一种高性能轻质混凝土及其制备方法

摘要

本发明提出一种高性能轻质混凝土及其制备方法，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、电石渣和甘蔗纤维经预处理后并充分搅拌制备而成。最后得到表观密度为1100～1500kg·m‑3，28d抗压强度为70～80MPa，28d电通量为1000～1200C，抗冻等级为D250～D300的高性能轻质混凝土。本发明制备的高性能轻质混凝土，废弃物利用率达到90％以上，氰化物固化率达到60～80％，最大限度的体现了环保、节能、循环利用的特点，为大宗固废的高效利用提供了新的方案。

权利要求

1.一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、电石渣和甘蔗纤维经预处理后并充分搅拌制备而成；所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿30 50%、钢渣5 15%、氰化渣5 15%、加气混凝土废料10 20%、电石渣5 10%、脱硫石~ ~ ~ ~ ~

膏5 10%、甘蔗纤维5 10%；所述固废陶粒与复合胶凝材料的质量比为65 80%：20 35%；所述~ ~ ~ ~

2

预处理为：铜尾矿粉磨至比表面积为400 800 m /kg；钢渣和氰化渣混合粉磨至比表面积为~

2 2

400 800 m/kg；加气混凝土废料破碎至<2 mm，然后粉磨至比表面积为300 500 m /kg；脱硫~ ~

2

石膏粉磨至比表面积为400 600 m/kg；所述铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫~

石膏、加气混凝土废料在粉磨前均需烘干至含水率小于0.1%；电石渣置于700 1000 °C煅~

2

烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为300 500 m/kg；甘蔗纤维烘干至含水率小于0.1%；所~

述甘蔗纤维烘干温度为80 110°C。

~

2.根据权利要求1所述高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、对铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、电石渣和甘蔗纤维做预处理；

S2、将预处理后的物料混合并充分搅拌作为复合胶凝材料；

S3、将固废陶粒烘干，作为骨料；

S4、将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料；将混合料中加入适量的水、冷藏过滤后的豆腐废水，得到混合料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品。

3.根据权利要求2所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10 20min，搅拌至甘~

蔗纤维长度为0.1‑2cm。

4.根据权利要求2所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中固废陶粒粒径为5 20mm；烘干至含水率小于0.1%；所述烘干温度为80 110°C。

~ ~

5.根据权利要求2所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中水的质量为复合胶凝材料质量的3 5%；豆腐废水置于4 10  °C冷藏，然后过滤掉残渣，用量为~ ~

水质量的5 20%；调节水和豆腐废水的用量使混合料浆的pH为7 12。

~ ~

6.根据权利要求2‑5中任一项所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中标准养护条件为：温度为20±2°C，湿度≥95%，养护28d。

7.根据权利要求2‑5中任一项所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述3

固废陶粒性能指标为：筒压强度为7 10MPa，堆积密度为1020 1070kg/m ，孔隙率为40 50%，~ ~ ~

吸水率为7 12%。

~

8.根据权利要求2‑5中任一项所述的高性能轻质混凝土的制备方法，其特征在于，所述铜尾矿的主要化学成份为：SiO2 40~70%，Al2O3 5~15%，Fe2O3 1~8%；所述钢渣的主要化学成份为：SiO2 10~30%，Al2O3 1~15%，Fe2O3 10~30%，CaO 20~60%；所述氰化渣的主要化学成份为：TFe 30~60%，SiO2 10~30%，Al2O3 1~10%，SO31~10%，CaO 1~5%；所述加气混凝土废料的主要化学成份为：SiO2 30~60%，CaO 20~40%，Al2O3 3~8%，Fe2O3 3~6%，FeO 2~7%；所述脱硫石膏的主要化学成份为：SiO2 1~5%，SO3 30~60%，CaO 20~60%，Al2O3 1~5%；所述电石渣的主要化学成份为：CaO 60~80%，SiO2 1~5%，Al2O3 1~5%。

说明书

一种高性能轻质混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高性能轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 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，诸如铜尾矿、钢渣、氰化渣等。

[0003] 铜尾矿是指铜矿山选矿过程中产生的有用成分含量低，在当前的技术经济条件下不宜进一步分选的固体废物。2018年，我国铜精矿含铜量为165.64万吨，同比增长7.74％。
经测算，2018年我国铜尾矿产生量约为3.31亿吨，利用率约为16％。钢渣是炼钢过程中排出
的熔融物，根据炼钢工艺的不同，所产生的钢渣有转炉钢渣、电炉钢渣、精炼渣、预处理渣、
铸余渣等。总体来看，2018年全国生铁、粗钢产量均呈现正增长。其中，全国全年生铁产量
71075.9万吨，同比增长1.43％；粗钢产量83172.8万吨，同比增长2.89％。经测算，2018年全
国约产生钢渣16634.56万吨，综合利用率不足40％。目前，我国尾矿综合利用的方式主要为
堆积和地下开采采空区的充填。乱无目的排放，不仅对环境以及人的身心健康造成危害，而
且也是一种资源的浪费。

[0004] 氰化渣是黄金冶炼后排放的废渣，2018年，国内累计生产黄金426.142吨，每年都会相继产生大量的氰化渣，这些氰化渣的大量产生不仅占用大量的耕地，而且污染环境。氰
化渣中存在剧毒的氰化物、硫化物等，长期堆存将会产生有毒性气体或者酸性水，对地下水
或者生态环境造成严重的危害。

[0005] 如何对铜尾矿和氰化渣进行有效利用，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，这一技术难题急待人们去解决。

发明内容

[0006] 本发明提出一种高性能轻质混凝土及其制备方法，可有效利用铜尾矿和氰化渣，实现变废为宝，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。

[0007] 本发明一种高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、电石渣和甘蔗纤维经预处理后
并充分搅拌制备而成。

[0008] 进一步的，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿30～50％、钢渣5～15％、氰化渣5～15％、加气混凝土废料10～20％、电石渣5～10％、脱硫石膏5～
10％、甘蔗纤维5～10％；所述固废陶粒与复合胶凝材料的质量比为65～80％：20～35％。

[0009] 本发明还包括上述高性能轻质混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

[0010] S1、对铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、电石渣和甘蔗纤维做预处理；

[0011] S2、将预处理后的物料混合并充分搅拌作为复合胶凝材料；

[0012] S3、将固废陶粒烘干，作为骨料；

[0013] S4、将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料；将混合料中加入适量的水、冷藏过滤后的豆腐废水，得到混合料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质
混凝土制品。

[0014] 进一步的，所述步骤S1中预处理为：铜尾矿粉磨至比表面积为400～800m2/kg；钢2
渣和氰化渣混合粉磨至比表面积为400～800m/kg；加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨
2 2
至比表面积为300～500m /kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为400～600m/kg；所述铜尾矿、钢
渣、氰化渣、加气混凝土废料、脱硫石膏、加气混凝土废料在粉磨前均需烘干至含水率小于
2
0.1％；电石渣置于700～1000℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为300～500m/kg；甘
蔗纤维烘干至含水率小于0.1％；所述甘蔗纤维烘干温度为80～110℃。

[0015] 进一步的，所述步骤S2中利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm。

[0016] 进一步的，所述步骤S3中固废陶粒粒径为5～20mm；烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为80～110℃。

[0017] 进一步的，所述步骤S4中水的质量为复合胶凝材料质量的3～5％；豆腐废水置于4～10℃冷藏，然后过滤掉残渣，用量为水质量的5～20％；调节水和豆腐废水的用量使混合
料浆的pH为7～12。

[0018] 进一步的，所述步骤S4中标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0019] 可选的，固废陶粒的性能指标为：筒压强度为7～10MPa，堆积密度为1020～3
1070kg/m，孔隙率为40～50％，吸水率为7～12％。

[0020] 可选的，铜尾矿的主要化学成份为：SiO240～70％，Al2O35～15％，Fe2O31～8％。

[0021] 可选的，钢渣的主要化学成份为：SiO210～30％，Al2O31～15％，Fe2O310～30％，CaO 20～60％。

[0022] 可选的，氰化渣的主要化学成份为：TFe 30～60％，SiO210～30％，Al2O31～10％，SO31～10％，CaO 1～5％。

[0023] 可选的，加气混凝土废料的主要化学成份为：SiO230～60％，CaO 20～40％，Al2O33～8％，Fe2O33～6％，FeO 2～7％。

[0024] 可选的，脱硫石膏的主要化学成份为：SiO21～5％，SO330～60％，CaO20～60％，Al2O31～5％。

[0025] 可选的，电石渣的主要化学成份为：CaO 60～80％，SiO21～5％，Al2O31～5％。本发明中铜尾矿、钢渣、氰化渣、加气混凝土废料、电石渣都是固体废物，存在这对环境的污染威
胁；脱硫石膏是采用石灰‑石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术所得到的副产
物；甘蔗是一种一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物，世界上有100多个国家生产甘
蔗最大的生产国是巴西、印度和中国。甘蔗渣是蔗糖工业的废弃物，属于农业固体废弃物，
主要用于制糖厂锅炉的燃料、农家堆肥和牲畜的饲料生产等。甘蔗渣中提取出短切纤维并
进行碱处理，能够极大提高其韧性、界面粘结性，是制备混凝土极佳的选择。

[0026] 陶粒是通过高温培烧、膨化而成的椭圆形或圆形颗粒，是一种应用广泛的轻骨料。陶粒的优点在于密度小，内部孔隙多，且有一定的强度，同时具有耐腐烛、抗冻、抗震、隔音
性等特点。利用固废陶粒做骨料制备混凝土，既能发挥陶粒优异的性能，也可大规格利用固
体废弃物，满足国家绿色发展的要求。

[0027] 本发明制备的高性能轻质混凝土是一种新型建筑材料，采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，是一种高耐久性、高工作性、高体积稳定性和
低密度的混凝土。利用铜尾矿、钢渣、氰化渣、甘蔗纤维、固废陶粒等工业和农业固体废弃物
制备高性能轻质混凝土，不仅实现了固废的资源化利用，同时降低了混凝土的制备成本，实
现了固体废弃物的高附加值利用。

[0028] 与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

[0029] 1)本发明是一种固化氰根离子制备高性能轻质混凝土的方法，选用铜尾矿、钢渣和氰化渣为主要原料。氰化渣中含有剧毒性的氰根离子，体系中加入电石渣调节pH至7～
3+ 2+
12，以Fe 、Fe 为催化剂，使固化的氰根离子转化成沉淀，被加气混凝土废料和固废陶粒中
的微小空隙所吸附，达到吸附氰根离子的效果。另外，胶凝材料水化后主要生成了C‑S‑H凝
‑ ‑ ‑ ‑
胶和AFt，C‑S‑H凝胶与体系中的CN发生如下反应：C‑S‑H+CN→C‑S‑H‑CN。同时，由于CN 加
‑
入，AFt结晶度变差，体系中形成Ca‑CN钙矾石，使得CN完全固化在水化产物内部，并相互叠
加相互包裹，最终达到固化氰根离子的目的。

[0030] 2)本发明加入脱硫石膏、电石渣、豆腐废水(冷藏过滤后)等辅料参与水化反应，生成大量C‑S‑H凝胶、钙矾石等水化产物；另外，体系中可能存在的其它重金属离子可以进入
硅氧四面体和铝氧四面体中，同时被C‑S‑H凝胶和钙矾石所吸附，最终使重金属离子得以固
化。

[0031] 3)本发明加入甘蔗渣纤维，甘蔗渣纤维主要以纤维素为主体，周围由起连接作用的半纤维素和木质素包围构成。在碱性环境中，木质素的结构并未变化，但半纤维素被碱溶
液去除，纤维束出现分解细化，纤维束的分解导致纤维变细，微小纤维的数量增加。其后果
是伴随着纤维数量的增加，纤维与基材的接触面积增加，两者间的粘结性能得到提高，使得
混凝土裂缝减少，从而增强了混凝土的力学性能。

[0032] 4)本发明利用铜尾矿、钢渣、氰化渣、甘蔗纤维等固体废弃物，不仅可以制备出符合国家规范的高性能轻质混凝土，而且实现了氰根离子的固化，符合绿色可持续发展要求，
为铜尾矿、钢渣、氰化渣、甘蔗纤维等大宗固体废弃物的资源化利用提供了另一套方案。

附图说明

[0033] 图1是本发明一种高性能轻质混凝土制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

[0034] 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。

[0035] 本发明公开了一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿30～50％、
钢渣5～15％、氰化渣5～15％、加气混凝土废料10～20％、电石渣5～10％、脱硫石膏5～
10％、甘蔗纤维5～10％；所述固废陶粒与复合胶凝材料的质量比为65～80：20～35。

[0036] 本发明还公开了上述高性能轻质混凝土的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

[0037] 步骤1、将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为400～800m2/kg；钢渣和氰2
化渣混合粉磨至比表面积为400～800m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<
2 2
2mm，然后粉磨至比表面积为300～500m /kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为400～60m/kg；上
述物料粉磨前均烘干至含水率小于0.1％；电石渣置于700～1000℃煅烧，经自然冷却后，粉
2
磨至比表面积为300～500m /kg；甘蔗纤维烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为80～
110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥磨。

[0038] 步骤2、将步骤1中物料利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材
料按质量百分比包括以下组分：铜尾矿30～50％、钢渣5～15％、氰化渣5～15％、加气混凝
土废料10～20％、电石渣5～10％、脱硫石膏5～10％、甘蔗纤维5～10％，以上质量百分比总
量为100％。

[0039] 步骤3、将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为80～110℃。

[0040] 步骤4、将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料65～80％、复合胶凝材料20～35％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加
入占复合胶凝材料质量3～5％的水和占水质量5～20％的冷藏过滤后的豆腐废水，调节二
者用量得到pH为7～12的混合料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻
质混凝土制品；所述豆腐废水冷藏温度为4～10℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，
湿度≥95％，养护28d。

[0041] 实施例1

[0042] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿30％、钢渣5～15％、氰化
渣15％、加气混凝土废料10％、电石渣10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％；所述固废陶粒与
复合胶凝材料的质量比为65：35。

[0043] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0044] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为400m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为400m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为300m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为400m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于700℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为500m /kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥
磨。

[0045] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿30％、钢渣15％、氰化渣15％、加气混凝土废料10％、电石渣
10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％，以上质量百分比总量为100％。

[0046] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为110℃。

[0047] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料65％、复合胶凝材料35％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量5％的水和占水质量20％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为12的混
合料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废
水冷藏温度为4℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0048] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。按实施例1所得的
高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表1‑1、1‑2所示：

[0049] 表1‑1 实施例1所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0050]

[0051] 表1‑2 实施例1所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0052] ‑1 ‑1初始值/mg·ml 溶出值/mg·ml 固化率/％
1.06 0.35 67.0

[0053] 实施例2

[0054] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿40％、钢渣15％、氰化渣
15％、加气混凝土废料15％、电石渣5％、脱硫石膏5％、甘蔗纤维5％；所述固废陶粒与复合
胶凝材料的质量比为70：30。

[0055] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0056] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为500m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为500m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为400m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为500m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于1000℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为400m/kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥
磨。

[0057] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿40％、钢渣15％、氰化渣15％、加气混凝土废料15％、电石渣
5％、脱硫石膏5％、甘蔗纤维5％，以上质量百分比总量为100％。

[0058] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为110℃。

[0059] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料70％、复合胶凝材料30％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量3％的水和占水质量10％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为11的混
合料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废
水冷藏温度为4℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0060] 本实施例中，固废陶粒的性能指标为：筒压强度为7～10MPa，堆积密度为1020～3
1070kg/m，孔隙率为40～50％，吸水率为7～12％。

[0061] 铜尾矿的主要化学成份为：SiO2 40～70％，Al2O3 5～15％，Fe2O3 1～8％。

[0062] 钢渣的主要化学成份为：SiO2 10～30％，Al2O3 1～15％，Fe2O3 10～30％，CaO 20～60％。

[0063] 氰化渣的主要化学成份为：TFe 30～60％，SiO2 10～30％，Al2O3 1～10％，SO3 1～10％，CaO 1～5％。

[0064] 加气混凝土废料的主要化学成份为：SiO2 30～60％，CaO 20～40％，Al2O3 3～8％，Fe2O3 3～6％，FeO 2～7％。

[0065] 脱硫石膏的主要化学成份为：SiO21～5％，SO3 30～60％，CaO 20～60％，Al2O3 1～5％。

[0066] 电石渣的主要化学成份为：CaO 60～80％，SiO2 1～5％，Al2O3 1～5％。

[0067] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。

[0068] 按实施例2所得的高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表2‑1、2‑2所示：

[0069] 表2‑1 实施例2所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0070]

[0071]

[0072] 表2‑2 实施例2所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0073] ‑1 ‑1初始值/mg·ml 溶出值/mg·ml 固化率/％
1.12 0.38 66.1

[0074] 实施例3

[0075] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿50％、钢渣10％、氰化渣
10％、加气混凝土废料10％、电石渣10％、脱硫石膏5％、甘蔗纤维5％；所述固废陶粒与复合
胶凝材料的质量比为80：20。

[0076] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0077] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为600m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为600m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为500m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为600m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于700℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为300m /kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为80℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥
磨。

[0078] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿50％、钢渣10％、氰化渣10％、加气混凝土废料10％、电石渣
10％、脱硫石膏5％、甘蔗纤维5％，以上质量百分比总量为100％。

[0079] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为80℃。

[0080] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料80％、复合胶凝材料20％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量3％的水和占水质量5％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为12的混合
料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废水
冷藏温度为10℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0081] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。

[0082] 按实施例3所得的高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表3‑1、3‑2所示：

[0083] 表3‑1 实施例3所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0084]

[0085] 表3‑2 实施例3所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0086] 初始值/mg·ml‑1 溶出值/mg·ml‑1 固化率/％1.30 0.29 77.7

[0087] 实施例4

[0088] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿45％、钢渣10％、氰化渣
10％、加气混凝土废料15％、电石渣5％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维5％；所述固废陶粒与复合
胶凝材料的质量比为75：25。

[0089] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0090] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为700m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为700m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为300m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为450m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于700℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为500m /kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为80～110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型
水泥磨。

[0091] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿45％、钢渣10％、氰化渣10％、加气混凝土废料15％、电石渣
5％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维5％，以上质量百分比总量为100％。

[0092] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为110℃。

[0093] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料75％、复合胶凝材料25％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量3％的水和占水质量10％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为9的混合
料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废水
冷藏温度为4℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0094] 可选的，由铜尾矿、钢渣和电石渣制备得到的固废陶粒性能指标为：筒压强度为73
～10MPa，堆积密度为1020～1070kg/m，孔隙率为40～50％，吸水率为7～12％。

[0095] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。

[0096] 按实施例4所得的高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表4‑1、4‑2所示：表4‑1 实施例4所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0097]

[0098] 表4‑2 实施例4所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0099] ‑1 ‑1初始值/mg·ml 溶出值/mg·ml 固化率/％
1.21 0.32 73.6

[0100] 实施例5

[0101] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿40％、钢渣5％、氰化渣
5％、加气混凝土废料20％、电石渣10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％；所述固废陶粒与复
合胶凝材料的质量比为75：25。

[0102] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0103] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为800m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为800m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为500m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为550m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于1000℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为300m/kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥
磨。

[0104] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿40％、钢渣5％、氰化渣5％、加气混凝土废料20％、电石渣
10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％，以上质量百分比总量为100％。

[0105] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为110℃。

[0106] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料75％、复合胶凝材料25％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量5％的水和占水质量20％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为7的混合
料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废水
冷藏温度为10℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0107] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。

[0108] 按实施例5所得的高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表5‑1、5‑2所示：

[0109] 表5‑1 实施例5所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0110]

[0111] 表5‑2 实施例5所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0112] 初始值/mg·ml‑1 溶出值/mg·ml‑1 固化率/％1.12 0.35 68.8

[0113] 实施例6

[0114] 一种高性能轻质混凝土，所述高性能轻质混凝土由复合胶凝材料和固废陶粒制作而成，所述复合胶凝材料由以下质量百分比的各物质组成：铜尾矿35％、钢渣15％、氰化渣
10％、加气混凝土废料10％、电石渣10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％；所述固废陶粒与复
合胶凝材料的质量比为70：30。

[0115] 上述高性能轻质混凝土的制备方法包括以下步骤：

[0116] 将各物料做以下处理：铜尾矿粉磨至比表面积为800m2/kg；钢渣和氰化渣混合粉2
磨至比表面积为800m /kg；采用颚式破碎机将加气混凝土废料破碎至<2mm，然后粉磨至比
2 2
表面积为500m/kg；脱硫石膏粉磨至比表面积为600m/kg；上述物料粉磨前均烘干至含水率
2
小于0.1％；电石渣置于1000℃煅烧，经自然冷却后，粉磨至比表面积为500m/kg；甘蔗纤维
烘干至含水率小于0.1％；所述烘干温度为110℃；所述粉磨机为SMΦ500mm×500mm型水泥
磨。

[0117] 将上述物料混合后利用卧式振动混凝土搅拌机充分搅拌，搅拌速率为48r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌至甘蔗纤维长度为0.1‑2cm，得到复合胶凝材料；复合凝材料按质
量百分比包括以下组分：铜尾矿35％、钢渣15％、氰化渣10％、加气混凝土废料10％、电石渣
10％、脱硫石膏10％、甘蔗纤维10％，以上质量百分比总量为100％。

[0118] 将粒径为5～20mm的固废陶粒烘干至含水率小于0.1％，作为骨料；所述烘干温度为110℃。

[0119] 将复合胶凝材料和骨料混合，得到混合料，混合料按质量百分比包括以下组分：骨料70％、复合胶凝材料30％，以上质量百分比总量为100％；将混合料中加入占复合胶凝材
料质量5％的水和占水质量20％的豆腐废水(冷藏过滤后)，调节二者用量得到pH为8的混合
料浆；将混合料浆浇注、脱模并标准养护，最后得到高性能轻质混凝土制品；所述豆腐废水
冷藏温度为10℃；所述标准养护条件为：温度为20±2℃，湿度≥95％，养护28d。

[0120] 可选的，由铜尾矿、钢渣和电石渣制备得到的固废陶粒性能指标为：筒压强度为73
～10MPa，堆积密度为1020～1070kg/m，孔隙率为40～50％，吸水率为7～12％。

[0121] 按照HJ484‑2009《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》测氰化物含量。将氰化渣浸泡水(25℃)中24h，测量氰化物含量，作为初始值；将养护28d高性能轻质混凝土破碎，
并置于水(25℃)中浸泡24h，测得氰化物溶出值，计算得到氰化物固化率。

[0122] 按实施例6所得的高性能轻质混凝土性能指标、氰化物固化率如表6‑1、6‑2所示：

[0123] 表6‑1 实施例6所制得的高性能轻质混凝土性能指标

[0124]

[0125] 表6‑2 实施例6所制得的高性能轻质混凝土氰化物固化率

[0126] 初始值/mg·ml‑1 溶出值/mg·ml‑1 固化率/％1.02 0.21 79.4

[0127] 从实施例1‑6可知：本发明利用铜尾矿、钢渣、氰化渣、甘蔗纤维、固废陶粒等工业和农业固体废弃物制备高性能轻质混凝土具有轻质轻、优良的抗压强度和抗冻性能。

[0128] 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。