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1、(10)申请公布号 CN 103011648 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103011648 A *CN103011648A* (21)申请号 201210585500.7 (22)申请日 2012.12.28 C04B 18/12(2006.01) (71)申请人 北京东方建宇混凝土科学技术研究 院有限公司 地址 100190 北京市海淀区北四环西路 9 号 银谷大厦 17 层 1708 室 (72)发明人 王安岭 段遵莉 武俊宇 (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 张杰 (54) 发明名称 一种混凝土用改性铁尾矿活性掺合料及。
2、其制 备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种混凝土用改性铁尾矿活 性掺合料， 包括如下组分 ： 铁尾矿、 聚羧酸盐 ； 其 中， 以铁尾矿的质量计， 所述聚羧酸盐的添加量为 0.20.6wt% ； 所述铁尾矿与所述聚羧酸盐的比表 面积均为 400600m2/kg。本发明所述铁尾矿活性 掺合料替代矿渣粉以及粉煤灰用于混凝土中可配 制 C10 C100 泵送混凝土， 并可以满足建筑用混 凝土各项性能指标， 在建设工程中有广阔的应用 前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1。
3、/1 页 2 1. 一种混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 包括如下组分 ： 铁尾矿、 聚羧酸 盐 ； 其中， 以铁尾矿的质量计， 所述聚羧酸盐的添加量为 0.20.6wt% ； 所述铁尾矿与所述聚 羧酸盐的比表面积均为 400600m2/kg。 2. 根据权利要求 1 所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 所述铁尾矿与 所述聚羧酸盐的比表面积均为 450550m2/kg。 3. 根据权利要求 1 所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 以铁尾矿的质 量计， 所述铁尾矿中 SiO2含量大于 50wt%。 4. 根据权利要求 3 所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料，。
4、 其特征在于， 以铁尾矿的质 量计， 所述铁尾矿中 SiO2含量大于 80wt%。 5. 根据权利要求 13 任一所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 以铁尾 矿的质量计， 所述铁尾矿中铁含量小于 12wt%。 6. 根据权利要求 5 所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 述铁尾矿中铁 含量小于 8wt%。 7. 根据权利要求 16 任一所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 其特征在于， 所述聚 羧酸盐的数均分子量为 30006000。 8. 一种制备权利要求 17 任一所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料的方法， 包括如下 步骤 ： （1） 将特定量的上述铁尾矿和聚羧酸盐混。
5、合均匀 ； （2） 将步骤 （1） 中混合均匀的物料共磨至特定比表面积， 制备得到所述混凝土用改性铁 尾矿活性掺合料。 权 利 要 求 书 CN 103011648 A 2 1/4 页 3 一种混凝土用改性铁尾矿活性掺合料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种混凝土用改性铁尾矿活性掺合料及其制备方法， 属于混凝土技术 领域。 背景技术 0002 铁尾矿是经铁矿石破碎 （干磁选） 、 粉磨 （湿磁选） 、 分选铁粉后的废弃物。近些年 来， 随着我国钢铁产业的迅猛发展， 生产 1 吨铁粉会产生 1.5 吨的铁尾矿， 铁尾矿的排放量 逐年增加 ； 目前， 全中国已积累堆存铁尾矿上百亿吨， 。
6、占用大量的土地、 山川， 同时破坏环境 也危害生态。 0003 目前， 混凝土中一般使用 3050% 的掺合料代替水泥， 并使用各种外加剂以降低混 凝土成本和提高性能 ； 其中， 所使用的混凝土掺合料多以矿渣粉和粉煤灰为主。近些年来， 在一些大中城市， 由于建筑规模急剧扩大， 伴随着预拌混凝土产业也在全国迅速发展， 由此 带来了矿渣粉和粉煤灰的用量也急剧增加， 从而导致矿渣粉作为混凝土掺合料出现短缺， 进而使矿渣粉的价格不断升高。 此外， 随着环境保护意识的增强以及碳排放税的实施， 火力 发电在能源结构中所占比重会日益下降， 电厂的粉煤灰排放预期会有明显的缩减， 与之相 矛盾的是混凝土的需求量。
7、仍然会以 5% 左右的速度递增， 因此， 寻求一种矿渣粉和粉煤灰在 混凝土中的替代资源， 就尤为迫切。 0004 为了解决混凝土用量急剧增加以及矿渣粉和粉煤灰产量不足之间的矛盾， 如果能 够将铁尾矿完全代替矿渣粉以及粉煤灰用作混凝土掺合料， 这样既可以解决铁尾矿堆积带 来的环境问题又可以解决矿渣粉以及粉煤灰产量不足的问题。 但是， 在现有技术， 由于铁尾 矿的活性不够， 因此在制备混凝土过程中， 必须将铁尾矿与粉煤灰或矿渣粉或粉煤灰与矿 渣粉混合物同时使用， 才可以制备满足建筑用混凝土各项性能指标的混凝土。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是现有技术中铁尾矿由于活性不够而必须和粉煤。
8、灰 或矿渣粉混合使用才可以作为混凝土掺和料的问题， 进而提供一种可以完全代替矿渣粉和 粉煤灰用于混凝土的改性铁尾矿活性掺合料。 0006 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 包括如下组分 ： 铁尾矿、 聚羧酸盐 ； 其中， 以铁尾矿的质量计， 所述聚羧酸盐的添加量为 0.20.6wt% ； 所述铁尾矿与所述聚羧酸盐的比表面积均为 400600m2/kg。 0007 所述铁尾矿与所述聚羧酸盐的比表面积均为 450550m2/g。 0008 以铁尾矿的质量计， 所述铁尾矿中 SiO2含量大于 50wt%。 0009 以铁尾矿的质量计， 所述铁尾矿中 SiO2含量。
9、大于 80wt%。 0010 以铁尾矿的质量计， 所述铁尾矿中铁含量小于 12wt%。 0011 以铁尾矿的质量计， 所述铁尾矿中铁含量小于 8wt%。 0012 所述聚羧酸盐的数均分子量为 30006000。 说 明 书 CN 103011648 A 3 2/4 页 4 0013 一种制备所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料的方法， 包括如下步骤 ： 将特定量 的上述铁尾矿和上述聚羧酸盐共磨至特定比表面积， 制备得到所述混凝土用改性铁尾矿活 性掺合料。 0014 本发明与现有技术相比具有如下优点 ： 0015 （1）本发明所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 通过在铁尾矿中掺入 0.20.6wt的。
10、聚羧酸盐， 同时将铁尾矿与聚羧酸盐的比表面积控制在 400600m2/kg 范围 内， 聚羧酸盐一方面可以对该比表面积下的铁尾矿起到分散作用， 另一方面其可以直接吸 附于铁尾矿表面， 在制备混凝土过程中聚羧酸盐首先直接与铁尾矿作用， 便于提高铁尾矿 在混凝土中的水化活性， 使得本发明所述铁尾矿可以完全代替矿渣粉及粉煤灰用于混凝土 掺合料。本发明所述铁尾矿活性掺合料替代矿渣粉以及粉煤灰用于混凝土中可配制 C10 C100 泵送混凝土， 并可以满足建筑用混凝土各项性能指标， 在建设工程中有广阔的应用前 景。此外， 通过发明人的不断研究发现， 铁尾矿与粉煤灰或矿渣粉不同， 其活性并不会随着 比表面积。
11、的不断增大而增大， 当控制铁尾矿与聚羧酸盐的比表面积均为特定比表面积时， 铁尾矿与聚羧酸盐的协同作用具有优异效果， 从而使得铁尾矿可以完全代替矿渣粉与粉煤 灰作为混凝土活性掺合料。 0016 （2） 本发明所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料， 进一步控制所述铁尾矿与聚羧 酸盐的比表面积为 450550m2/kg 时， 该铁尾矿活性掺合料能够具有最佳活性， 与采用其它 掺合料拌制的混凝土相比， 具有流动性好、 保水性好、 粘聚性适宜、 密实性好和碳化低的特 征。 0017 （3） 本发明所述混凝土用改性铁尾矿活性掺合料的制备方法， 通过对铁尾矿与聚 羧酸盐进行共磨处理， 在共磨处理过程中铁尾矿中的。
12、少量玻璃体在外力作用下， 其网状结 构发生断裂、 变形和晶格畸变， 同时以铁尾矿的质量计， 加入 0.20.6wt聚羧酸盐时， 聚羧 酸盐在与铁尾矿共磨过程中可以直接吸附与磨细的铁尾矿表面， 一方面聚羧酸盐可以起到 对磨细铁尾矿的分散作用， 避免铁尾矿在磨细处理时产生结团现象， 另一方面在后续混凝 土的制备过程中， 聚羧酸盐可以首先直接与铁尾矿作用， 这样便于提高铁尾矿在混凝土中 的水化活性。 具体实施方式 0018 以下结合实施例， 对本发明作进一步具体描述， 但不局限于此。 0019 本发明原材料选择 ： 0020 铁尾矿 ： 粒径 0.3152.5mm， 细度模数 1.3， 产地北京密云。
13、 ； 0021 聚羧酸盐 ： 数均分子量 30006000， 市售 ； 0022 水泥 ： 市售 P.O425 水泥 ； 0023 砂子 ： 中砂， 细度模数为 2.6 2.8， 平均粒径为 0.3155mm， 产地涿州 ； 0024 碎石 ： 粒径为 5.00-25.0mm， 连续级配， 河北三河 ； 0025 聚羧酸盐外加剂 ： 北京华迪 HDP 聚羧酸高性能减水剂 ； 0026 粉煤灰 ： II 级粉煤灰， 北京兴达 ； 0027 矿渣粉 ： S95 级， 北京兴达。 0028 实施例 1 说 明 书 CN 103011648 A 4 3/4 页 5 0029 称取5000g的SiO2含。
14、量为40wt%50wt%的铁尾矿， 与10g的数均分子量为3000的 聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为400m2/kg的改性铁尾矿活性掺合料A。 0030 实施例 2 0031 称取 5000g 的 SiO2含量为 50wt%60wt%， 含铁量为 1012wt% 的铁尾矿， 与 15g 的 数均分子量为 4000 的聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为 450m2/kg 的改 性铁尾矿活性掺合料 B。 0032 实施例 3 0033 称取 5000g 的 SiO2含量为 60wt%70wt%， 含铁量为 810wt% 的铁尾矿， 与 20g 的数 均分子量为 50。
15、00 的聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为 500m2/kg 的改性 铁尾矿活性掺合料 C。 0034 实施例 4 0035 称取 5000g 的 SiO2含量为 70wt%80wt%， 含铁量为 68wt的铁尾矿， 与 25g 的数 均分子量为 6000 的聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为 550m2/kg 的改性 铁尾矿活性掺合料 D。 0036 实施例 5 0037 称取 5000g 的 SiO2含量为 80wt%90wt%， 含铁量为 35wt% 的铁尾矿， 与 30g 的数 均分子量为 5500 的聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为 600。
16、m2/kg 的改性 铁尾矿活性掺合料 E。 0038 实施例 6 0039 称取 5000g 的 SiO2含量为 90wt%95wt， 含铁量为 24wt% 的铁尾矿， 与 30g 的数 均分子量为 4500 的聚羧酸盐混合均匀， 混合均匀后共磨得到比表面积为 600m2/kg 的改性 铁尾矿活性掺合料 F。 0040 性能测定评价例 0041 取上述实施例 1 至 6 制备得到的改性铁尾矿活性掺合料分别制备 C10、 C30、 C50、 C60、 C80和C100的混凝土， 混凝土配方见表1， 并对制备得到的混凝土分别进行坍落度以及 28d 抗压强度测试， 测试结果见表 1。 0042 同时。
17、本发明还提供了以粉煤灰或矿渣粉作为混凝土掺合料的 C10C100 混凝土的 配方见表 1， 并对制备得到的混凝土也分别进行了塌落度以及 28d 抗压强度的对比测试， 测 试结果见表 1。 0043 表 1 混凝土配方及性能测试结果 说 明 书 CN 103011648 A 5 4/4 页 6 0044 0045 0046 从上述测试结果可以看出， 采用本发明所述改性铁尾矿活性掺合料制备得到的混 凝土与粉煤灰或矿渣粉混凝土工作性和抗压强度性能基本相同， 说明本发明所述的改性铁 尾矿活性掺和料可完全替代粉煤灰和矿渣粉在混凝土中使用。 0047 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例， 而并非对实施方式的限定。 对 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举， 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。 说 明 书 CN 103011648 A 6 。