CN108585707B - 一种铁矾渣混凝土以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁矾渣混凝土以及制备方法，涉及建筑材料技术领域，利用铁矾渣中含有CaO、SiO2、Al2O3等氧化物，与水泥的化学成分相似，故可用铁矾渣部分取代混凝土中水泥，并与普通硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料和水制备不同类型的混凝土，按重量配比混合如下：水11‑15份，水泥16‑31份，铁矾渣4‑13份，粗骨料104‑129份，细骨料60‑74份，附加用水量0‑2.5份，一般锌冶炼工厂都会大量堆存铁矾渣，堆放处理难度大，同时污染环境。而本发明的铁矾渣可用于制备不同强度的等级混凝土制品，工程应用广泛。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种铁矾渣混凝土以及制备方法。
背景技术
随着我国现代化进程的不断推进，建筑行业持续发展，混凝土成为建筑工程中应用最为广泛的材料，建筑材料消耗量巨大。水泥作为建筑材料中的重要原料之一，自上世纪50-60年代，就已经开始利用工业废渣制备复掺水泥或部分替代水泥，减少水泥用量，解决建筑材料供需矛盾问题。除矿渣外，粉煤灰、煤矸石、电石渣、钢渣、排烟脱硫石膏等相继进入水泥生产领域。
铁矾渣是电解锌生产过程中所产生的浸出液中的一种危险固体废渣，渣量大，堆放处理难度大，并且中国的电锌冶炼居世界第一，湿法炼锌无论采取哪种工艺，都会产生大量的浸出液，严重污染环境。因此，如何有效的利用锌冶炼工厂产生的铁矾渣，仍是当今有色冶金工业面临的重要环保问题。铁矾渣中含有CaO、SiO2、Al2O3等氧化物，具有一定的胶凝性能，故用铁矾渣作为水泥的掺合料具有可行性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铁矾渣混凝土以及制备方法，使得铁矾渣得以废物利用，在保证混凝土各项指标的用时，降低混凝土制备成本。
(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：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水11-15份，水泥16-31份，铁矾渣4-13份，粗骨料104-129份，细骨料60-74份，附加用水量0-2.5份。
优选地，由以下重量份数的原料制成：水12-14份，水泥19-25份，铁矾渣6-10份，粗骨料110-120份，细骨料63-70份，附加用水量1-2份。
优选地，由以下重量份数的原料制成：水13份，水泥20份，铁矾渣7份，粗骨料115份，细骨料65份，附加用水量1.18份。
优选地，所述粗骨料是指含水率为0.5％的5-31.5mm连续级配碎石。
优选地，所述细骨料是指其含水率为2.6％、细度模数为2.77的普通砂，属于中砂Ⅱ区。
优选地，所述铁矾渣的含水量为7.6％。
优选地，所述水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥。
上述铁矾渣混凝土，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌15-20min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
(三)有益效果
本发明提供了一种铁矾渣混凝土以及制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明所配制的铁矾渣混凝土，通过调整水灰比得到了不同强度等级的混凝土，同时铁矾渣具有一定的胶凝性能，保证混凝土的各项性能指标，可用于制备不同强度等级的混凝土制品。
(2)本发明解决了铁钒渣的堆放、填埋所产生的资源浪费、环境污染等问题，有利于资源环境的可持续发展。
(3)用铁矾渣部分替代水泥，减少水泥用量，降低了工程造价，同时在铁矾渣混凝土的制备过程中没有添加任何外加剂，成本低廉，操作简单可行，具有广阔的工程应用前景。
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。
实施例1：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水11份、P.O42.5级硅酸盐水泥31份，含水量为7.6％的铁矾渣4份，含水率为0.5％的31.5mm连续级配碎石104份，含水率为2.6％、细度模数为2.77的细骨料细骨料60份，附加用水量2.5份。
上述铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌15min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
实施例2：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水15份、P.O42.5级硅酸盐水泥16份，含水量为7.6％的铁矾渣13份，含水率为0.5％的5mm连续级配碎石129份，含水率为2.6％、细度模数为2.77的细骨料细骨料60份，附加用水量2.2份。
上述铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌15min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
实施例3：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水12份、P.O42.5级硅酸盐水泥19份，含水量为7.6％的铁矾渣6份，含水率为0.5％的31.5mm连续级配碎石110份，含水率为2.6％、细度模数为2.77的细骨料细骨料70份，附加用水量2份。
上述铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌18min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
实施例4：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水14份、P.O42.5级硅酸盐水泥25份，含水量为7.6％的铁矾渣10份，含水率为0.5％的5mm连续级配碎石120份，含水率为2.6％、细度模数为2.77的细骨料细骨料63份，附加用水量1份。
上述铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌16min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
实施例5：
一种铁矾渣混凝土，由以下重量份数的原料制成：水13份、P.O42.5级硅酸盐水泥20份，含水量为7.6％的铁矾渣7份，含水率为0.5％的5-31.5mm连续级配碎石115份，含水率为2.6％、细度模数为2.77的细骨料细骨料65份，附加用水量1.18份。
上述铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机搅拌机中，持续搅拌19min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
为了进一步说明本发明的有益效果，通过X射线荧光光谱分析(XRF)分别测得水泥与铁矾渣的化学主要成分，并分别继续在表1与表2中，通过对水泥与铁矾渣的化学主要成分的对比，验证铁矾渣的胶凝性能，并且选取本发明实施例1-5所制备的铁矾渣混凝土测试其在抗压强度、抗折强度等方面的性能，记录在表3中。
表1水泥主要化学成分
表2铁矾渣主要化学成分
表3铁矾渣混凝土的性能测试
| 测试项目 | 抗压强度 | 抗折强度 | 保水率 |
| 单位 | MPa | MPa | ％ |
| 技术要求 | ≧12.5 | ≧3.0 | ≧80 |
| 实施例1 | 14.4 | 3.8 | 81.3 |
| 实施例2 | 20.0 | 4.9 | 83.4 |
| 实施例3 | 25.8 | 5.2 | 84.2 |
| 实施例4 | 29.4 | 6.4 | 86.4 |
| 实施例5 | 30.2 | 7.3 | 88.3 |
由表1与表2的成分对比可知，铁矾渣内含有CaO、SiO2、Al2O3等氧化物，因此具有一定的胶凝性能，同时由于化学组分相似，可实现在保证铁矾渣混凝土强度的情况下，用含水率为7.6％的铁矾渣部分取代水泥，并通过改变水灰比，制备不同强度等级的铁矾渣混凝土，满足定制化要求。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (4)
1.一种铁矾渣混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：水11-15份，水泥16-31份，铁矾渣4-13份，粗骨料104-129份，细骨料60-74份，附加用水量0-2.5份；
所述粗骨料是指含水率为0.5％的5-31.5mm连续级配碎石；
所述细骨料是指其含水率为2.6％、细度模数为2.77的普通砂，属于中砂Ⅱ区；
所述水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥；
铁矾渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份比例将细骨料、粗骨料、铁矾渣投入搅拌机中搅拌，直至原料混合均匀，得到混合物料；
(2)按照重量份比例取水泥并以10mL/min的流速在搅拌机中加水搅拌，直至水全部加完后，将混合物料加入搅拌机中，持续搅拌15-20min后，按重量份比例加入附加用水量，搅拌均匀后得到铁矾渣混凝土。
2.如权利要求1所述的铁矾渣混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：水12-14份，水泥19-25份，铁矾渣6-10份，粗骨料110-120份，细骨料63-70份，附加用水量1-2份。
3.如权利要求1所述的铁矾渣混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：水13份，水泥20份，铁矾渣7份，粗骨料115份，细骨料65份，附加用水量1.18份。
4.如权利要求1所述的铁矾渣混凝土，其特征在于，所述铁矾渣的含水量为7.6％。
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