CN108892462A - 一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法 - Google Patents

一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法，该方法将花岗岩废石进行破碎、整形处理，将5～20mm粒径的花岗岩废石用作混凝土粗骨料，0.15‑5mm的花岗岩废石粉用作混凝土细骨料；将低硅铁尾矿颗粒进行分级；将小于150μm花岗岩废石粉和小于150μm低硅铁尾矿颗粒通过粉磨得到预混料，将预混料、电石渣及磷石膏进行混磨得到复合胶凝材料，将混凝土粗骨料、混凝土细骨料、复合胶凝材料和≥150μm粒径的低硅铁尾矿混合，得到混合料，加入减水剂和水，然后进行搅拌、浇筑、成型、脱模和标准养护，制备得到高强混凝土。本发明节约了水泥，减少温室气体的排放量，对环境及经济产生积极效益。

Description

一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法
技术领域
本发明属于资源环境和建筑材料技术领域，具体地说，涉及一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法。
背景技术
随着国家经济步入新的快速发展阶段，各行业对钢铁需求量继续增加，但由选矿产生的各种尾矿排放量也随之增加。据最新数据统计显示，自2010年以来，我国尾矿的年排放量高达15亿吨以上，截至2017年年底，各种尾矿的累计排放量已达160亿吨。由于对钢铁量需求量较大，继而黑色金属矿开采量也较大，其中铁尾矿占这些尾矿堆存量的70～80％。由于我国在应用技术较发达国家还有一定差距，我国尾矿的综合利用率仅为20.6％，远低于欧美等国的60％。如此巨大尾矿排放量及堆存量不仅占用了大量有限土地资源，并且对生态环境、经济建设、人们生命安全都造成极大危害。上述对尾矿的概括可以看到均矿山环境协调与循环经济的协调发展，不符合国家倡导的循环利用的政策，所以固体废弃物的利用技术问题亟待解决。
花岗岩是大陆地壳的主要组成部分，是火山爆发流出的岩浆在地表以下凝结形成的硬度极高的火成岩。一般矿产资源都在地表以下或是在大山丛林间，周围通常由夹石或围岩覆盖，这些覆盖岩石以花岗岩居多，所以企业在采矿过程中会产大量花岗岩废石，对于怎样处理大量的花岗岩废石一直以来是很多企业着重解决的技术难题。由于采矿产生的花岗岩废石硬度较高，利用难度较大，因而长期以来利用率较低。
由于该铁尾矿较其他尾矿成分含量有较大差异，其化学成分主要由SiO2、Al2O3、CaO等组成，其中硅含量偏低，仅为36％，不能为混凝土水化反应提供充足的硅质材料，对混凝土性能发展有较大影响，所以其在混凝土制备领域利用率一直较低。电石渣是电石(CaC2)水解获取乙炔(C2H2)后的以Ca(OH)2为主的工业副产品，由于电石渣的颗粒极细，10～50μm,颗粒占60％～80％，呈弱碱性，并伴有微臭味，且产量大，运输成本高，很多企业尤其是在石灰石储量比较大的地区，常采用就地堆存的方式处理，这样不仅浪费了大量的土地资源而且也给周边环境造成了二次污染，因而电石渣与低硅铁尾矿一样急需提高其综合利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法，包括以下步骤：
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径＞20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径＞20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径≥150μm和粒径＜150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径≥150μm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒混合并粉磨至比表面积260～300m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，将上述混合物混磨至比表面积450～650m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，加入减水剂和水，使水胶比为0.23～0.26，搅拌均匀，然后进行浇筑、成型、脱模和标准养护，制备得到高强混凝土。
可选地，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O 0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
可选地，预磨料中的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒的质量比为1:1。
可选地，电石渣和磷石膏的质量份数比为(9～16)：(10～20)：(2.5～4)。
可选地，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为37～50％，废石细骨料为15～20％，铁尾矿细骨料为7～15％，复合凝胶材料为22～30％，以上质量百分比含量总量为100％。
可选地，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的1％～4％。
可选地，所述减水剂为豆腐废水所述豆腐废水经过以下处理：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)本发明的利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法中，通过碎石厂的大型鄂式破碎机对硬度较高的花岗岩废石进行破碎，然后通过微整形技术对破碎的碎石进行一定时间的整形处理，使不同粒径的废石颗粒用作高强混凝土骨料。然后通过一定时间的机械力处理低硅铁尾矿及电石渣，使尾矿中的SiO2、Al2O3、CaO与电石渣中的Ca(OH)2具有火山灰活性，添加少量磷石膏作为激发剂制备复合胶凝材料，最终在标准条件下制备出28d抗压强度达到80MPa以上的高强混凝土。
2)本发明不仅解决大宗固体废弃物难以利用的技术难题，提高了固体废弃物的综合利用率，减少了能源消耗，降低了CO2的排放，同时还能够提高产品附加值，能产生较好的经济效益，并且为花岗岩废石和低硅铁尾矿的综合利用提供了一条新的利用途径。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法，如图1所示，包括以下步骤：
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径＞20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径＞20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
其中，由于花岗岩废石硬度较高，首先将花岗岩废石简单筛分，粒径较大废石将其放入大型颚式破碎机进行第一次破碎，然后应用砂石厂的球磨设备对破碎后的坚硬不规则废石进行整形处理，使其表面圆润光滑。
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积260～300m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为(9～16)：(10～20)：(2.5～4)，将上述混合物混磨至比表面积450～650m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为37～50％，废石细骨料为15～20％，铁尾矿细骨料为7～15％，复合凝胶材料为22～30％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的1％～4％；加入水使水胶比为0.23～0.26，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机150～200s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，经标准养护得到一种100％利用固体废弃物的高强混凝土材料。
其中，所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。
豆腐废水中有很多发酵后的脂肪酸，豆腐废水容易变质，所以需要冷藏，加入钢渣的目的是清除里面的悬浮物。
制备高强混凝土材料在标准条件养护28d可以达到抗压强度80～90Mpa，抗折强度达到12.5～17.3MPa的高强混凝土材料。
以往对大宗工业固废的综合利用研究，单种固废的考虑较多，多种固废全产业链协同利用的研究较少，再加上行业壁垒的束缚，尾矿和废石的硅酸盐属性表面有大量的硅氧和铝氧断键这个特征没被深入研究和充分利用。本发明利用“粒级与活性双重协同优化”的技术原理和界面键合理论，梯级粉磨的应用为了实现粒级与活性的双重协同优化，而花岗岩的整形利用的是界面键合理论，能够使废石表明的Si-O键和Al-O键能够更好的被利用。
实施例1
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积280m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为10：16.5:2.5，将上述混合物混磨至比表面积590m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为46％，废石细骨料为15％，铁尾矿细骨料为10％，复合凝胶材料为29％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的2.5％；加入水使水胶比为0.26，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机150～200s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，经标准养护得到一种100％利用固体废弃物的高强混凝土材料；分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表1所示。
表1实施实例1制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 41.8 1.5 3.25×104 4.2
7d 63.1 5.6 4.31×104 5.5
28d 83.2 14.2 4.34×104 5.6
实施例2
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积300m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为11：17.5:2.8，将上述混合物混磨至比表面积600m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为46％，废石细骨料为17％，铁尾矿细骨料为7％，复合凝胶材料为30％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的1％；加入水使水胶比为0.25，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机200s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，于标准条件下养护24h后拆模，继续标准条件下养护，得到一种100％利用固体废弃物的高强混凝土材料；分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表2所示。
表2实施实例2制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 45.4 1.7 3.65×104 4.3
7d 68.9 8.5 4.71×104 5.1
28d 84.4 15.8 4.77×104 6.6
实施例3
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积280m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为16：20:4，将上述混合物混磨至比表面积605m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为37％，废石细骨料为16％，铁尾矿细骨料为12％，复合凝胶材料为22％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的4％；所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。加入水使水胶比为0.24，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机200s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，于标准条件下养护24h后拆模，继续标准条件下养护，分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表3所示。
表3实施实例3制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 46.3 2.7 3.65×104 4.1
7d 67.9 8.6 4.45×104 5.6
28d 86.0 17.3 4.57×104 7.6
实施例4
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积280m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为9：16.5:2.5，将上述混合物混磨至比表面积620m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为50％，废石细骨料为15％，铁尾矿细骨料为12％，复合凝胶材料为23％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂；其中，所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。减水剂的质量为复合凝胶材料质量的2％；加入水使水胶比为0.26，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机180s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，于标准条件下养护24h后拆模，继续标准条件下养护，分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表4所示。
表4实施实例4制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 39.7 1.7 3.65×104 4.3
7d 66.3 7.9 3.98×104 5.1
28d 81.9 13.8 4.17×104 7.1
实施例5
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积280m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为14：10:2.5，将上述混合物混磨至比表面积650m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为42％，废石细骨料为20％，铁尾矿细骨料为15％，复合凝胶材料为23％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，其中，所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。减水剂的质量为复合凝胶材料质量的3％；加入水使水胶比为0.23～0.26，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机150s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，于标准条件下养护24h后拆模，继续标准条件下养护，分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表5所示。
表5实施实例5制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 47.4 2.2 3.66×104 4.2
7d 69.5 9.0 4.36×104 5.5
28d 87.3 16.4 5.17×104 8.6
实施例6
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径为大于20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径为大于20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径为0.15～5mm和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径在0.15～5mm的低硅铁尾矿颗粒作为铁尾矿细骨料；
其中，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒按照质量比为1:1进行混合并粉磨至比表面积260m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，其中，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为10：16.5:3，将上述混合物混磨至比表面积450m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，其中，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为46％，废石细骨料为16％，铁尾矿细骨料为9％，复合凝胶材料为29％，以上质量百分比含量总量为100％，加入减水剂，其中，所述减水剂为豆腐废水，所述减水剂通过以下方法制备得到：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。减水剂的质量为复合凝胶材料质量的3.5％；加入水使水胶比为0.25，搅拌均匀，置于HJW-60单卧轴强制式混凝土搅拌机180s搅拌均匀后浇筑于标准模具中振动成型，于标准条件下养护24h后拆模，继续标准条件下养护，分别测试3d、7d、28d材料的力学性能，按上述步骤制备的高强混凝土力学性能指标如表6所示。
表6实施实例6制备的混凝土性能指标(MPa)
龄期 抗压强度 抗折强度 静力弹性模量 劈裂抗拉强度
3d 44.7 2.0 3.67×104 4.5
7d 65.8 8.7 4.41×104 7.3
28d 88.2 16.1 5.24×104 8.4
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用花岗岩废石及低硅铁尾矿制备高强混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将花岗岩废石进行鄂氏破碎、整形及筛分，得到粒径＞20mm、5～20mm、0.15～5mm和粒径小于150μm的废石颗粒，将粒径＞20mm的废石颗粒再次进行鄂氏破碎，粒径为5～20mm的废石颗粒作为废石粗骨料，粒径在0.15～5mm的废石颗粒作为废石细骨料；
将低硅铁尾矿颗粒进行水力分级，得到粒径≥150μm和粒径＜150μm的低硅铁尾矿颗粒，粒径≥150μm的低硅铁尾矿颗粒作为低铁尾矿细骨料；
将筛选出的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒混合并粉磨至比表面积260～300m2/kg，得到预磨料；
将预磨料与电石渣和磷石膏混合，将上述混合物混磨至比表面积450～650m2/kg，得到复合胶凝材料；
将废石粗骨料、废石细骨料、铁尾矿细骨料和复合凝胶材料均匀混合，得到混合料，加入减水剂和水，使水胶比为0.23～0.26，搅拌均匀，然后进行浇筑、成型、脱模和标准养护，制备得到高强混凝土。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的低硅铁尾矿化学成份以质量百分比计为：SiO225％～40％，Al2O320％～40％，CaO5％～10％，MgO0.5％～2％，Fe2O3+FeO0.1％～5％，K2O 0.1％～2％，Na2O 0.1％～2％，P2O50.01％～1％，烧失量0.1％～5％，杂质0.01％～2％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预磨料中的粒径小于150μm的废石颗粒和粒径小于150μm的低硅铁尾矿颗粒的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预磨料、电石渣和磷石膏的质量份数比为(9～16)：(10～20)：(2.5～4)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，混合料中废石粗骨料所占质量百分比为37～50％，废石细骨料为15～20％，铁尾矿细骨料为7～15％，复合凝胶材料为22～30％，以上质量百分比含量总量为100％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，减水剂的质量为复合凝胶材料质量的1％～4％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减水剂为豆腐废水所述豆腐废水经过以下处理：将豆腐废水在1-6℃条件下冷藏，在豆腐废水加入粒径小于0.15mm的钢渣进行絮凝处理，絮凝时间不少于3h，过滤，得到滤液，即为减水剂。
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