CN114455910B - 一种机制砂的预处理方法及含该机制砂的混凝土 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机制砂的预处理方法及含该机制砂的混凝土，预处理方法为：步骤1，破碎筛分预处理：将石灰石尾矿进行粗破碎和细破碎，得到平均粒径为25‑30mm的中砂；用清水对中砂冲洗、干燥；步骤2，改性处理：步骤2‑1，制备改性剂：将水、聚丙烯酸溶液、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸、解离剂和渗透剂混合，在60‑65℃下搅拌均匀；步骤2‑2，将改性剂加入中砂中，在50‑55℃下搅拌均匀，于30‑35℃下保温静置6h；用去离子水冲洗、干燥；超声波振动筛分，得到平均粒径为15‑25mm的改性砂；步骤3，将改性砂三级振动筛分，得到平均粒径为0.15‑5mm的机制砂。本申请具有降低机制砂中的泥块含量的效果。

Description

一种机制砂的预处理方法及含该机制砂的混凝土

技术领域

本申请涉及机制砂领域，尤其是涉及一种机制砂的预处理方法及含该机制砂的混凝土。

背景技术

天然砂是一种不可再生的地方资源，目前天然砂资源已经大为减少，接近枯竭，近年来机制砂在混凝土的使用正逐步增多，机制砂用量占砂石总用量的比例也逐年增加，将尾矿制备成混凝土可用的机制砂是对尾矿回收再利用，变废为宝的一个工艺改进。

通过岩石破碎形成的机制砂无法避免将山体中泥土等杂质带入采集的母岩，致使部分泥粉中出现在机制砂中，泥粉中含有吸水性强的黏土颗粒，黏土颗粒多为高岭土、硅藻土等矿物，机制砂中泥块含量过多，会增加集料表面积导致集料无法被原有浆体完全包裹，集料和水泥石无法完全粘结使混凝土的抗压强度、抗裂、抗渗性受到影响，且泥块中不稳定的粘土颗粒具有较强的吸水性，会导致混凝土拌合物的施工和易性下降。现有技术中通常是通过增加用水量来缓解机制砂中泥土造成的影响，但是用水量的增加一定程度上会降低混凝土的强度和耐久性。

针对上述相关技术问题，发明人认为如何在机制砂的处理过程中降低机制砂泥块含量是一个重要的研究方向。

发明内容

为了降低机制砂中的泥块含量，本申请提供一种机制砂的预处理方法及含该机制砂的混凝土。

第一方面，本申请提供的一种机制砂的预处理方法采用如下的技术方案：

一种机制砂的预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，破碎筛分预处理：

步骤1-1，收集400-450质量份的石灰石尾矿，将石灰石尾矿进行粗破碎得到平均粒径为30-35mm的粗砂；

步骤1-2，将得到的粗砂进行细破碎，得到平均粒径为25-30mm的中砂；

步骤1-3，用清水对中砂冲洗两次，干燥；

步骤2，改性处理：

步骤2-1，制备改性剂：将80-100质量份的水、30-35质量份的聚丙烯酸溶液、25-30质量份的巯基丙酸、20-25质量份的羟基乙叉二膦酸、1-3质量份的解离剂和3-5质量份的渗透剂混合，在60-65℃下搅拌均匀，得到改性剂；

步骤2-2，将改性剂加入中砂中，在50-55℃下搅拌均匀，于30-35℃下保温静置6h；用去离子水冲洗、干燥；超声波振动筛分，得到平均粒径为15-25mm的改性砂；

步骤3，将改性砂振动筛分，最终得到平均粒径为0.15-5mm的机制砂。

通过采用上述技术方案，先对尾矿进行破碎筛分预处理，用清水冲洗，使得机制砂中的泥土实现初步的清除，之后将改性剂加入中砂中，改性剂中的聚丙烯酸溶液、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸之间共同作用，能够吸附在石灰石尾矿颗粒表面，在石灰石尾矿颗粒之间提供排斥力，使石灰石尾矿之间不易团聚，提升石灰石尾矿的分散性，进而提升加入该机制砂的混凝土的施工和易性，并能降低黏土颗粒对尾矿颗粒的吸附粘结，使得黏土颗粒易与尾矿颗粒分离，进而便于使黏土颗粒随水流冲洗排出；解离剂可以进入黏土颗粒内部，破坏黏土颗粒晶体层间连接的氢键，使层间距撑大，有利于改性液体系中有机大分子进入，使得黏土颗粒晶体结构松散易裂解，裂解后的黏土颗粒以小颗粒的游离状态分散到溶剂中，进一步提升了泥块的排除效率，减少了制得机制砂中的泥块含量；

聚丙烯酸溶液、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸三者相互作用还能使得尾矿颗粒具有一定的表面活性，进而使得尾矿颗粒加入混凝土中后能促进水泥的水化作用，促进水化硅酸钙和钙矾石的生成，进而提升混凝土胶料和骨料之间的结合，使得混凝土内部强度和密实性提升，进而提升混凝土的抗压强度和抗渗性能。

优选的，所述解离剂为磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠按照质量比为0.5：（1-1.2）：（1.3-1.5）混合制得。

通过采用上述技术方案，磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠在合适配比下均匀混合，三者之间可以相互促进，能够提升对黏土颗粒的解离效果，使得黏土颗粒晶体结构更加松散易裂解，进一步增强对机制砂中黏土颗粒的清除；且磷酸氢钙产生的钙离子和羟基乙叉二膦酸中的磷酸基团可能生成羟基磷灰石晶体，羟基磷灰石晶体与水泥颗粒有良好的吸附作用，进而使得含有该机制砂的混凝土中骨料和胶料结合更加充分，混凝土的性能更好。

优选的，所述渗透剂为正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或混合。

通过采用上述技术方案，脂肪醇聚氧乙烯醚和正丁醇相互交融制得的渗透剂的渗透性能较好，与体系中其他组分的相容性较好，进而有助于进一步提升改性剂体系中解离剂对黏土颗粒的渗透裂解作用，也有助于提升聚丙烯酸、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸对石灰石尾矿颗粒的改性作用。

优选的，所述渗透剂为正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比为（0.5-0.8）：（1-1.2）混合制得。

通过采用上述技术方案，正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照一定的比例混合，两者之间相互促进、增益的效果更好，进而对体系中各组分之间的相互渗透交融的促进作用更强，进一步提升改性剂对中砂的改性效果。

优选的，所述步骤2-1中还加入有0.5-0.7质量份的对苯二酚。

通过采用上述技术方案，对苯二酚加入改性剂中对黏土颗粒和石灰石尾矿颗粒之间起到了一定的阻聚作用，有助于裂解的黏土小颗粒之间良好分散，进而使得对黏土颗粒的清洁更加彻底。

优选的，所述步骤2-2中超声波振动筛分的频率为18-20kHz。

通过采用上述技术方案，采用高频率的超声波振动筛分，使得晶体结构易松散裂解的黏土颗粒在高频振动下更容易裂解、分散，更易清除。

第二方面，本申请提供一种机制砂，采用如下的技术方案：

一种机制砂，由上述的预处理方法制得。

通过上述预处理方法制备得到的机制砂具有较低的泥块含量，且表面活性较好，加入到混凝土中能提升混凝土骨料和胶料之间的结合密实性，减少泥土干燥收缩对混凝土的影响，进而使得含有该机制砂的混凝土的强度和抗渗性能较好。

第三方面，本申请提供一种混凝土，采用如下的技术方案：

一种混凝土，由混凝土拌合料制得，所述混凝土拌合料中包括以下质量份的原料：水泥381-401份、机制砂637-657份、碎石1040-1060份、水155-175份、矿粉82-100份、粉煤灰82-100份、聚羧酸高性能减水剂12.5-15.5份；所述机制砂为通过上述的预处理方法制得的机制砂。

在混凝土原料中加入经过预处理得到的机制砂，由于机制砂具有较少的泥块含量和良好的表面活性，使得机制砂在混凝土体系中可以分散均匀，与混凝土原料中其他组分之间的更好地结合，从而使得混凝土内部密实，机制砂的骨料作用更加突出，提升了混凝土的强度和抗渗性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请采用的改性剂中的聚丙烯酸溶液、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸之间共同作用，能够提升石灰石尾矿的分散性，并能降低黏土颗粒对尾矿颗粒的吸附粘结，使得黏土颗粒易与尾矿颗粒分离；改性剂中的解离剂可以进入黏土颗粒内部，破坏黏土颗粒晶体结构，使得黏土颗粒晶体结构松散易裂解，裂解后的黏土颗粒以小颗粒的游离状态分散到溶剂中，便于随水流冲洗排出，减少了制得机制砂的泥块含量；

2.本申请采用的改性剂中聚丙烯酸溶液、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸三者相互作用还能使得尾矿颗粒具有一定的表面活性，进而使得尾矿颗粒加入混凝土中后能促进水泥的水化作用，促进水化硅酸钙和钙矾石的生成，进而提升混凝土胶料和骨料之间的结合，使得混凝土内部强度和密实性提升，进而提升混凝土的强度和抗渗性能；

3.本申请中解离剂采用磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠按照一定的配比混合制得，三者之间可以相互促进，能够提升对黏土颗粒的解离效果，使得黏土颗粒晶体结构更加松散易裂解，进一步增强对机制砂中黏土颗粒的清除；且磷酸氢钙产生的钙离子和羟基乙叉二膦酸中的磷酸基团可能生成羟基磷灰石晶体，羟基磷灰石晶体与水泥颗粒有良好的吸附作用吗，进而使得含有该机制砂的混凝土中骨料和胶料结合更加充分，混凝土的性能更好。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。

表1

实施例

实施例1

本实施例公开一种机制砂，该机制砂为经过预处理制得的机制砂，该机制砂的预处理方法具体包括以下步骤：

步骤1，破碎筛分预处理：

步骤1-1，收集400kg的石灰石尾矿，送入颚式破碎机中进行粗破碎，得到平均粒径为30-35mm的粗砂；

步骤1-2，将得到的粗砂进行送入反击式破碎机中进行细破碎，得到平均粒径为25-30mm的中砂；

步骤1-3，将中砂加入清水淘洗机淘洗，将淘洗两次后的中砂放入干燥室中，在室温60℃下干燥6h；

步骤2，改性处理：

步骤2-1，制备改性剂：将80kg的水、30kg的聚丙烯酸溶液、25kg的巯基丙酸、20kg羟基乙叉二膦酸、5kg的解离剂和3kg的渗透剂混合，在温度为60℃下、转速为100r/min下搅拌10min，得到改性剂；其中，解离剂选用尿素粉、渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚。

步骤2-2，将改性剂加入中砂中，在50℃下、转速为70r/min的条件下搅拌30min，于30℃下保温静置6h，然后用去离子水洗涤、采用真空干燥机在75℃下进行恒温干燥1h；将干燥后的中砂采用超声波振动筛在20kHz的频率下进行筛分，得到平均粒径为15-25mm的改性砂；

步骤3，将改性砂进行三次筛分，第一次筛分和第二次筛分均采用双层筛，第一次筛分的上层筛的分级粒度为20-15mm，第一次筛分的下层筛的分级粒度为10-15mm，第二次筛分的上层筛分级粒度为5-10mm，第二次筛分的下层筛分级粒度为1-5mm，第三次筛分的分级粒度为0.15-1mm，取用平均粒径为0.15-5mm的改性砂作为预处理机制砂。

实施例2

一种机制砂的预处理方法，与实施例1的不同之处在于：处理过程中各组分的含量和工艺参数不同，具体如下：

步骤1-1，收集450kg的石灰石尾矿；

步骤2-1，制备改性剂：将100kg的水、35kg的聚丙烯酸溶液、30kg的巯基丙酸、25kg羟基乙叉二膦酸、7kg的解离剂和5kg的渗透剂混合，在温度为65℃下、转速为100r/min下搅拌8min，得到改性剂；解离剂选用尿素粉、渗透剂选用正丁醇。

步骤2-2，将改性剂加入中砂中，在55℃下、转速为70r/min的条件下搅拌25min，于35℃下保温静置5.5h，然后用去离子水洗涤、采用真空干燥机在75℃下进行恒温干燥1h；将干燥后的中砂采用超声波振动筛在22kHz的频率下进行筛分，得到平均粒径为15-25mm的改性砂。

实施例3

一种机制砂的预处理方法，与实施例1的不同之处在于：处理过程中各组分的含量和工艺参数不同，具体如下：

步骤1-1，收集425kg的石灰石尾矿；

步骤2-1，制备改性剂：将90kg的水、32.5kg的聚丙烯酸溶液、27.5kg的巯基丙酸、22.5kg羟基乙叉二膦酸、6kg的解离剂和4kg的渗透剂混合；其中解离剂选用尿素粉、渗透剂由2kg正丁醇和2kg脂肪醇聚氧乙烯醚混合制得,即渗透剂中正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:1。

步骤2-2，将干燥后的中砂采用超声波振动筛在21kHz的频率下进行筛分，得到平均粒径为15-25mm的改性砂。

实施例4

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：渗透剂选用1.33kg正丁醇和2.67kg脂肪醇聚氧乙烯醚,即渗透剂中正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为0.5:1。

实施例5

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：渗透剂选用1.6kg正丁醇和2.4kg脂肪醇聚氧乙烯醚,即渗透剂中正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为0.8:1.2。

实施例6

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由6kg磷酸氢钙。

实施例7

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由3kg磷酸氢钙和3kg三乙醇胺。

实施例8

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由3kg十二烷基苯磺酸钠和3kg三乙醇胺。

实施例9

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由2kg磷酸氢钙、2kg三乙醇胺和2kg十二烷基苯磺酸钠混合制得的解离剂，即解离剂中磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者的质量比为1:1:1。

实施例10

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由1.07kg磷酸氢钙、2.14kg三乙醇胺和2.79kg十二烷基苯磺酸钠混合，制得的解离剂，即解离剂中磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者的质量比为0.5:1:1.3。

实施例11

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由0.9375kg磷酸氢钙、2.25kg三乙醇胺和2.8125kg十二烷基苯磺酸钠混合，制得的解离剂，即解离剂中磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者的质量比为0.5:1.2:1.5。

实施例12

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：解离剂选用由0.9375kg尿素粉、2.25kg三乙醇胺和2.8125kg十二烷基苯磺酸钠混合，制得的解离剂，即解离剂中尿素粉、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者的质量比为0.5:1.2:1.5。

实施例13-14

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：步骤2-1中还分别加入有0.5kg、0.7kg的对苯二酚。

实施例15

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：步骤2-1中解离剂选用由1.07kg磷酸氢钙、2.14kg三乙醇胺和2.79kg十二烷基苯磺酸钠混合，制得的解离剂，即解离剂中磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者的质量比为0.5:1:1.3；渗透剂选用1.6kg正丁醇和2.4kg脂肪醇聚氧乙烯醚,即渗透剂中正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为0.8:1.2；步骤2-1中还加入有0.7kg的对苯二酚。

对比例

对比例1

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将聚丙烯酸溶液替换为等量的丙烯酸。

对比例2

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将巯基丙酸替换为等量的丙烯酸。

对比例3

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将羟基乙叉二膦酸替换为等量的磷酸二乙酯。

对比例4

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将聚丙烯酸溶液和巯基丙酸替换为等量的水。

对比例5

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸替换为等量的水。

对比例6

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将聚丙烯酸溶液和羟基乙叉二膦酸替换为等量的水。

对比例7

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：将聚丙烯酸溶液、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸均替换为等量的水。

对比例8

一种机制砂的预处理方法，与实施例3的不同之处在于：步骤2-1中不加入解离剂。

应用例

应用例1

本应用例公开一种混凝土，其由混凝土拌合料制得，混凝土拌合料中具体包括：P.O42.5R水泥350kg、S95矿渣粉83kg、粉煤灰53kg、水洗砂Ⅱ中砂394kg、机制砂Ⅱ中砂263kg、5-25mm连续级配的碎石1072kg、水140kg、洛美LM-S2外加剂11.18kg。本应用例中的机制砂Ⅱ中砂选用实施例3制得的机制砂。

本应用例还公开上述混凝土的制备方法，具体包括：

步骤1，将P.O42.5R水泥、S95矿渣粉、粉煤灰、水洗砂Ⅱ中砂、机制砂Ⅱ中砂、5-25mm连续级配的碎石、水和洛美LM-S2外加剂混合加入搅拌机中，在转速为50r/min下搅拌1h，得到混凝土拌合料；

步骤2，将混凝土拌合料在温度23℃下，静置一昼夜后，放入温度为20℃，相对湿度95%的标准养护室中养护28d，得到混凝土。

应用例2

本应用例公开一种混凝土，与应用例1的不同之处在于各原料组分的含量不同，机制砂选用实施例10制得的机制砂，具体为：将372kgP.O42.5R水泥、93kgS95矿渣粉、52kg粉煤灰、378kg水洗砂Ⅱ中砂、252kg机制砂Ⅱ中砂、1073kg5-25mm连续级配的碎石、135kg水、12.41kg洛美LM-S2外加剂混合加入搅拌机中。

应用例3

本应用例公开一种混凝土，与应用例1的不同之处在于：机制砂选用实施例15制得的机制砂。

应用例4

本应用例公开一种混凝土，与应用例1的不同之处在于：机制砂选用对比例7制得的机制砂。

性能检测试验

1、按照国家标准GB／T 14684-2011《建设用砂》的规定：对实施例1进行颗粒级配检测，实施例1的颗粒级配检测数据详见表2。

2、按照国家标准GB／T 14684-2011《建设用砂》的规定：分别对本申请实施例1-15和对比例1-8进行含泥量、泥块含量、石粉含量的性能检测，性能检测数据详见表3。

3、根据GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准行业标准、国家规范》中的坍落度试验方法，对本申请应用例1-4进行坍落度实用检测，检测结果详见表4。

4、根据GB／T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》中抗压强度的试验方法，对应用例1-4进行7d、28d抗压强度试验，试验结果详见表4。

5、GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中记载的测试方法进行抗渗性能测试，对应用例1-4进行抗渗等级试验，试验结果详见表4。

表2——实施例1的颗粒级配检测

表3——实施例1-15和对比例1-8含泥量、泥块含量、石粉含量的性能检测

表4——应用例1-4的坍落度、抗渗等级、7d和28d的抗压强度

根据表2和表3中的性能检测数据可得，以实施例1制得的机制砂为代表，检测得到的颗粒级配满足Ⅱ级机制砂的标准要求；实施例1-3制得的机制砂的含泥量、泥块含量以及石粉含量的数值均达到了Ⅱ级机制砂的技术要求，且优于标准值。发明人分析，对机制砂预处理的过程中，改性剂中聚丙烯酸、巯基丙酸、羟基乙叉二膦酸之间共同作用，减少了石灰石尾矿颗粒的团聚，提升了石灰石尾矿颗粒的分散性，并能降低黏土颗粒对尾矿颗粒的吸附粘结，使得黏土颗粒易与尾矿颗粒分离，进而便于使黏土颗粒随水流冲洗排出，再配合以配合改性剂中的解离剂和渗透剂，提升了泥块的排除效率，使得制得机制砂中的泥块含量大大降低。

根据对比例1-8和实施例3的性能检测数据进行对比分析可得：对比例7中将聚丙烯酸溶液、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸均替换为等量的水，对比例7制得机制砂的含泥量和泥土含量较高；对比例1中将聚丙烯酸溶液替换为等量的丙烯酸，对比例1相较于实施例3缺少了聚丙烯酸溶液，对比例1制得机制砂中含泥量和泥土含量均高于实施例3制得机制砂的含泥量和泥土含量，说明丙烯酸、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸三者之间无法产生协同作用，对减少机制砂中泥土含量的效果较弱；同理，对比例2中将巯基丙酸替换为等量的丙烯酸、对比例3中将羟基乙叉二膦酸替换为等量的磷酸二乙酯，对比例2、3相较于实施例3分别缺少了巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸，对比例2、3制得机制砂相较于实施例制得机制砂的含泥量和泥土含量均增长，说明替换后的物质之间无法产生协同作用，无法达到明显降低机制砂中泥土含量的效果。

对比例4-6中分别将聚丙烯酸溶液、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸三者逐一替换为等量的水，对比例4-6制得的机制砂相较于对比例7制得的机制砂含泥量和泥土含量降低，说明仅有三者中的两者无法起到实施例3中三者共同作用时对机制砂中泥土含量的降低效果。

实施例3相较于对比例8多加了解离剂，实施例3制得机制砂相较于对比例8制得机制砂的含泥量和泥块含量降低，说明解离剂对于降低机制砂泥土含量有着较好的辅助作用。

上述比较分析都反映出本申请中改性剂中聚丙烯酸溶液、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸之间可以共同作用，产生较为明显的效果，替换或者缺少其中的一种都无法实现明显降低机制砂中泥块含量的效果。

实施例1中渗透剂选用正丁醇、实施例2中渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚，实施例3中选用质量比为1:1的正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚，实施例3制得机制砂的含泥量、泥块含量以及石粉含量均低于实施例1、2制得机制砂的含泥量、泥块含量以及石粉含量，说明正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚两者混合加入能进一步提升预处理过程对机制砂内泥土的清除效果。

实施例4、5在实施例3的基础上对正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚两者之间的配比进行了进一步调控，使得正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚两者的质量比在（0.5-0.8）:（1-1.2）范围内，实施例4、5制得的机制砂相较于实施例3制得的机制砂的含泥量和泥土含量均明显下降，发明人分析：正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照一定的比例混合，两者之间相互促进，进一步提升了渗透剂的渗透性能，并能使渗透剂与体系中其他组分的相容性提升，进而有助于更好地辅助改性剂体系中解离剂对黏土颗粒的渗透裂解作用，进而使得黏土颗粒更加容易随水流冲洗排出，进而减少了机制砂汇总的泥土含量。

实施例6-11种解离剂分别选用了磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者中的一种或多种混合，实施例6-8选用三者中的一种或两种时，实施例6-8制得的机制砂相较于实施例3制得机制砂的含泥量和泥土含量稍有下降；实施例9选用三者，且三者质量比为1:1:1时实施例9制得机制砂的含泥量和泥土含量明显下降，说明三者混合共同使用时能起到一个很好的降低机制砂中泥土含量的效果；实施例10、11在实施例9的基础上对磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者之间的配比进行了进一步调控，使得磷酸氢钙、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠的质量比在0.5:（1-1.2）:（1.3-1.5）范围内，实施例10、11制得机制砂相较于实施例9制得机制砂的含泥量和泥土含量有较为明显的下降，且石粉含量有了一定的增长；实施例12中将磷酸氢钙替换为等量的尿素粉，实施例12制得机制砂相较于实施例10、11制得机制砂的含泥量和泥土含量增高且与实施例6的数值相近，说明尿素粉、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠三者之间并没有产生突出的协同作用。

发明人分析：磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠在合适配比下均匀混合，三者之间共同作用，对黏土颗粒的插层效果更加突出，使得黏土颗粒晶体结构更加松散易裂解，裂解后的黏土颗粒以小颗粒的游离状态分散到溶剂中，进一步提升了泥块的排除效率，减少了制得机制砂中的泥块含量。且三者在对黏土颗粒解离的过程中可能一部分也对石灰石尾矿颗粒起到了解离作用，使得石灰石尾矿颗粒裂解产生少量的石粉，进而增加了机制砂中的石粉含量，在标准要求的范围内，石粉含量的增加有利于提升混凝土的性能。

实施例13、14在实施例3的基础上在改性剂中增加了对苯二酚，对苯二酚的加入对体系中的泥土起到了一定的阻聚分散作用，进而使得实施例13、14制得机制砂相较于实施例3制得机制砂的含泥量和泥土含量降低，体系中的泥土颗粒更易随水流冲洗排出。

实施例15中渗透剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚/正丁醇按质量比为0.8:1.2混合的渗透剂、磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠按质量比为0.5:1:1.3混合的解离剂以及在改性剂中还加入了对苯二酚，实施例15制得的机制砂中含泥量和泥土含量最低，实施例15为本申请的最佳实施例。

根据表4中应用例1-4的性能检测数据可得，应用例1-3中采用了本申请实施例1、10、15制得的机制砂，应用例1-3制得混凝土的坍落度较高、抗压强度和抗渗等级较高，说明含有本申请预处理后的机制砂制得的混凝土具有良好的施工和易性和抗压、抗渗强度。应用例2、3制得的混凝土的坍落度、抗压强度数值较应用例1制得混凝土的坍落度和抗压强度数值有了明显的提升，发明人分析：聚丙烯酸溶液、巯基丙酸和羟基乙叉二膦酸三者共同作用，使得机制砂颗粒不易团聚，分散效果较好，进而使得含有该机制砂的混凝土的施工和易性提升；由磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠三者按一定配比混合制得解离剂对机制砂中黏土颗粒的解离效果更好，大大降低机制砂中泥土含量，且解离剂中的磷酸氢钙产生的钙离子和羟基乙叉二膦酸中的磷酸基团可能生成羟基磷灰石晶体，羟基磷灰石晶体与混凝土中的水泥颗粒有良好的吸附作用，有助于促进混凝土中骨料和胶料的结合，提升混凝土内部的密实性和粘结性，进而提升混凝土的抗压强度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机制砂的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，破碎筛分预处理：

步骤1-1，收集400-450质量份的石灰石尾矿，将石灰石尾矿进行粗破碎得到平均粒径为30-35mm的粗砂；

步骤1-2，将得到的粗砂进行细破碎，得到平均粒径为25-30mm的中砂；

步骤1-3，用清水对中砂冲洗两次，干燥；

步骤2，改性处理：

步骤2-1，制备改性剂：将80-100质量份的水、30-35质量份的聚丙烯酸溶液、25-30质量份的巯基丙酸、20-25质量份的羟基乙叉二膦酸、5-7质量份的解离剂和3-5质量份的渗透剂混合，在60-65℃下搅拌均匀,形成改性剂；

步骤2-2，将改性剂加入中砂中，在50-55℃下搅拌均匀，于30-35℃下保温静置6h；用去离子水冲洗、干燥；超声波振动筛分，得到平均粒径为15-25mm的改性砂；

步骤3，将改性砂振动筛分，最终得到平均粒径为0.15-5mm的机制砂；

所述解离剂为磷酸氢钙、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠按照质量比为0.5：（1-1.2）：（1.3-1.5）混合制得；

所述步骤2-1中还加入有0.5-0.7质量份的对苯二酚。

2.根据权利要求1所述的一种机制砂的预处理方法，其特征在于：所述渗透剂为正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或混合。

3.根据权利要求2所述的一种机制砂的预处理方法，其特征在于：所述渗透剂为正丁醇和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量比为（0.5-0.8）：（1-1.2）混合制得。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种机制砂的预处理方法，其特征在于：所述步骤2-2中超声波振动筛分的频率为18-20kHz。

5.一种机制砂，其特征在于：采用如权利要求1-4任一所述的预处理方法制得。

6.一种混凝土，其特征在于：由混凝土拌合料制得，所述混凝土拌合料包括以下质量份的原料：水泥350-372份、矿渣粉83-93kg、粉煤灰53-52kg、水洗砂378-394kg、机制砂252-263kg、碎石1072-1073kg、水135-140kg、外加剂11.18-12.41kg；所述机制砂选用由权利要求1-4任一所述的预处理方法制得的机制砂。