CN102775102A - 金属矿山废石混凝土 - Google Patents

Abstract

金属矿山废石混凝土，包括由以下重量份的原料制备而成：200～400份水泥、60～120份粒化高炉矿渣粉、0～60份粉煤灰、650～850份金属矿山废石机制砂、250～350份金属矿山废石石子、700～1100份碎石、175～185份水、7.0～14.0份聚羧酸泵送剂。本发明将某些金属矿山废石再次利用，为金属矿山废石的处理提供了一个新的思路，避免了工程灾害加剧、资源浪费、环境污染的问题，而且利用金属矿山废石制备的混凝土性能较之传统的混凝土更加优良。

Description

金属矿山废石混凝土

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种利用金属矿山废石制备的绿色环保型混凝土。

背景技术

随着国家基础建设的飞速发展，我国矿山，特别是金属矿山被开采的力度显著加大，目前，我国矿山剥离废石的堆存量达数百亿吨，仅露天矿山每年剥离废石就达4亿吨以上。这些矿山固体废物由于处理处置不当，不仅会导致工程灾害加剧、资源浪费、环境污染，也会给社会、经济、环境造成严重危害，与国民经济持续稳定发展息息相关。

而同时，传统的混凝土需要选用碎石作为粗骨料，选用砂子作为细骨料，砂子是采用在河、湖等天然水域中形成和堆积的岩石碎屑，然而随着混凝土使用量越来越大，天然砂资源基本枯竭，因此亟需寻找一种合理的替代品。

因此，有必要设计一种新的工艺，将金属矿山废石利用到混凝土的制备工艺中，体现其再利用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供金属矿山废石混凝土，其利用金属矿山废石作为粗细骨料，从而消除上述背景技术中缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

金属矿山废石混凝土，包括由以下重量份的原料制备而成：

将上述原料按照常规的制备工艺制备成混凝土。

作为一种改进，所述金属矿山废石包括金、银、铜、铁和铝矿山废石中的一种或几种。

作为一种改进，所述金属矿山废石机制砂为金属矿山废石粉碎成的粒径1mm～5mm的砂。

作为一种改进，所述金属矿山废石石子为金属矿山废石粉碎成的粒径5mm～31.5mm的石子。

作为一种改进，所述碎石为粒径20mm～30mm的碎石，例如花岗岩、沉积岩等种类的碎石均可。

作为一种改进，所述金属矿山废石机制砂和所述金属矿山废石石子的制备步骤如下：

第一步，选择金属矿山废石样品，粉碎制成粒径1mm～5mm的金属矿山废石机制砂样品和粒径5mm～31.5mm的金属矿山废石石子样品，按照混凝土标准进行检验，根据JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》混凝土等级分为三类：第一类混凝土强度等级≥C60的混凝土，第二类混凝土强度等级C30～C55的混凝土，第三类混凝土强度等级小于C25的混凝土；

检验指标如下：

1、金属矿山废石的岩石强度

岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%；当混凝土强度等级≥C60时，应进行岩石抗压强度检验；

2、金属矿山废石石子的压碎指标

工程中可用压碎指标进行质量控制，石子的压碎指标符合下表的规定：

3、金属矿山废石坚固性要求

4、碱集料反应

经碱集料反应试验后，由金属矿山废石石子样品、金属矿山废石机制砂样品制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢现象，试件养护6个月龄期的膨胀率值小于0.1％；

第二步，选择符合标准的金属矿山废石，并利用反击破碎机对金属矿山废石进行破碎；

第三步，对破碎后的金属矿山废石筛分，得到粒径为1mm-5mm的金属矿山废石机制砂和粒径为5mm～31.5mm的金属矿山废石石子，粒径31.5mm～50mm的金属矿山废石输送至整型制砂机，粒径大于50mm的金属矿山废石返送至反击破碎机继续破碎；

第四步，将金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子利用风选机和除尘器除粉，从而得到金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子成品。

金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子的含粉量标准如下：

表中，MB用于判定人工砂中粒径小于75微米颗粒含量主要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉的指标。

所述整型制砂机可采用例如VK70型的制砂机，破碎原理是依赖于石料与石料之间的碰撞，对进入系统的石料进行高速碰撞，产生碎石和岩屑，机制砂粒形更接近天然砂，产生的碎石呈多面体，接近圆形，针片状含量在5%以内。

除尘器可选用例如脉冲袋式LMC540型的除尘器，风选控制砂、石粉分离，含粉量可以根据需要控制在6%以内。

本发明中，制备的金属矿山废石机制砂性能如下：

制备的金属矿山废石石子性能如下：

利用本发明提供的金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子，按照重量份数，同时参考传统的混凝土制备方法制成出混凝土样品，并与传统的卵石石子、河砂混凝土进行对比，如下所示：

上表中：C30-河、C35-河、C40-河混凝土中300重量份的金属矿山废石石子用普通碎石代替；C30-河、C35-河、C40-河混凝土中的砂为河砂，而C30-机、C35-机、C40-机混凝土中的砂为金属矿山废石机制砂。

对比试验结果如下表所示：

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的金属矿山废石混凝土，充分利用了金属矿山废石的性能和价值，对原先作为固体废弃物处理的金属矿山废石进行了再利用，为金属矿山废石的处理提供了一个新的思路，避免了传统处理不当时导致的工程灾害加剧、资源浪费、环境污染的问题。

（2）而且发明人在研究中发现，本发明提供的金属矿山废石混凝土较传统的天然卵石石子、河砂混凝土初始坍落度表现更佳，扩展度更大，经时损失更小，混凝土性能表现更为优越。

（3）金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子在加工过程中利用反击破碎机、整型制砂机、筛分机、风选机和除尘器实现级配调整，使得两者的级配更为合理，含泥量少，泥块含量少，因此，聚羧酸泵送剂应用的效果好，金属矿山废石混凝土在使用相同掺量的聚羧酸泵送剂情况下，流动性大大优于传统的河砂混凝土。

（4）金属矿山废石混凝土抗压强度优于传统的天然河砂混凝土，约高一个等级，因为金属矿山废石机制砂粒形为多面圆体，级配合理，空隙率小，含泥量少，而且金属矿山废石中含有少量的金属元素，在添加了聚羧酸泵送剂之后，与水泥浆体更具良好的粘接能力，混凝土更加密实。

（5）金属矿山废石混凝土较之传统的天然河砂混凝土，在初始坍落度、扩展度和抗压强度等方面性能更加优良，这可能与金属矿山废石中金属元素含量高、成分复杂的因素有关，有可能金属矿山废石中的成分在聚羧酸泵送剂作用下，与水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰或彼此之间发生了复杂的物理化学变化，从而使得混凝土的性能得以提升。

总之，本发明将部分金属矿山废石再次利用，为金属矿山废石的处理提供了一个新的思路，避免了工程灾害加剧、资源浪费、环境污染的问题，而且利用金属矿山废石制备的混凝土性能较之传统的混凝土更加优良。

附图说明

附图是本发明金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子生产所用的设备流程示意图；

图中：1.原料仓，2.反击破碎机，3.筛分器，4.整型制砂机，5.风选机，6.除尘器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

金属矿山废石混凝土，包括由以下重量份的原料制备而成：

利用常规工艺将原料制备成混凝土。

实施例2

金属矿山废石混凝土，包括由以下原料制备而成：

利用常规工艺将原料制备成混凝土。

实施例3

金属矿山废石混凝土，包括由以下重量份的原料制备而成：

利用常规工艺将原料制备成混凝土。

实施例4

金属矿山废石混凝土，包括由以下重量份的原料制备而成：

利用常规工艺将原料制备成混凝土。

上述实施例提供的金属矿山废石混凝土，首先需要制备金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子。制备步骤如下：

第一步，选择金属矿山废石样品，粉碎制成粒径1mm～5mm的金属矿山废石机制砂样品和粒径5mm～31.5mm的金属矿山废石石子样品，并按照如下标准对其检测：

1、岩石强度

岩石的抗压强度应比所配制的混凝土强度至少高20%；当混凝土强度等级≥C60时，应进行岩石抗压强度检验；

2、石子的压碎指标

工程中可用压碎指标进行质量控制，碎石的压碎指标符合下表的规定：

3、砂、石坚固性要求

4、碱集料反应

经碱集料反应试验后，由金属矿山废石石子样品、金属矿山废石机制砂样品制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢现象，试件养护6个月龄期的膨胀率值小于0.1％；

第二步，选择符合标准的金属矿山废石，并利用反击破碎机对金属矿山废石进行破碎；

第三步，对破碎后的金属矿山废石筛分，得到粒径为1mm-5mm的金属矿山废石机制砂和粒径为5mm～31.5mm的金属矿山废石石子，粒径31.5mm～50mm的金属矿山废石输送至整型制砂机，粒径大于50mm的金属矿山废石返送至反击破碎机继续破碎；

第四步，将金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子利用风选机和除尘器除粉，含粉量标准如下：

从而得到金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子成品。

其中，第二、三、四步中用到的设备流程图附图所示，金属矿山废石首先从原料仓1输送至反击破碎机2进行初步的破碎，然后进入筛分器3进行筛分，物料经筛分后有四个走向：

1.粒径为1mm-5mm的金属矿山废石机制砂；

2.粒径为5mm～31.5mm的金属矿山废石石子；

3.粒径为31.5mm～50mm的金属矿山废石，输送至整型制砂机4制砂，再输送回筛分器3进行筛分，最终制得金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子；

4.粒径大于50mm的金属矿山废石返送至反击破碎机2继续破碎，再经过上述工序后最终制得金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子。

将制得的金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子利用风选机5和除尘器6除粉，使石粉含量符合标准。

上述整型制砂机4采用VK70型的制砂机，破碎原理是依赖于石料与石料之间的碰撞，对进入系统的石料进行高速碰撞，产生碎石和岩屑，机制砂粒形更接近天然砂，产生的碎石呈多面体，接近圆形，针片状含量在5%以内。

上述除尘器6选用脉冲袋式LMC540型的除尘器，风选控制砂、石粉分离，含粉量可以根据需要控制在6%以内。

本发明不局限于上述具体实施方式，一切基于本发明的技术构思，所作出的结构上的改进，均落入本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.金属矿山废石混凝土，其特征在于：包括由以下重量份的原料制备而成：

2.如权利要求1所述的金属矿山废石混凝土，其特征在于：所述金属矿山废石包括金、银、铜、铁或铝矿山废石中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的金属矿山废石混凝土，其特征在于：所述金属矿山废石机制砂为金属矿山废石粉碎成的粒径1mm～5mm的砂。

4.如权利要求1所述的金属矿山废石混凝土，其特征在于：所述金属矿山废石石子为金属矿山废石粉碎成的粒径5mm～31.5mm的石子。

5.如权利要求1所述的金属矿山废石混凝土，其特征在于：所述碎石为粒径20mm～30mm的碎石。

6.如权利要求1所述的金属矿山废石混凝土，其特征在于：所述金属矿山废石机制砂和所述金属矿山废石石子的制备步骤如下：

第一步，选择金属矿山废石样品，粉碎制成粒径1mm～5mm的金属矿山废石机制砂样品和粒径5mm～31.5mm的金属矿山废石石子样品，按照混凝土标准进行检验；

第二步，选择符合标准的金属矿山废石，并利用反击破碎机对金属矿山废石进行破碎；

第三步，对破碎后的金属矿山废石筛分，得到粒径为1mm-5mm的金属矿山废石机制砂和粒径为5mm～31.5mm的金属矿山废石石子，粒径31.5mm～50mm的金属矿山废石输送至整型制砂机，粒径大于50mm的金属矿山废石返送至反击破碎机继续破碎；

第四步，将金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子利用风选机和除尘器除粉，从而得到金属矿山废石机制砂和金属矿山废石石子成品。

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