CN111205049A - 一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，涉及建筑材料技术领域，该砌筑砂浆原料包括胶凝材料、水、细骨料，各组分重量份数配比为1:2.5‑2.7:4，胶凝材料由铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰、脱硫灰、早强剂、外加剂组成，各物质重量份数配比质量比为20‑40:35‑55:13‑16:9‑11:0.4‑0.6:1‑1.4。该砌筑砂浆具有较高强度等级，较低成本，资源消耗小，环境污染少的的特点，且充分利用了工业固体废弃物，实现了资源环境可持续发展，具有较大的经济和社会效益。

Description

一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆。
背景技术
铁尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。我国目前尾矿堆存量巨大，铁尾矿的堆存不但占据大量土地，同时对环境造成严重的影响，矿渣微粉和较细粒度的铁尾矿，在干旱条件下容易在空气中形成粉尘，在暴雨天气随雨水渗入到地下也会对地下水源产生污染。
目前使用的砌筑砂浆中，其主要的胶凝组份为硅酸盐水泥，或由硅酸盐水泥熟料掺入部分矿粉、粉煤灰、石灰石粉制成矿渣水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。虽然这类胶凝材料在制备砌筑砂浆时具有一定力学强度，但其生产工艺复杂，生产成本较高。铁尾矿粉与高炉矿渣微粉作为工业固体废弃物，如能利用其潜在活性制备砌筑砂浆，既有利于固体废弃物再利用，又保护了环境。
本发明利用铁尾矿粉和矿渣微粉作为主要原料制备铁尾矿粉-矿渣微粉砌筑砂浆，不仅具有可操作性，现场污染少，还能从源头上保证砌筑砂浆质量的稳定性。在达到砌筑砂浆性能要求的同时，制备成本大大降低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，该砌筑砂浆具有较高强度等级，较低成本，资源消耗小，环境污染少的的特点，且充分利用了工业固体废弃物，实现了资源环境可持续发展，具有较大的经济和社会效益。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，该砌筑砂浆原料包括胶凝材料、水、细骨料，各组分重量份数配比为1:2.5-2.7:4，胶凝材料由铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰、脱硫灰、早强剂、外加剂组成，各物质重量份数配比质量比为20-40:35-55:13-16:9-11:0.4-0.6:1-1.4。
进一步的，铁尾矿粉球磨至比表面积为107m2/kg，细度模数为1.2。
进一步的，铁尾矿粉主要化学成分SiO2含量大于68％，Fe2O3含量大于18％，CaO的含量小于5％，MgO的含量小于3％。
进一步的，矿渣微粉比表面积为400-420m2/kg，细度模数为0.98
进一步的，矿渣微粉主要化学成分SiO2重量含量大于38％，MgO含量大于35％，Al2O3含量大于15％，CaO含量小于7％。
进一步的，早强剂为芒硝。
进一步的，外加剂是一种复合型高效减水剂。
进一步的，细骨料为标准砂，其重量按干砂重量计是胶凝材料重量的4倍，细度模数为2.56，含泥量小于10％。
(三)有益效果
本发明提供了一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其具备如下有益效果：
1、本发明中生石灰在溶液中反应提供碱性环境，脱硫灰与芒硝在溶液中水解产生SO4-，在铁尾矿粉、矿渣微粉中存在着一定数量的活性SiO2和活性Al2O3等组分，在碱性环境中和SO4-作用生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应物，达到胶凝性能。
2、本发明利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，具有强度等级高，粘结力强，保水性好等诸多优点，该砌筑砂浆可以替代硅酸盐水泥，能够显著降低生产成本，且制备工艺简单。
3、本发明大量使用工业固体废弃物，不仅减少了工业固体废弃物的堆积，还减少了其对地下水资源和空气的污染，可节约资源，利于环保。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明涉及一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，该砌筑砂浆可满足M10-M20等级要求。该砌筑砂浆原料按重量份计包括以下组分:
Figure BDA0002364193240000031
其中，铁尾矿粉的比表面积为107m2/kg，细度模数为1.2，矿渣微粉比表面积为400-420m2/kg，细度模数为0.98，细骨料为标准砂，粒径范围0-2.36mm，为II区砂，砌筑砂浆胶砂比为1:4，外加剂为复合型高效减水剂。
上述一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆的预拌方法为：
将铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰、脱硫灰、芒硝，在常温常压下，用搅拌机混合干拌后加入细骨料、减水剂和水，搅拌6min后获得满足性能指标的砌筑砂浆。
实施例1：
一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，按照重量份数称取铁尾矿粉20份，矿渣微粉55份，生石灰15份，脱硫灰10份，芒硝0.5份，减水剂1份，水262份，细骨料为标准砂，其中，胶砂比为1:4。
将上述材料称取完毕后依次放入强制搅拌机的钢锅中搅拌，把搅拌好的砂浆浇注到试模中，振动成型，标准养护(湿度95％，温度20±2℃)至7d、28d，进行砂浆试件的稠度、保水率、凝结时间和强度等物理性能测试。
实施例2：
一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，按照重量分数称取铁尾矿粉30份，矿渣微粉45份，生石灰15份，脱硫灰10份，芒硝0.5份，减水剂1.2份，水260份，细骨料为河砂，其中，胶砂比为1:4。
将上述材料称取完毕后依次放入强制搅拌机的钢锅中搅拌，把搅拌好的砂浆浇注到试模中，振动成型，标准养护(湿度95％，温度20±2℃)至7d、28d，进行砂浆试件的稠度、保水率、凝结时间和强度等物理性能测试。
实施例3：
一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，按照重量分数称取铁尾矿粉40份，矿渣微粉35份，生石灰15份，脱硫灰10份，芒硝0.5份，减水剂1.4份，水271份，细骨料为河砂，其中，胶砂比为1:4。
将上述材料称取完毕后依次放入强制搅拌机的钢锅中搅拌，把搅拌好的砂浆浇注到试模中，振动成型，标准养护(湿度95％，温度20±2℃)至7d、28d，进行砂浆试件的稠度、保水率、凝结时间和强度等物理性能测试。
根据《预拌砂浆》(GB/T 25181-2010)中对砂浆保水率(保水率≥88％)、凝结时间(凝结时间：3h-9h)、2h稠度损失率(2h稠度损失率≤30％)、强度指标(M10，28d抗压强度≥10MPa；M20，28d抗压强度≥20MPa)的性能要求，对上述实施例1、实施例2、实施例3中所配制的砌筑砂浆进行性能测试。
按照实施例配制的砌筑砂浆各项性能指标如表1所示。
表1：利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备砌筑砂浆性能检测结果
Figure BDA0002364193240000051
从表中可以看出，本发明制备的实施例1-3砌筑砂浆均满足并超过《预拌砂浆》(GB/T 25181-2010)的指标要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，该砌筑砂浆原料包括胶凝材料、水、细骨料，各组分重量份数配比为1:2.5-2.7:4，所述胶凝材料由铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰、脱硫灰、早强剂、外加剂组成，各物质重量份数配比为20-40:35-55:13-16:9-11:0.4-0.6:1-1.4。
2.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述铁尾矿粉球磨至比表面积为107m2/kg，细度模数为1.2。
3.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述铁尾矿粉主要化学成分SiO2含量大于68％，Fe2O3含量大于18％，CaO的含量小于5％，MgO的含量小于3％。
4.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述矿渣微粉比表面积为400-420m2/kg，细度模数为0.98。
5.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述矿渣微粉主要化学成分SiO2重量含量大于38％，MgO含量大于35％，Al2O3含量大于15％，CaO含量小于7％。
6.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述早强剂为芒硝。
7.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述外加剂是一种复合型高效减水剂。
8.如权利要求1所述的利用铁尾矿粉和矿渣微粉制备的砌筑砂浆，其特征在于，所述细骨料为标准砂，其重量按干砂重量计是胶凝材料重量的4倍，细度模数为2.56，含泥量小于10％。
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