CN113754391B - 一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：改性水泥900～1100，金尾矿砂I 200～250，陶粒200～250，秸秆2～3，减水剂25～30，豆腐废水290～310；所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：水库底泥20～25，改性钢渣30～40，水泥熟料20～30，金尾矿砂II 15～25，磷石膏3～7；其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。本发明实现了固体废弃物的绿色可持续发展，同时也降低了高性能混凝土的制备成本。

Description

一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及资源环境综合利用技术领域，尤其涉及一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，我国矿产资源开发不断增长，工业发展取得了前所未有的进步，然而随之而来的是大量工业固体废弃物的产生，诸如钢渣、金矿尾矿等。
钢渣是炼钢工业的废渣，主要来自炼钢时加入的石灰石、白云石和铁矿石等冶炼熔剂，为调整钢材性质而加入的造渣材料，以及高温下融化成的两个互不熔解的液相炉料中分离出来的杂质等，其排放量约为粗钢产量的12％～20％左右。我国钢渣年产生量约0.8亿吨，累积堆存约5亿吨，综合利用率不足40％。钢渣的化学组分主要包括SiO2、CaO、MgO、Fe2O3，还要有少量的Al2O3、MnO2、P2O5等，其主要矿物组成包括硅酸钙(C2S，C3S)、铁酸钙(C4AF、C2F)、铝酸钙(C12A7、C3A)、RO相、金属铁、橄榄石、磁铁矿(Fe3O4)、游离氧化钙(f-CaO)等，可见钢渣的化学组成和矿物组成与水泥相似。钢渣能与水反应，产生Ca(OH)2、C-S-A-H凝胶、C-A-H晶体、C-S-H凝胶等。目前钢渣主要应用于路基工程、工程回填料和沥青混凝土集料等，而在水泥混凝土中的应用不到其利用总量的10％，近几年来，人们主要研究了钢渣胶凝性的激发途径和制备新材料的可行性。但钢渣利用率仍然较低，这反映出在钢渣基础性研究方面仍存在着不足。
金矿尾矿是黄金采选过程中产生的一种废渣，也是我国排放量第二大的金属尾矿。随着国家先后出台环保税、资源税政策，以及自然保护区等生态功能区内矿业权退出，部分黄金矿山企业减产或关停整改，根据中国黄金协会统计数据，2017年，国内累计生产黄金426.142吨，同比下降6.03％，尽管黄金矿开采量逐年下滑，但伴随产生的金尾矿产量巨大约为2.29亿吨。所以，金尾矿的综合处理仍是亟待解决的问题。
水库作为调节水流和抵御水旱灾害的水利工程建筑物，在一定程度上改变着水体之间物质能量的输送和交换，水中泥沙随着水库的地形地貌和水动力作用差异逐渐沉积于水底。而沉积物会在一定条件下通过生物地球化学过程将储存的大量有机质、重金属等物质转化进入水体，从而影响湖库生态系统。因水库底泥性质与土壤接近，且有机质、矿物质等含量丰富，具有很高的利用价值，若将底泥无害化处理后进行资源化利用，既可保护环境，又可节约资源。
如何对钢渣、金尾矿和水库底泥进行有效利用，变废为宝，大大减轻环境污染的同时，还能实现重大的经济效益和社会效益，这一技术难题亟待人们去解决。
发明内容
本发明提出一种自密实轻质利废混凝土及其制备方法，实现了固体废弃物的绿色可持续发展，同时也降低了高性能混凝土的制备成本。
本发明一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000021
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000022
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
可选地，所述水库底泥的主要成分和含量为：SiO245～60％，Al2O310～15％，Fe2O31～10％，MgO 1～5％，CaO 5～15％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。
可选地，所述金尾矿砂的主要成分和含量为：SiO2 40～75％，Al2O3 10～25％，MgO1～5％，CaO 1～5％，Fe2O3 1～10％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O5 0.01～2％，烧失量0.01～6％，其他0.01～3％。
可选地，所述改性钢渣的主要成分和含量为：SiO2 25～40％，Al2O3 1～10％，Fe2O320～30％，MgO 5～10％，CaO 35～45％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。
可选地，所述改性钢渣为钢渣和复合改性剂混合压制成型后进行高温煅烧、选铁后产生的改性钢渣粉，所述复合改性剂由水库底泥、煤矸石和铁尾矿组成；所述钢渣和复合改性剂的质量比为：70～80：20～30；所述复合改性剂中铁尾矿、水库底泥和煤矸石的质量比为：3～4：2～3：1。
可选地，所述水泥熟料的主要成分和含量为：SiO2为55～75％，CaO为10～30％，Al2O3为1～10％，Fe2O3为0～5％，K2O为0～1％，MgO为0～1％，Na2O为0～1％，MnO为0～1％，TiO2为0～1％，烧失量0～0.5％，其他0.1～2％。
可选地，所述豆腐废水为经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水。
可选地，所述减水剂为聚羧酸系PC高效减水剂。
本发明还提出上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为30～50％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3～5％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以5～10℃/min随炉升温，800～1100℃恒温1～2h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。
可选地，所述步骤S6中养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,SCC)，又称自流平混凝土(Self-Leveling Concrete)，是一种目前正在积极推广的高性能混凝土，与普通混凝土有所不同，它具有高流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性。随着建筑结构形式日益朝着高耸、大跨和大体积方向发展，普通混凝土自重大、比强度低的缺点在上述结构形式中的应用日益受限，发展轻骨料混凝土(Lightweight aggregate concrete,LWAC)是减轻结构自重的有效措施。一直以来混凝土材料成本及其可持续性是行业关注的热点问题，工业固废在混凝土中掺入，可以实现低成本、低碳、绿色混凝土工业的发展。目前水泥混凝土中消纳固废的用量也在固废利用总量的80％，利废混凝土已经成为大宗工业固废消纳利用的重要途径。
将自密实混凝土、轻骨料混凝土、利废混凝土技术进行有机结合是极具吸引力的，自密实轻质利废混凝土(Self-Compacting Lightweight Waste Concrete,SCLWC)的研制及开发，能够使所拌和得到的混凝土兼有自密实、轻质、碳中和的三重属性特征，为混凝土在绿色建筑中的有效应用提供技术支撑，同时为建筑工业化开辟了新空间。
SCLWC是一种含有多组分的复合材料，大至毫米级的陶粒骨料，小至微米级的如矿渣、钢渣、CFB脱硫灰渣、石粉等矿物掺合料，甚至纳米级的水分子、混凝土外加剂高分子材料。尽管各组成材料的特性均不相同，但是从不同的研究尺度来讲，均可以认作是由液相浆体和固相颗粒体组成的两相材料。如图2所示，SCLWC可看作砂浆和陶粒组成的两相材料，砂浆则可以看作净浆和砂子组成的两相材料，净浆又可以进一步看作水(包括：减水剂)和粉体材料组成的两相材料。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)本发明利用水库底泥、铁尾矿、改性钢渣和金尾矿砂为主要原料，不仅可以制备出符合国家规范的混凝土，还变废为宝，大大减轻环境污染，具有重大的经济效益和社会效益。
2)本发明加入秸秆，提高了混凝土抗拉抗折强度；还有效抑制陶粒上浮，保证体系的良好分散性。
3)本发明利用豆腐废水，减少了减水剂的使用、改善了体系的流动性、降低了成本。
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。
图1为本发明自密实轻质利废混凝土制备方法的工艺流程图。
图2为本发明自密实混凝土符合材料的组成示意图。
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。
实施例1
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000051
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000052
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为30％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以5℃/min随炉升温，800℃恒温2h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例1所得的混凝土性能指标如表1所示：
表1实施例1所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 67.3MPa 260mm P8 Q～Ⅳ 1906kg/m<sup>3</sup>
实施例2
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000061
Figure BDA0003209177480000071
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000072
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为50％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料5％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以10℃/min随炉升温，1100℃恒温1h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例2所得的混凝土性能指标如表2所示：
表2实施例2所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 58.8MPa 255mm P8 Q～Ⅳ 1962kg/m<sup>3</sup>
实施例3
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000081
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000082
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为40％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料4％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以6℃/min随炉升温，900℃恒温1.5h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例3所得的混凝土性能指标如表3所示：
表3实施例3所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 63.5MPa 255mm P8 Q～Ⅳ 1817kg/m<sup>3</sup>
实施例4
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000091
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000092
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为35％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3.5％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以7℃/min随炉升温，850℃恒温2h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例4所得的混凝土性能指标如表4所示：
表4实施例4所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 68.8MPa 260mm P8 Q～Ⅳ 1865kg/m<sup>3</sup>
实施例5
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000101
Figure BDA0003209177480000111
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000112
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为45％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料4.5％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以8℃/min随炉升温，950℃恒温1h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例5所得的混凝土性能指标如表5所示：
表5实施例5所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 63.7MPa 260mm P8 Q～Ⅳ 1938kg/m<sup>3</sup>
实施例6
一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000121
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
Figure BDA0003209177480000122
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mmm的金尾矿砂；金尾矿砂II为粒径小于0.15mmm的金尾矿砂。
上述自密实轻质利废混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料；粒径小于0.15mm的金尾矿待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为40％，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3.2％的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，所述煅烧为：以9℃/min随炉升温，1050℃恒温1h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150～200目；
S5、将煅烧后经过粉磨后的金尾矿和水库底泥粉料，与粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40～50cm，切为1～3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1～3cm，直径0.075～0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿、陶粒和处理后的桔杆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。所述养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。
按实施例6所得的混凝土性能指标如表6所示：
表6实施例6所制得的混凝土性能指标
性能 抗压强度 坍落度 抗渗等级 抗氯离子渗透等级 密度
指标 61.2MPa 260mm P8 Q～Ⅳ 1873kg/m<sup>3</sup>
实施例1—实施例6中，所述水库底泥的主要成分和含量为：SiO2 45～60％，Al2O310～15％，Fe2O3 1～10％，MgO 1～5％，CaO 5～15％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O50.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。
实施例1—实施例6中，所述金尾矿砂的主要成分和含量为：SiO2 40～75％，Al2O310～25％，MgO 1～5％，CaO 1～5％，Fe2O3 1～10％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O50.01～2％，烧失量0.01～6％，其他0.01～3％。
实施例1—实施例6中，所述改性钢渣的主要成分和含量为：SiO2 25～40％，Al2O31～10％，Fe2O3 20～30％，MgO 5～10％，CaO 35～45％，Na2O 0.01～5％，K2O 0.01～5％，P2O5 0.01～2％，烧失量0.01～5％，其他0.01～3％。所述改性钢渣为钢渣和复合改性剂混合压制成型后进行高温煅烧、选铁后产生的改性钢渣粉，所述复合改性剂由水库底泥、煤矸石和铁尾矿组成；所述钢渣和复合改性剂的质量比为：70～80：20～30；所述复合改性剂中铁尾矿、水库底泥和煤矸石的质量比为：3～4：2～3：1。
实施例1—实施例6中，所述水泥熟料的主要成分和含量为：SiO2为55～75％，CaO为10～30％，Al2O3为1～10％，Fe2O3为0～5％，K2O为0～1％，MgO为0～1％，Na2O为0～1％，MnO为0～1％，TiO2为0～1％，烧失量0～0.5％，其他0.1～2％。
实施例1—实施例6中，所述豆腐废水为经过4～6℃冷藏并过滤后的豆腐废水。
实施例1—实施例6中，所述减水剂为聚羧酸系PC高效减水剂。
实施例1—实施例6中，改性钢渣的制备方法，包括以下步骤：
S1、水库底泥预处理：将水库底泥静置脱水，使其含水量为25～35％，再晾干，过筛，筛下产物经烘干后再球磨均化处理，得到预处理后的的水库底泥；
S2、煤矸石预处理：将煤矸石经颚式破碎机破碎至1～2mm粒径的颗粒，经105℃烘干12h后，球磨至150～200目，得到预处理后的煤矸石；
S3、铁尾矿预处理：铁尾矿经105℃烘干12h后，球磨至150～200目，得到预处理后的铁尾矿；
S4、钢渣预处理：将钢渣经颚式破碎机破碎至1～2mm粒径的颗粒，经105℃烘干12h后，球磨至150～200目，得到预处理后的钢渣；
S5、球磨混合：将预处理后的钢渣、铁尾矿、煤矸石和水库底泥进行球磨混合均匀；
S6、压制成型：将步骤S5得到的混合物加入其质量2～5％的水，压制成型,压制成型的压力为15～35MPa；
S7、烧结改性：将步骤S6压制成型后的料饼置于马弗炉中，烧结改性,所述烧结改性为：以10℃/min升至1150～1250℃，保温25min；
S8、鼓风急冷：将步骤S7烧结改性后的钢渣进行鼓风急冷；
S9、强磁选铁：将步骤S8鼓风急冷后的钢渣经球磨机粉磨至200目后，放入1-2T强磁选机进行磁选，得到铁精粉和改性钢渣粉。
从实施例1-6的检测结果可知：本发明利用水库底泥、改性钢渣、金尾矿砂、豆腐废水和陶粒为主要原料，制备得到的自密实轻质利废混凝土具有良好的抗压强度、抗渗能力、抗氯离子渗透能力和坍落度。制备出了符合国家规范的混凝土，还变废为宝，大大减轻环境污染，具有重大的经济效益和社会效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自密实轻质利废混凝土，所述自密实轻质利废混凝土由以下质量份的各物质组成：
改性水泥 900~1100
金尾矿砂I 200~250
陶粒 200~250
秸秆 2~3
减水剂 25~30
豆腐废水 290~310；
所述改性水泥由以下质量份的各物质组成：
水库底泥 20~25
改性钢渣 30~40
水泥熟料 20~30
金尾矿砂II 15~25
磷石膏 3~7；
其中，金尾矿砂I为粒径大于0.15mm的金尾矿砂； 金尾矿砂II为粒径小于0.15mm的金尾矿砂；
其中，改性钢渣为钢渣和复合改性剂混合压制成型后进行高温煅烧、选铁后产生的改性钢渣粉，所述复合改性剂由水库底泥、煤矸石和铁尾矿组成；所述钢渣和复合改性剂的质量比为：70~80：20~30；所述复合改性剂中铁尾矿、水库底泥和煤矸石的质量比为：3~4：2~3：1。
2.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述水库底泥的主要成分和含量为：SiO2 45~60%，Al2O3 10~15%，Fe2O3 1~10%，MgO 1~5%，CaO 5~15%，Na2O 0.01~5%，K2O 0.01~5%，P2O5 0.01~2%，烧失量0.01~5%，其他0.01~3%。
3.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述金尾矿砂的主要成分和含量为：SiO2 40~75%，Al2O3 10~25%，MgO 1~5%，CaO 1~5%，Fe2O3 1~10%，Na2O 0.01~5%，K2O 0.01~5%，P2O5 0.01~2%，烧失量0.01~6%，其他0.01~3%。
4.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述改性钢渣的主要成分和含量为：SiO2 25~40%，Al2O3 1~10%，Fe2O3 20~30%，MgO 5~10%，CaO 35~45%，Na2O 0.01~5%，K2O 0.01~5%，P2O5 0.01~2%，烧失量0.01~5%，其他0.01~3%。
5.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述水泥熟料的主要成分和含量为：SiO2为55~75%，CaO为10~30%，Al2O3为1~10%，Fe2O3为0~5%，K2O为0~1%，MgO为0~1%，Na2O为0~1%，MnO为0~1%，TiO2为0~1%，烧失量0~0.5%，其他0.1~2%。
6.根据权利要求1所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述豆腐废水为经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的自密实轻质利废混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系PC高效减水剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的自密实轻质利废混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将金尾矿烘干后，进行筛分，得到粒径大于0.15mm的金尾矿作为混凝土的细骨料，即金尾矿砂I；粒径小于0.15mm的金尾矿，即金尾矿砂II，待用；
S2、将水库底泥静置脱水，使其含水量为30~50%，再晾干、过筛，筛下产物烘干干燥；
S3、将粒径小于0.15mm的金尾矿砂II与干燥后的水库底泥，混匀，加入干料3~5%的水后，压制成直径3cm、厚度1cm的料饼放入马弗炉内煅烧，煅烧为：以5~10℃/min随炉升温，800~1100℃恒温1~2h，自然冷却降温，煅烧后的产物粉磨至200目；
S4、将烘干后的改性钢渣、水泥熟料、磷石膏分别粉磨至150~200目；
S5、将步骤S3煅烧后且经过粉磨的金尾矿砂II和水库底泥粉料，与步骤S4粉磨后改性钢渣、水泥熟料、磷石膏，按比例拌和，得到复合胶凝粉体，即改性水泥；
S6、秸秆预处理：去掉秸秆表皮，选取根部40~50cm，切为1~3cm小段，用50型揉丝机处理，筛选长度为1~3cm，直径0.075~0.10mm的秸秆备用；
S7、将改性水泥、粒径大于0.15mm的金尾矿砂I、陶粒和步骤S6预处理后的秸秆均匀混合，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用振动搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。
9.根据权利要求8所述的自密实轻质利废混凝土的制备方法，其特征在于，所述养护条件为：温度为20±2°C，湿度≥95%，养护28d。
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