚多元醇按重量比1:1复配而成，聚醚多元醇采用聚氧化丙烯二醇(当然也可以采用其它原料，比如分子量在100-100000之间的聚醚多元醇)，聚羧酸高效减水剂为市场上销售的商品，其含固量可以为10%~15%，减水率可以为25%~30%。复合外加剂占胶凝材料的重量百分比为2.8%~3.5%(选用3.0%)。所述的大掺量铁尾矿砂高强度混凝土的制备方法包括如下工艺步骤:①根据对铁尾矿砂的化学成分分析、粒度分析，选定细度模数为1.9^2.6的铁尾矿砂，具体是对铁尾矿砂进行化学成分分析、粒度分析，测定其细度模数和级配，再测定天然中砂的细度模数和级配，然后依据试验按一定比例混合，并保证混合砂的细度模数和级配符合II区中砂的技术指标要求；②在与普通的天然中砂高强度混凝土同水胶比、同砂率、同塌落度的情况下，将混合砂即铁尾矿砂和天然中砂、水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂按照施工配合比配制成大掺量铁尾矿砂高强度混凝土。本实施例的具体要求如下:(I)根据《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ22-2011)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2011)，按照铁尾矿砂取代天然中砂(天然砂)的含量(重量百分比)大约为65% (实为64.2%)，进行试验对比，试配要求C60混凝土，坍落度要求18(T220mm。(2)铁尾矿砂的原材料检测:依据《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)对铁尾矿砂进行化学成分分析，确保其中硫及其他有害成分不超标，并对铁尾矿砂的各项的物理性能进行检测，满足人工砂规定的各项技术指标。(3 )混合砂的筛分配比试验:依据《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)分别测定铁尾矿砂和天然中砂的细度模数和级配，然后依据试验按照一定比例混合，保证混合砂的细度模数和级配符合II级中砂的技术要求。(4)配制混凝土:对比例为天然中砂，外加剂为聚羧酸高效减水剂；实施例为混合砂(铁尾矿砂、天然中砂)，复合外加剂为聚羧酸高效减水剂和聚醚多元醇，重量比(质量比)为1:1。(5)试验结果见表1、表2。表1为试验表(kg/m3)，制备每立方米混凝土是由表1中重量配比的原料制成的。表2为混凝土性能指标表。
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