CN102040360A - 一种高耐候性尾矿砂砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高耐候性尾矿砂砖及其制备方法,包括占总质量75%-85%的尾矿砂,胶凝材料为占总质量8%-15%的水泥和占总质量5%-10%的石灰,乳化沥青含量为胶凝材料总质量的25%-35%,减水剂含量为总质量的0.5%-2%;方法为:将尾矿砂、水泥、石灰进行混合搅拌,然后加减水剂、水,继续充分搅拌,最后添加乳化沥青,再次搅拌均匀,闷料15-25分钟,在胶凝材料初凝前在20MPa的压力机下成型,然后自然养护20-28天后即可。按本发明配方和制作工艺生产的免烧免蒸尾矿砂具有尾矿砂废弃物利用率高、砖的强度高、耐久性好、生产工艺简单的优点,适合产业化生产。

Description

一种高耐候性尾矿砂砖及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种尾矿砂及其制备方法。 背景技术[0002] 作为矿业工程的附加产物,我国现有尾矿总量约为80亿吨,而且还在以每年3亿 吨的速度增加。尾矿的大量堆存带来的资源、环境、土地等方面的影响和问题日益突出。与 粉煤灰、煤矸石等固体废弃物相比,尾矿的综合利用技术更加复杂,难度更大。目前,我国 工业固体废弃物综合利用率在60%左右,而金属尾矿的综合利用率平均不到10%,相比之 下,尾矿的综合利用大大滞后于其他大宗固体废弃物。尾矿已经成为我国工业目前产出量 最大、综合利用最低的大总固体废弃物。为此,工业和信息化部、科技部、国土资源部、国 家安全监管总局等有关部门组织编制了《金属尾矿综合利用专项规划(2010-2015)》,其中 尾矿整体利用生产建筑材料是解决尾矿大量堆存的最有效途径之一,计划重点规划建设 130-150个尾矿生产建筑材料项目,总投资约180亿元。[0003] 利用尾矿生产建筑工程用砖一般工艺过程是:以尾矿砂为主要原料,培入少量的 骨料、钙质胶凝材料及外加剂,加入适量的水,搅拌均勻后振动或压制成型,脱模后常温常 压养护。尾矿制砖具有生产工艺简单、投资少见效快、经济环保的特点,也符合我国的经济 发展政策,因此近年来我国在这个领域的研究也较多,已经取得大量成果,尾矿免烧砖企业 也发展的如火如荼,但是与国际先进水平相比还有非常明显的差距,还存在不少问题。总体 来说,应用于生产免烧砖等墙体材料时,尾矿砂绝大多数只作为原材料(细骨料)来使用,因 尾矿所特有的性质,普遍存在以下几点问题:1、尾矿作为细骨料使用掺量很低,一般在50% 左右,还需要补充30%的粗骨料,使得尾矿的综合利用率较低;2、胶凝材料、各种外加剂用 量大,直接导致尾矿砖制作成本的增加;3、现有尾矿砖的耐候性差,特别是在冻融循环作用 下,表层脱落现象比较严重。以上几点,严重阻碍了尾矿生产建筑材料产业化的快速发展。 因此,研制开发尾矿掺量高、耐候性好、成本低的尾矿砖石行业急需解决的问题。发明内容[0004] 本发明提供一种高耐候性尾矿砂砖及其制备方法,目的在于改善常见免蒸免压砖 吸水率高、耐磨性差、易冻融破坏的通病。[0005] 本发明的技术方案为:一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述尾矿砂砖包括骨料、胶凝材料、乳化浙青和 减水剂,其中骨料全部为尾矿砂,胶凝材料为水泥和石灰,尾矿砂含量为总质量的75%-85%, 水泥含量为总质量的8%-15%,石灰含量为总质量的5%-10%,乳化浙青含量为胶凝材料总质 量的25%-35%,减水剂含量为总质量的0. 5%-洲。[0006] 所述尾矿砂选用铁尾矿砂。[0007] 所述乳化浙青为慢裂型阳离子乳化浙青,其中的固形物含量不少于乳化浙青质量 的 58%ο3[0008] 所述水泥选用硅酸盐水泥。[0009] 所述石灰中CaO的含量大于石灰质量的80%。[0010] 一种高耐候性尾矿砂砖的制备方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:首先 将尾矿砂、水泥、石灰进行混合搅拌,然后加减水剂、水,继续充分搅拌,最后添加乳化浙青, 再次搅拌均勻,闷料15-25分钟,在胶凝材料初凝前在20MPa的压力机下成型,然后自然养 护20-¾天后即可。[0011] 本发明所述高耐候性尾矿砂砖在骨料使用上不需要额外增加粗骨料,全部骨料均 由尾矿砂构成,节省了粗骨料并降低了成长成本,同时也简化了生产工艺;胶凝材料以常见 的中等强度的普通硅酸盐水泥为主料,辅以少量的石灰,外加剂为减水剂。为改善尾矿颗 粒由于级配不良导致的尾矿砖强度不足、耐候性差的缺点,本发明在尾矿砖的制作过程中 添加了占胶凝材料25%-35%的乳化浙青,取得了明显效果。按本发明配方和制作工艺生产 的免烧免蒸尾矿砂具有尾矿砂废弃物利用率高、砖的强度高、耐久性好、生产工艺简单的优 点,适合产业化生产。[0012] 具体实施方式:下面结合具体实施例对本发明进行具体说明: 实施例1 :骨料选用铁尾矿砂,质量占总质量的78%。铁尾矿砂为高硅型尾矿砂,是常见的旋流型 筑坝尾矿砂,主要矿物成分如下表:
Figure CN102040360AD00041
细度模数为0. 9-1. 2之间,按照参照行业标准JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及 检验方法》分类,属于特细砂。[0013] 胶凝材料选用水泥和石灰,其中水泥为425号普通硅酸盐水泥,质量为总质量的 10% ;石灰为普通石灰,CaO含量大于石灰质量的80%,石灰质量为总质量的6%。[0014] 乳化浙青选用慢裂型阳离子乳化浙青,固形物含量不少于乳化浙青质量的58%,乳 化浙青的质量为胶凝材料总质量的31. 25%。[0015] 组分中另外还包括1%的减水剂。[0016] 制备方法为确保产品质量的关键,包括以下步骤:首先将尾矿砂、水泥、石灰进行 混合搅拌;常见尾矿砂中常含有Ή『ΥΆ、的水,本实施例中加水量为干燥尾矿砂质量的15%, 然后加减水剂,继续充分搅拌,最后添加乳化浙青,确保乳化浙青在混合物中均勻分布,再 次搅拌均勻后,闷料15-25分钟,在胶凝材料初凝前在20MPa的压力机下成型,然后自然养 护20-¾天后即可。[0017] 下表为将通过上述实施例1制备的尾矿砂砖自然养护28天后的主要技术指标。
Figure CN102040360AD00042
[0018] 上述指标为在建筑材料实验室研究结果。按配方要求配料后,闷料20分钟,分二 层压实装入预制M0*120*53mm的钢试模中(已经刷隔离剂),在压力机上加压至20MPa,M小时后脱模,20°C 左右室温覆盖并洒水养护,观天后,在砖抗压、抗折试验机上进行 试验;冻融试验在冻融试验箱中进行二4小时为一个冻融循环。密度值为砖的饱水密度。 由于乳化浙青中浙青颗粒的憎水性,砖的吸水率较常见尾矿砖明显减少,抗冻融性能得到 提高。同时,分散的浙青颗粒和水泥化产物的联合作用,使尾矿砂颗粒间的粘接作用明显增 强,砖的耐磨性能也有一定提高,用于路面使用耐久性得到了极大改善。

Claims (6)

1. 一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述尾矿砂砖包括骨料、胶凝材料、乳化浙 青和减水剂,其中骨料全部为尾矿砂,胶凝材料为水泥和石灰,尾矿砂含量为总质量的 75%-85%,水泥含量为总质量的8%-15%,石灰含量为总质量的5%-10%,乳化浙青含量为胶凝 材料总质量的25%-35%,减水剂含量为总质量的0. 5%-洲。
2.根据权利要求1所述一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述尾矿砂选用铁尾矿砂。
3.根据权利要求1所述一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述乳化浙青为慢裂型 阳离子乳化浙青,其中的固形物含量不少于乳化浙青质量的58%。
4.根据权利要求1所述一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述水泥选用硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述一种高耐候性尾矿砂砖,其特征在于:所述石灰中CaO的含量 大于石灰质量的80%。
6. 一种如权利要求1所述高耐候性尾矿砂砖的制备方法,其特征在于:所述方法包括 以下步骤:首先将尾矿砂、水泥、石灰进行混合搅拌,然后加减水剂、水,继续充分搅拌,最后 添加乳化浙青,再次搅拌均勻,闷料15-25分钟,在胶凝材料初凝前在20MPa的压力机下成 型,然后自然养护20-¾天后即可。
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