一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明术语建筑材料领域，具体涉及一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土材料及其制备方法。

背景技术

尾砂和废石是金属矿开采的主要固体废弃物，由于没有及时的处理，不仅占用土地资源，而且导致环境污染，同时使用大量的人力、物力进行维护，增加固体废弃物的资金投入。粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物、矿渣是高炉炼铁的工业废料副产品，相比较于水泥减少二氧化碳的排放与环境的污染。利用碱激发剂激发粉煤灰的活性并掺入部分矿渣制备胶凝材料，用尾砂废石取代天然砂石制备混凝土，可以大量的利用固体废弃物，同时降低混凝土的成本，是一种有益的尝试。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土材料及其制备方法。

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂144.2kg-432.6kg，天然碎石222.2kg-666.6kg。

(2)其中用碱量为5％时，水玻璃用量为56.43kg，NaOH溶液为52.83kg，剩余水为87.96kg；用碱量为7.5％时，水玻璃用量为84.64kg，NaOH溶液为79.24kg，剩余水60.31kg；用碱量为10％时，水玻璃用量为112.84kg，NaOH溶液为105.68kg，剩余水为32.65kg。

(3)尾砂替代天然砂，尾砂用量为288.4kg-576.8kg，废石替代天然碎石，废石用量为444.4kg-888.8kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本发明有益效果：本发明不仅大量的利用尾矿、粉煤灰等固体废弃物，而且经过利用研究这些固体废弃物制备出一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土。所制备的新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土满足强度的要求，坍落度满足泵送要求。成本较低。开创性提供了新型的建筑材料，可用于隧道衬砌，抢修工程，为类似地聚物混凝土的配置提供参考依据，推广新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的工程应用，解决了天然砂石的资源紧张。通过使用大量的尾砂、废石、粉煤灰和矿渣等固体废弃物，不仅减少对土地资源的占用和污染大气以及地下水资源，而且减少大量的人力、物力和财力资源的浪费问题。

具体实施方式

为使本发明技术方案更容易理解，现结合具体实施例的方式，对本发明的技术方案进行清晰、完整的描述。应当注意，在此所述的实施例仅为本发明的部分实施例，而非本发明的全部实现方式，所述实施例只有示例性，其作用只在于审查员以及公众提供理解本发明内容的直观方式，而不是对本发明的所述方案的限制，此处所描述的具体实施仅用于揭示本发明，并不限定于本发明。

实施例1

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂288.4kg，尾砂432.6kg，天然碎石222.2kg，废石888.8kg，用碱量为5％时，水玻璃用量为56.43kg，NaOH溶液52.83kg，剩余水87.96kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例2

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂144.2kg，尾砂576.8kg，天然碎石444.4kg，废石666.6kg，用碱量为5％时，水玻璃用量为56.43kg，NaOH溶液52.83kg，剩余水87.96kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例3

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂432.6kg，尾砂288.4kg，天然碎石666.6kg，废石444.4kg，用碱量为7.5％时，水玻璃用量为84.64kg，NaOH溶液79.24kg，剩余水60.31kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例4

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中固定材料为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂288.4kg，尾砂432.6kg，天然碎石444.4kg，废石666.6kg，用碱量为7.5％时，水玻璃用量为84.64kg，NaOH溶液79.24kg，剩余水60.31kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例5

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中固定材料为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂144.2kg，尾砂576.8kg，天然碎石222.2kg，废石888.8kg，用碱量为7.5％时，水玻璃用量为84.64kg，NaOH溶液79.24kg，剩余水60.31kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例6

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂144.2kg，尾砂576.8kg，天然碎石444.4kg，废石666.6kg，用碱量为10％时，水玻璃用量为112.84kg，NaOH溶液105.68kg，剩余水32.65kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

实施例7

一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土及其制备方法，包括以下步骤：

将制作材料准确称量，其中材料分别为粉煤灰239kg，矿渣159kg，天然砂432.6kg，尾砂288.4kg，天然碎石444.4kg，废石666.6kg，用碱量为10％时，水玻璃用量为112.84kg，NaOH溶液105.68kg，剩余水32.65kg。

称取固体NaOH先于部分水溶解，配置12M的NaOH溶液，之后与水玻璃溶解，搅拌均匀，静置2小时配置碱激发溶液。

将粉煤灰、矿渣、尾砂、废石和天然砂石搅拌均匀。

将提前准备好的碱溶液逐步倒入搅拌均匀的材料中，倒入溶液的时候，快速搅拌，之后在倒入剩余的水，把粉煤灰地聚物混凝土搅拌均匀。

测试地聚物混凝土的密度，计算成本。

根据权利要求所述的一种尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，所需要的水分两份，一部分与NaOH溶解，配置12M的碱溶液，之后与水玻璃搅拌均匀，配置碱激发溶液，另一部分水在搅拌地聚物混凝土时加入。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，粉煤灰采用F级粉煤灰，矿渣采用s105级。砂子天然砂，碎石为天然碎石，粒径为5-20mm，尾砂采用较细的铁尾矿，废石采用粒径为5-20mm。

根据权利要求所述的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土，水玻璃采用玻璃模数为3.3。

本实施例制备的一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土的28天抗压强度、坍落度和成本如表所示。

本实施案例在制备一种新型尾砂、废石骨料粉煤灰地聚物混凝土中，将水分为两部分，一部分首先与NaOH固体溶解，配置12M的NaOH溶液，再与水玻璃溶解，搅拌清澈，静置2小时，配置碱激发溶液，充分的激发粉煤灰，掺入部分矿渣提高胶凝材料的性能，有利于尾砂废石骨料地聚物混凝土强度的提高。另一部分水，把碱激发溶液缓慢倒入地聚物混凝土中搅拌均匀后再倒入剩余的水，有利于混凝土搅拌均匀，以及拌和的和易性满足坍落度的要求。尾砂在粉煤灰地聚物混凝土中与胶凝材料有较好粘聚性，尾砂的加入能够提高混凝土的强度。而废石则相反，废石与粉煤灰地聚物混凝土的粘结性较差。尾砂、废石共同作用下制备粉煤灰地聚物混凝土，不仅满足强度和坍落度满足普通混凝土的要求，可以取代普通混凝土，而且成本较低，消耗大量的固体废弃物。

尽管上面已经显示和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。