铁尾矿污泥陶粒轻质透水混凝土及陶粒的制备方法
国(guo)(guo)(guo)务院(yuan)办(ban)公厅(ting)以国(guo)(guo)(guo)办(ban)发(fa)(2013]l号转发(fa)国(guo)(guo)(guo)家发(fa)展改革委、住房城(cheng)(cheng)乡建设部制订的《绿(lv)色建筑(zhu)行动(dong)方(fang)案》,明确要求大力(li)发(fa)展绿(lv)色建材。目前政府积极(ji)推(tui)进海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)项目,国(guo)(guo)(guo)务院(yuan)办(ban)公厅(ting)2015年(nian)10月印发(fa)《关(guan)于推(tui)进海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)建设的指导意见》,部署推(tui)进海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)建设工(gong)作。透(tou)水(shui)混凝土(tu)是海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)发(fa)展建设的一种新型(xing)地(di)面铺装材料,具有高透(tou)水(shui)性,耐磨(mo)防(fang)滑,生(sheng)态(tai)环(huan)保,施工(gong)快捷。2016年(nian)海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)试(shi)点透(tou)水(shui)混凝土(tu)在全(quan)国(guo)(guo)(guo)16个(ge)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)开始执行,并已在多个(ge)海(hai)绵(mian)(mian)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)试(shi)点成功。
铁(tie)尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)砂(sha)经过洗选后,粗(cu)细尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)砂(sha)已经可以作为混凝土的(de)(de)(de)细集料(liao)使用(yong),但是(shi)最后沉降的(de)(de)(de)尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)泥,因为是(shi)颗(ke)粒极细的(de)(de)(de)尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)砂(sha)和粘(zhan)土质胶团颗(ke)粒,无(wu)(wu)法用(yong)作集料(liao),如果回填还(hai)将(jiang)影响(xiang)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)(shan)安全开采(cai)。随着目(mu)前我国所(suo)开采(cai)的(de)(de)(de)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)(shan)品位降低和无(wu)(wu)尾(wei)(矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)库)开采(cai)制度的(de)(de)(de)全面实施,会造成(cheng)大量的(de)(de)(de)尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)无(wu)(wu)法回填和无(wu)(wu)处库存,将(jiang)严(yan)重影响(xiang)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)(shan)的(de)(de)(de)正常开采(cai),所(suo)以只有(you)实现尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)全量资(zi)源化利用(yong)、尾(wei)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)零排放目(mu)标,才能化解上述矛盾。
近几年,在透(tou)水(shui)路面(mian)(mian)材料应用方面(mian)(mian)有许多技(ji)术。中国专利申请(qing),申请(qing)号201510805358.6,公(gong)布(bu)日2016. 01.27,公(gong)开了一种含(han)有陶(tao)(tao)(tao)粒的(de)(de)轻质透(tou)水(shui)混(hun)凝(ning)土,所述陶(tao)(tao)(tao)粒为粒径5mm-- lOmm连续级配的(de)(de)煤矸石陶(tao)(tao)(tao)粒,而非本发明铁矿尾矿泥轻质陶(tao)(tao)(tao)粒,透(tou)水(shui)混(hun)凝(ning)土的(de)(de)原材料和配合比也完(wan)全不同(tong)。
为克服现(xian)有(you)技(ji)术(shu)的不足,本发(fa)明的目的是提供一种铁尾(wei)矿污(wu)泥陶粒(li)轻(qing)质(zhi)透水(shui)混(hun)(hun)凝土及陶粒(li)的制备方法,开发(fa)利(li)用(yong)铁尾(wei)矿泥陶粒(li)制备轻(qing)质(zhi)透水(shui)混(hun)(hun)凝土,变废为宝,缓解(jie)环境污(wu)染(ran),实现(xian)海绵城市建设目标。
一、为实现上述目的,本发明一种铁尾矿污泥陶(tao)粒轻(qing)质透水(shui)混凝土,其特点是该(gai)轻(qing)质混凝土中的(de)组(zu)成成分及单方用(yong)量配比(kg.m-3)如下:
轻(qing)(qing)骨料,700~880,所述(shu)的轻(qing)(qing)骨料采用铁(tie)尾矿污泥(ni)陶粒;
胶(jiao)凝材料,280~480,所(suo)述的(de)凝胶(jiao)材料采用水泥(ni);
火山(shan)灰反应(ying)掺(chan)合材(cai)料(liao),50~100,所(suo)述(shu)的(de)掺(chan)合材(cai)料(liao)采用硅灰;
改性材(cai)料,4.3~7.6,所述的改性材(cai)料采用丙(bing)烯酸树(shu)脂乳液(ye);
颜(yan)料,14~21,所述(shu)的颜(yan)料采用水泥(ni)着色剂;
外加(jia)剂,4.5~8.0,所述的外加(jia)剂采用聚羧酸高效减水剂;
水(shui),180~205。
作为(wei)本发明(ming)优选的技(ji)术(shu)方案,所述的铁尾矿污泥陶粒(li)粒(li)径为(wei)5mm~lOmm,容重790kg.m-3,筒压强(qiang)度达到5.6MPa,th吸水率(lv)为(wei)14.4%。
作为本(ben)发明优选(xuan)的(de)(de)技(ji)术方案(an),所述的(de)(de)铁(tie)尾矿(kuang)污(wu)(wu)泥(ni)陶(tao)(tao)粒(li)(li)由铁(tie)尾矿(kuang)泥(ni)作为塑性成(cheng)(cheng)分(fen)、城市(shi)污(wu)(wu)泥(ni)作为燃(ran)分(fen)和粉(fen)(fen)煤灰作为骨架的(de)(de)混合物(wu)(wu)经过常(chang)规的(de)(de)造粒(li)(li)、烧成(cheng)(cheng),烧成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)本(ben)只有普通陶(tao)(tao)粒(li)(li)的(de)(de)2/3左(zuo)右的(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)陶(tao)(tao)粒(li)(li)产品(pin),且(qie)该(gai)产品(pin)所使用(yong)原料中(zhong)的(de)(de)固体(ti)废弃(qi)物(wu)(wu)采用(yong)率达到了(le)100%。将铁(tie)矿(kuang)周(zhou)围的(de)(de)周(zhou)边城市(shi)水处理剩余污(wu)(wu)泥(ni)、粉(fen)(fen)煤灰粗渣、尾矿(kuang)泥(ni)等会(hui)导致环境(jing)二次污(wu)(wu)染的(de)(de)固废转化为目前(qian)海绵城市(shi)建设(she)急需的(de)(de)人造轻集料产品(pin),污(wu)(wu)泥(ni)陶(tao)(tao)粒(li)(li)可将城市(shi)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)(de)重(zhong)金属离子完(wan)全固定住。
作(zuo)为本发明(ming)优(you)选的(de)(de)(de)技(ji)术(shu)方(fang)案,所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)铁尾(wei)(wei)矿污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)陶粒(li)原料的(de)(de)(de)配(pei)合比(bi)范(fan)围为:铁尾(wei)(wei)矿泥(ni)(ni)(ni)20~30%,城(cheng)市污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)25~50%,粉(fen)煤(mei)灰20~55%。所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)铁尾(wei)(wei)矿污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)陶粒(li)原料的(de)(de)(de)优(you)选配(pei)合比(bi)为:铁尾(wei)(wei)矿泥(ni)(ni)(ni)25%,城(cheng)市污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)40%,粉(fen)煤(mei)灰35%。所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)采用硅(gui)酸盐水(shui)泥(ni)(ni)(ni)或普硅(gui)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)。所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)水(shui)泥(ni)(ni)(ni)强度等级为52.5级或42.5级。所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)铁尾(wei)(wei)矿泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)颗粒(li)公称直径在0.6mm以(yi)下(xia),泥(ni)(ni)(ni)块(kuai)含(han)(han)量≤1.0%,硫化物(wu)(wu)及硫酸盐含(han)(han)量≤0.5%,氯化物(wu)(wu)≤0.02%,
二、一种铁尾矿污泥陶粒的(de)制(zhi)备方法,按照如下(xia)步骤进行(xing):
(1)将(jiang)铁尾矿泥干燥粉(fen)磨,干燥温度为(wei)110℃,按照一定的(de)比例和粉(fen)煤灰一起(qi)加入到湿(shi)态城(cheng)市污(wu)泥中(zhong)进(jin)行混合搅拌,搅拌时(shi)间为(wei)lOmin:
(2)将(jiang)搅拌后的泥料在练泥机中练泥,并从练泥机的挤嘴中挤出、再被切(qie)割成(cheng)中8mm×8mm的小泥丁;
(3)小泥丁在成球盘中被滚圆z直(zhi)径8mm状坯体,即(ji)陶粒生料球;
(4)将陶粒生料球置于110℃的烘箱(xiang)中烘干(gan)3h;
(5)在模拟回转(zhuan)窑烧成(cheng)(cheng)的(de)(de)工况条(tiao)件下,在1040℃的(de)(de)最高烧结温度下进行烧结,分别完成(cheng)(cheng)陶(tao)粒生料球的(de)(de)预热、烧结和冷却(que)过(guo)程,制备出轻质(zhi)陶(tao)粒。
三、与(yu)现有(you)技(ji)术相(xiang)比,本发(fa)明的(de)具有(you)以下优(you)点(dian):
1)本发明利(li)用铁(tie)(tie)尾矿(kuang)泥陶粒(li)制备(bei)透水(shui)(shui)混凝土,是一种生态(tai)环保型透水(shui)(shui)材(cai)料,从尾矿(kuang)治(zhi)理的角度来看不仅(jin)实现(xian)铁(tie)(tie)尾矿(kuang)全量资源化利(li)用、铁(tie)(tie)尾矿(kuang)零排放(fang)目标而且减少了铁(tie)(tie)矿(kuang)尾矿(kuang)石本身(shen)对环境的破(po)坏,变废为宝,实现(xian)资源二次利(li)用和循环经济,具有显著的社会效益。
2)本发明利(li)用铁尾(wei)矿泥、城市污泥和(he)粉煤灰固废作(zuo)为原料(liao),可以大幅(fu)降低透(tou)水混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)成本,加速透(tou)水混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)在海(hai)绵(mian)城市建设中(zhong)的(de)推(tui)广(guang)应(ying)用,具有可观的(de)经济效(xiao)益和(he)社会效(xiao)益。
3)本(ben)发明透水(shui)混凝土是一(yi)种新型地面渗透性(xing)铺装材料,具(ju)有高(gao)透水(shui)性(xing),耐磨防滑,生态(tai)环保,施工快捷的特(te)点。