CN108017293B - 一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料 - Google Patents

一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料。基于铁尾矿的胶凝剂由以下质量份的原料组成：22～35份铁尾矿，18～25份农林生物质，40～50份水泥熟料，1～6份生石灰，2～8份脱硫石膏。同时也公开了一种基于铁尾矿的建筑材料。本发明利用铁尾矿及农林生物质为主要原料，制备得到一种性能优良的建筑材料，能够解决铁尾矿堆放带来的污染和资源浪费问题，同时还可以综合利用资源，达到环保的目的，具有良好的应用前景。

Description

一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料
技术领域
本发明涉及一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料。
背景技术
铁尾矿是铁选厂在特定经济技术条件下，将铁矿石磨细，选取有用组分后排放的废弃物，也就是铁矿石经过选取铁精矿后剩余的固体废物。改革开放以来，我国矿山开采出现了前所未有的高峰。据工业和信息化部近期的初步排查，截至2014年，我国有15.3万个矿山；2700多座大型尾矿库积存总量超过50亿吨，其中铁尾矿占30亿吨，大量的尾矿不仅占用了土地和造成资源的浪费，而且也给人类的生活环境带来了严重的污染和危害，破坏生态平衡等问题，为铁尾矿找到一种新的利用途径，不仅能节省资源还能消除其带来的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于铁尾矿的胶凝剂和建筑材料。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于铁尾矿的胶凝剂，由以下质量份的原料组成：22～35份铁尾矿，18～25份农林生物质，40～50份水泥熟料，1～6份生石灰，2～8份脱硫石膏。
优选的，一种基于铁尾矿的胶凝剂，由以下质量份的原料组成：25～30份铁尾矿，20～22份农林生物质，42～45份水泥熟料，2～5份生石灰，3～5份脱硫石膏。
进一步的，铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34～35％，CaO占8～23％，Al2O3占5～7％，MgO占3～6％，Na2O占0.5～2％，Fe2O3占16～29％，S的氧化物占7～12％。
进一步的，农林生物质的粒径为300～900μm。
进一步的，农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物。
进一步的，农林生物质中，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为(25～30)：(10～15)：(30～40)：(25～30)：(20～30)：(1～5)。
一种基于铁尾矿的建筑材料，包括上述的胶凝剂和水。
进一步的，水和胶凝剂的质量比为(0.4～0.5)：1。
本发明的有益效果是：
本发明利用铁尾矿及农林生物质为主要原料，制备得到一种性能优良的建筑材料，能够解决铁尾矿堆放带来的污染和资源浪费问题，同时还可以综合利用资源，达到环保的目的，具有良好的应用前景。
具体实施方式
一种基于铁尾矿的胶凝剂，由以下质量份的原料组成：22～35份铁尾矿，18～25份农林生物质，40～50份水泥熟料，1～6份生石灰，2～8份脱硫石膏。
优选的，一种基于铁尾矿的胶凝剂，由以下质量份的原料组成：25～30份铁尾矿，20～22份农林生物质，42～45份水泥熟料，2～5份生石灰，3～5份脱硫石膏。
进一步的，铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34～35％，CaO占8～23％，Al2O3占5～7％，MgO占3～6％，Na2O占0.5～2％，Fe2O3占16～29％，S的氧化物占7～12％。
进一步的，农林生物质的粒径为300～900μm。
进一步的，农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物。
进一步的，农林生物质中，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为(25～30)：(10～15)：(30～40)：(25～30)：(20～30)：(1～5)。
进一步的，脱硫石膏的粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％。
一种基于铁尾矿的建筑材料，包括上述的胶凝剂和水。
进一步的，水和胶凝剂的质量比为(0.4～0.5)：1；优选的，水和胶凝剂的质量比为0.48：1。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例1：
实施例1的胶凝剂原料组成见表1。
表1实施例1的胶凝剂
原料 质量份
铁尾矿 25
农林生物质 20
水泥熟料 45
生石灰 5
脱硫石膏 5
实施例2：
实施例2的胶凝剂原料组成见表2。
表2实施例2的胶凝剂
原料 质量份
铁尾矿 28
农林生物质 20
水泥熟料 42
生石灰 5
脱硫石膏 5
实施例3：
实施例3的胶凝剂原料组成见表3。
表3实施例3的胶凝剂
原料 质量份
铁尾矿 30
农林生物质 22
水泥熟料 43
生石灰 2
脱硫石膏 3
实施例4：
实施例4的胶凝剂原料组成见表4。
表4实施例4的胶凝剂
原料 质量份
铁尾矿 26
农林生物质 22
水泥熟料 43
生石灰 5
脱硫石膏 4
实施例1～4中，所用的铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34.5％，CaO占18.8％，Al2O3占6.2％，MgO占4.3％，Na2O占1.1％，Fe2O3占24.6％，S的氧化物占9.4％；所用的农林生物质是麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的以质量比为27：13：35：28：25：2组成的混合物，使用前按配比将各种生物质原料称量混合，磨成粉末状，其粒径为300～900μm；所用的脱硫石膏其粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％。
制备及测试方法：
1、根据实施例1～4所述的组成称取原材料，倒入搅拌机，搅拌180s，使其完全均匀，制得胶凝剂；
2、按照水胶比0.48的质量浓度，称取定量的水，分别加入实施例1～4的胶凝剂，搅拌60s；
3、将锅壁四周浆体刮入锅内后，再搅拌60s，由此分别制成实施例1～4的建筑料浆材料；
4、将充分混合的浆料依次均匀倒入内壁刷满润滑油的100*100*100mm大小的标准三联试模中，每组样品浇注三组，分别用以测量28天的强度；
5、将试块放入温度为(20±1)℃，相对湿度为95％的标准养护箱内，养护24h后脱模将试块重新放入养护箱中养护至相应龄期，用全自动压力试验机以100N/s的速度按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试其28天强度，共测试3个试块，取其平均值作为该龄期充填体的单轴抗压强度。
实施例1～4制备所得的建筑材料强度性能如下表5所示：
表5建筑材料性能
Figure BDA0001483108630000041
从表5可以看出，实施例1～4制成的建材试块强度均满足大于MU15的要求，其吸水率均小于18％，软化性能大于0.8。因此可以利用此法生产建材，减少铁尾矿堆放带来的不利影响。

Claims (4)

1.一种基于铁尾矿的建筑材料，其特征在于：包括基于铁尾矿的胶凝剂和水；
所述基于铁尾矿的胶凝剂由以下质量份的原料组成：25份铁尾矿，20份农林生物质，45份水泥熟料，5份生石灰，5份脱硫石膏；
所述铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34.5％，CaO占18.8％，Al2O3占6.2％，MgO占4.3％，Na2O占1.1％，Fe2O3占24.6％，S的氧化物占9.4％；
所述农林生物质的粒径为300～900μm；
所述农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为27：13：35：28：25：2；
所述脱硫石膏的粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％；
所述水和胶凝剂的质量比为0.48：1。
2.一种基于铁尾矿的建筑材料，其特征在于：包括基于铁尾矿的胶凝剂和水；
所述基于铁尾矿的胶凝剂由以下质量份的原料组成：28份铁尾矿，20份农林生物质，42份水泥熟料，5份生石灰，5份脱硫石膏；
所述铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34.5％，CaO占18.8％，Al2O3占6.2％，MgO占4.3％，Na2O占1.1％，Fe2O3占24.6％，S的氧化物占9.4％；
所述农林生物质的粒径为300～900μm；
所述农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为27：13：35：28：25：2；
所述脱硫石膏的粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％；
所述水和胶凝剂的质量比为0.48：1。
3.一种基于铁尾矿的建筑材料，其特征在于：包括基于铁尾矿的胶凝剂和水；
所述基于铁尾矿的胶凝剂由以下质量份的原料组成：30份铁尾矿，22份农林生物质，43份水泥熟料，2份生石灰，3份脱硫石膏；
所述铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34.5％，CaO占18.8％，Al2O3占6.2％，MgO占4.3％，Na2O占1.1％，Fe2O3占24.6％，S的氧化物占9.4％；
所述农林生物质的粒径为300～900μm；
所述农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为27：13：35：28：25：2；
所述脱硫石膏的粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％；
所述水和胶凝剂的质量比为0.48：1。
4.一种基于铁尾矿的建筑材料，其特征在于：包括基于铁尾矿的胶凝剂和水；
所述基于铁尾矿的胶凝剂由以下质量份的原料组成：26份铁尾矿，22份农林生物质，43份水泥熟料，5份生石灰，4份脱硫石膏；
所述铁尾矿的化学成分及质量分数为：SiO2占34.5％，CaO占18.8％，Al2O3占6.2％，MgO占4.3％，Na2O占1.1％，Fe2O3占24.6％，S的氧化物占9.4％；
所述农林生物质的粒径为300～900μm；
所述农林生物质是由麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒组成的混合物，麦秆、玉米杆、稻草、稻壳、锯末和核桃壳粒的质量比为27：13：35：28：25：2；
所述脱硫石膏的粒径分布为：小于3.15μm的占10wt％，小于5.32μm的占30wt％，小于6.75μm的占50％，小于10.71μm的占60％，小于26.24μm的占90wt％；
所述水和胶凝剂的质量比为0.48：1。
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