CN110526621A - 一种尾矿砂石混凝土大型墙板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉200‑300份、水250‑300份、石英砂80‑120份、陶砂25‑45份、超高胶凝度高胶蛋白粉7‑15份、沸石1.8‑2.8份、石灰石粉4‑8份、稻壳5‑8份、防水剂0.2‑1.2份、环氧树脂10‑15份、减水剂1‑8份、防冻剂1‑3份、速凝剂1‑3份、胶黏剂2‑5份、增强纤维3‑5份。本发明采用铁尾矿细粉完全代替水泥、河砂以及粉煤灰，提高了尾矿的利用率，减少了天然资源的消耗量；加入超高胶凝度高胶蛋白粉显著提升了墙板的强度；本发明的制备方法简单，制备的墙板具有强度高、保温隔热，节能环保，造价便宜，轻质等有优点。

Description

一种尾矿砂石混凝土大型墙板及制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土墙板技术领域，尤其涉及一种尾矿砂石混凝土大型墙板及制备方法。
背景技术
尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿t。目前，我国的尾矿综合利用率只有7％，因此，尾矿的综合回收利用问题已受到全社会的广泛关注。
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。但是混凝土的制作需要耗费大量的胶凝材料以及石砂，将尾矿、机制砂作为混凝土原料使用能够很好的解决尾矿的综合回收利用问题，并且能够降低混凝土的生产成本。且在现有的建筑行业，墙板的应用规模越来越大，因此尾矿砂石混凝土大型墙板的研究具有重要意义。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种尾矿砂石混凝土大型墙板及制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉200-300份、水250-300份、石英砂80-120份、陶砂25-45份、超高胶凝度高胶蛋白粉7-15份、沸石1.8-2.8份、石灰石粉4-8份、稻壳5-8份、防水剂0.2-1.2份、环氧树脂10-15份、减水剂1-8份、防冻剂1-3份、速凝剂1-3份、胶黏剂2-5份、增强纤维3-5份。
优选的，所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉250份、水280份、石英砂100份、陶砂30份、超高胶凝度高胶蛋白粉12份、沸石2份、石灰石粉6份、稻壳6份、防水剂1份、环氧树脂12份、减水剂5份、防冻剂2份、速凝剂2份、胶黏剂3份、增强纤维4份。
优选的，所述的铁尾矿细粉由尾矿砂石粉碎研磨而成，所述的尾矿砂石的主要成分为：SiO2的含量为65-70％、Al2O3的含量为8-9％、Fe2O3的含量为7-8％、CaO的含量为4.2-4.8％、MgO的含量为2.5-3.5％、K2O的含量为1.5-2％。
优选的，所述的铁尾矿细粉为粒径小于等于80μm的铁尾矿细粉。
优选的，所述的增强纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维中的至少两种纤维组合。
优选的，所述的防水剂、减水剂、防冻剂、速凝剂、胶黏剂分别为：硬脂酸锌防水剂、聚羧酸系减水剂、碳酸钾型防冻剂、无碱系液体速凝剂和丙烯酸酯乳液胶黏剂。
优选的，所述的超高胶凝度高胶蛋白粉，凝胶强度≥1500g*cm-2。
一种尾矿砂石混凝土大型墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照尾矿砂石混凝土大型墙板的重量份数的原料配比；
步骤二、搅拌，将所有原料置于搅拌机中加水搅拌10-15分钟，制成浆料，经高压注料到模具腔内，其中注料过程中压力控制为3-6MPa；
步骤三、养护成型，待浆料注满墙板成型机中的模具腔内后，静止养护2-3小时后，然后在氮气保护条件下，在模具内直接进行低温蒸汽养护，以1-2℃/min的速率升温至45-55℃并恒温2-3h；脱模后，在氮气保护条件下，再次蒸养，以3-5℃/min的速率升温至85-95℃并恒温8-10h，即可形成所述的尾矿砂石混凝土大型墙板。
本发明中采用氮气保护下的低温蒸汽和高温蒸汽养护，主要目的是防止超高胶凝度高胶蛋白粉在加温、高湿条件下与空气中的氧气发生反应，从而影响蒸汽养护的效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用铁尾矿细粉完全代替水泥、河砂以及粉煤灰，提高了尾矿的利用率，减少了天然资源的消耗量；加入超高胶凝度高胶蛋白粉可以在不加入水泥的情况下显著提升墙板的强度；本发明的大型墙板的制备方法简单，制备的墙板具有强度高、保温隔热，节能环保，造价便宜，轻质等有优点。
具体实施方式
实施例1：
一种尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉250份、水280份、石英砂100份、陶砂30份、超高胶凝度高胶蛋白粉12份、沸石2份、石灰石粉6份、稻壳6份、防水剂1份、环氧树脂12份、减水剂5份、防冻剂2份、速凝剂2份、胶黏剂3份、增强纤维4份。
所述的铁尾矿细粉由尾矿砂石粉碎研磨而成，所述的尾矿砂石的主要成分为：SiO2的含量为68.44％、Al2O3的含量为8.27％、Fe2O3的含量为7.46％、CaO的含量为4.46％、MgO的含量为3.04％、K2O的含量为1.90％、SO3的含量为0.35％。
所述的铁尾矿细粉为粒径小于等于80μm的铁尾矿细粉。
所述的增强纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维中的至少两种纤维组合。
所述的防水剂、减水剂、防冻剂、速凝剂、胶黏剂分别为：硬脂酸锌防水剂、聚羧酸系减水剂、碳酸钾型防冻剂、无碱系液体速凝剂和丙烯酸酯乳液胶黏剂。
所述的超高胶凝度高胶蛋白粉，凝胶强度为1680g*cm-2。
一种尾矿砂石混凝土大型墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照尾矿砂石混凝土大型墙板的重量份数的原料配比；
步骤二、搅拌，将所有原料置于搅拌机中加水搅拌12分钟，制成浆料，经高压注料到模具腔内，其中注料过程中压力控制为5.2MPa；
步骤三、养护成型，待浆料注满墙板成型机中的模具腔内后，静止养护2.5小时后，然后在氮气保护条件下，在模具内直接进行低温蒸汽养护，以1.5℃/min的速率升温至52℃并恒温2.5h；脱模后，在氮气保护条件下，再次蒸养，以3.5℃/min的速率升温至92℃并恒温8.5h，即可形成所述的尾矿砂石混凝土大型墙板。
实施例2：
一种尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉200份、水300份、石英砂80份、陶砂45份、超高胶凝度高胶蛋白粉15份、沸石1.8份、石灰石粉8份、稻壳5份、防水剂1.2份、环氧树脂10份、减水剂8份、防冻剂1份、速凝剂3份、胶黏剂2份、增强纤维5份。
所述的铁尾矿细粉由尾矿砂石粉碎研磨而成，所述的尾矿砂石的主要成分为：SiO2的含量为67.25％、Al2O3的含量为8.38％、Fe2O3的含量为7.24％、CaO的含量为4.61％、MgO的含量为2.85％、K2O的含量为1.75％、SO3的含量为0.42％。
所述的铁尾矿细粉为粒径小于等于80μm的铁尾矿细粉。
所述的增强纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维中的至少两种纤维组合。
所述的防水剂、减水剂、防冻剂、速凝剂、胶黏剂分别为：硬脂酸锌防水剂、聚羧酸系减水剂、碳酸钾型防冻剂、无碱系液体速凝剂和丙烯酸酯乳液胶黏剂。
所述的超高胶凝度高胶蛋白粉，凝胶强度为1550g*cm-2。
一种尾矿砂石混凝土大型墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照尾矿砂石混凝土大型墙板的重量份数的原料配比；
步骤二、搅拌，将所有原料置于搅拌机中加水搅拌15分钟，制成浆料，经高压注料到模具腔内，其中注料过程中压力控制为3MPa；
步骤三、养护成型，待浆料注满墙板成型机中的模具腔内后，静止养护2小时后，然后在氮气保护条件下，在模具内直接进行低温蒸汽养护，以2℃/min的速率升温至45℃并恒温3h；脱模后，在氮气保护条件下，再次蒸养，以3℃/min的速率升温至85℃并恒温8h，即可形成所述的尾矿砂石混凝土大型墙板。
实施例3：
一种尾矿砂石混凝土大型墙板，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉300份、水250份、石英砂120份、陶砂25份、超高胶凝度高胶蛋白粉7份、沸石2.8份、石灰石粉4份、稻壳8份、防水剂0.2份、环氧树脂15份、减水剂1份、防冻剂3份、速凝剂1份、胶黏剂5份、增强纤维3份。
所述的铁尾矿细粉由尾矿砂石粉碎研磨而成，所述的尾矿砂石的主要成分为：SiO2的含量为65.18％、Al2O3的含量为8.81％、Fe2O3的含量为7.38％、CaO的含量为4.37％、MgO的含量为2.77％、K2O的含量为1.84％、SO3的含量为0.28％。
所述的铁尾矿细粉为粒径小于等于80μm的铁尾矿细粉。
所述的增强纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维中的至少两种纤维组合。
所述的防水剂、减水剂、防冻剂、速凝剂、胶黏剂分别为：硬脂酸锌防水剂、聚羧酸系减水剂、碳酸钾型防冻剂、无碱系液体速凝剂和丙烯酸酯乳液胶黏剂。
所述的超高胶凝度高胶蛋白粉，凝胶强度1720g*cm-2。
一种尾矿砂石混凝土大型墙板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照尾矿砂石混凝土大型墙板的重量份数的原料配比；
步骤二、搅拌，将所有原料置于搅拌机中加水搅拌10分钟，制成浆料，经高压注料到模具腔内，其中注料过程中压力控制为6MPa；
步骤三、养护成型，待浆料注满墙板成型机中的模具腔内后，静止养护3小时后，然后在氮气保护条件下，在模具内直接进行低温蒸汽养护，以1℃/min的速率升温至55℃并恒温2h；脱模后，在氮气保护条件下，再次蒸养，以5℃/min的速率升温至95℃并恒温10h，即可形成所述的尾矿砂石混凝土大型墙板。
对比例1
将实施例1中的超高胶凝度高胶蛋白粉去除，其余配比和制备方法不变。
对比例2
将实施例1中的超高胶凝度高胶蛋白粉替换为凝胶强度为600g*cm-2的常规蛋白粉，其余配比和制备方法不变。
以下对采用实施例1-3和对比例1-2的制备方法，制备的尾矿砂石混凝土大型墙板，进行对比测试，墙板的规格为：长5m、宽为1m、厚度0.25m；得到如下测试数据，具体数据见表1。
表1：采用实施例1-3和对比例1-2的制备方法，制备的尾矿砂石混凝土大型墙板，对比测试结果；
由以上测试数据可以知道，本发明的尾矿砂石混凝土大型墙板，加入超高胶凝度高胶蛋白粉，可以显著提升墙板的强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉200-300份、水250-300份、石英砂80-120份、陶砂25-45份、超高胶凝度高胶蛋白粉7-15份、沸石1.8-2.8份、石灰石粉4-8份、稻壳5-8份、防水剂0.2-1.2份、环氧树脂10-15份、减水剂1-8份、防冻剂1-3份、速凝剂1-3份、胶黏剂2-5份、增强纤维3-5份。
2.如权利要求1所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：铁尾矿细粉250份、水280份、石英砂100份、陶砂30份、超高胶凝度高胶蛋白粉12份、沸石2份、石灰石粉6份、稻壳6份、防水剂1份、环氧树脂12份、减水剂5份、防冻剂2份、速凝剂2份、胶黏剂3份、增强纤维4份。
3.如权利要求1所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，所述的铁尾矿细粉由尾矿砂石粉碎、研磨而成，所述的尾矿砂石的主要成分为：SiO2的含量为65-70％、Al2O3的含量为8-9％、Fe2O3的含量为7-8％、CaO的含量为4.2-4.8％、MgO的含量为2.5-3.5％、K2O的含量为1.5-2％。
4.如权利要求3所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，所述的铁尾矿细粉为粒径小于等于80μm的铁尾矿细粉。
5.如权利要求1所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，所述的增强纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维中的至少两种纤维组合。
6.如权利要求1所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，所述的防水剂、减水剂、防冻剂、速凝剂、胶黏剂分别为：硬脂酸锌防水剂、聚羧酸系减水剂、碳酸钾型防冻剂、无碱系液体速凝剂和丙烯酸酯乳液胶黏剂。
7.如权利要求1所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，所述的超高胶凝度高胶蛋白粉，凝胶强度≥1500g*cm-2。
8.如权利要求1-7任一所述的尾矿砂石混凝土大型墙板，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照尾矿砂石混凝土大型墙板的重量份数的原料配比；
步骤二、搅拌，将所有原料置于搅拌机中加水搅拌10-15分钟，制成浆料，经高压注料到模具腔内，其中注料过程中压力控制为3-6MPa；
步骤三、养护成型，待浆料注满墙板成型机中的模具腔内后，静止养护2-3小时后，然后在氮气保护条件下，在模具内直接进行低温蒸汽养护，以1-2℃/min的速率升温至45-55℃并恒温2-3h；脱模后，在氮气保护条件下，再次蒸养，以3-5℃/min的速率升温至85-95℃并恒温8-10h，即可形成所述的尾矿砂石混凝土大型墙板。
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