一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方

本发明涉及生土，具体为一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方。

背景技术：

1、生土作为一种建筑材料，其自然、健康、环保、经济，是一种性价比比较高的材料，人们往往采用夯实或直接成型制成生土砖来加以利用，基于生土砖的生土建筑节省能源，施工简便，且冬暖夏凉、健康舒适。

2、现有的但生土砖通常存在强度低、韧性差、耐水性差、耐久性差等问题，严重影响着生土建筑的使用寿命，且在后续的使用过程中发现产品的裂缝间的土皮逐渐脱落，顶部主裂缝、中部裂缝、下部裂缝相互贯通，最终形成主要裂缝，主裂缝使试件完全失去承载力，试件被裂缝所分割，导致试件表皮部分脱落，最终试件破坏，失去承载力。

技术实现思路

1、本发明提供的发明目的在于提供一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方。通过本发明一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，该利用水泥及铁尾矿的改性生土材料的配方，水泥水化产生大量的水化硅酸钙凝胶等产物，凝胶将铁尾矿以及素土很好的凝结在一起，稳固了土体与铁尾矿砂松散状态，同时凝胶填充了试件内部土颗粒间以及土颗粒与铁尾矿砂间多余空隙，增加了试件的密实度，提高了试件抵抗外力的能力。

2、为了实现上述效果，本发明提供如下技术方案：一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，包括如下百分比的原料：铁尾矿砂合理掺和量为12.1-13.5％，水泥合理掺和量为16.1-19.1％与生土合理掺和量为68.2-69.9％。

3、进一步的，所述铁尾矿砂成分试验前将铁尾矿经粉碎机研磨过筛，制成铁尾矿粉，通过x射线衍射图谱，获取具体成分和比例，所述铁尾矿砂的具体成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钠、氧化镁、五氧化二磷、氧化钾、氧化钙、氧化钛、氧化锰、一氧化铁与其他物质，所述铁尾矿砂的具体成分的比例为65.58：9.25：1.59：3.34：0.21：3.1：2.95：0.12：0.25：7.59：5.40。

4、进一步的，所述水泥的强度42.5mpa，拌合用水采用自来水。

5、一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，包括以下步骤：

6、s1、素土试件，随后进行多组抗压试验，对抗压试验结果进行列表分析。

7、s2、改性抗压强度试验，随后进行多组抗压试验，对抗压试验结果进行列表分析。

8、s3、频域分析法下掺入水泥、铁尾矿的改性生土配方，优选出最佳配方。

9、进一步的，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述抗压试验结果包括开裂荷载、峰值荷载、峰值位移、抗压强度、平均值、标准差与变异系数。

10、进一步的，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，所述改性抗压强度试验，共10组，每组6个试件，共60个试件。

11、进一步的，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，所述改性配方的成分有3个，铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)。

12、进一步的，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，

13、编号wk1的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.3：0.05：0.65；

14、编号wk2的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.1：0.25：0.65；

15、编号wk3的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.1：0.05：0.85；

16、编号wk4的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.2：0.15：0.65；

17、编号wk5的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.1：0.15：0.75；

18、编号wk6的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.2：0.05：0.75；

19、编号wk7的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.23：0.08：0.68；

20、编号wk8的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.13：0.18：0.68；

21、编号wk9的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.13：0.08：0.78；

22、编号wk10的铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)比例为0.17：0.12：0.72。

23、进一步的，包括以下步骤：根据s3中的操作步骤，所述为了获得试件抗压强度与峰值位移较大条件下各成分的最优配比，以铁尾矿砂(x1)、水泥(x2)及生土(x3)编码为因变量，抗压强度y1、峰值位移y2为目标变量，采用scheffe多项式。

24、进一步的，包括以下步骤：根据s3中的操作步骤，

25、s301、将影响因素xi(i＝1，2，3，等)在其取值范围内划分为n个间距即步长，间距相等或不等均可。从而获得t个组合方案；

26、s302、将t个因素组合分别代入统计模型中从而获得各组组合方案下的理论目标值y，然后根据试验结果等需要，限定目标值范围y1-y2，使得y1<y<y2，在y1-y2区间内统计出y的总个数k、每个因素的水平数以及各水平数的总频数；

27、s303、计算y1-y2范围内各因素水平的频数加权平均数和均数标准差确定统计检验水平，根据拟定检验水平在1-α可信度下，求出各因素水平预估值组合，则各预估值组合就是各因素水平的限定范围；

28、s304、根据以上方法求得的xi的范围为合理配方范围。

29、本发明提供了一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，具备以下有益效果：该利用水泥及铁尾矿的改性生土材料的配方，水泥水化产生大量的水化硅酸钙凝胶等产物，凝胶将铁尾矿以及素土很好的凝结在一起，稳固了土体与铁尾矿砂松散状态，同时凝胶填充了试件内部土颗粒间以及土颗粒与铁尾矿砂间多余空隙，增加了试件的密实度，提高了试件抵抗外力的能力。

技术特征：

1.一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，其特征在于，包括如下百分比的原料：铁尾矿砂合理掺和量为12.1-13.5％，水泥合理掺和量为16.1-19.1％与生土合理掺和量为68.2-69.9％。

2.根据权利要求1所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，其特征在于，所述铁尾矿砂成分试验前将铁尾矿经粉碎机研磨过筛，制成铁尾矿粉，通过x射线衍射图谱，获取具体成分和比例，所述铁尾矿砂的具体成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钠、氧化镁、五氧化二磷、氧化钾、氧化钙、氧化钛、氧化锰、一氧化铁与其他物质，所述铁尾矿砂的具体成分的比例为65.58：9.25：1.59：3.34：0.21：3.1：2.95：0.12：0.25：7.59：5.40。

3.根据权利要求1所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，其特征在于，所述水泥的强度42.5mpa，拌合用水采用自来水。

4.一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s1中的操作步骤，所述抗压试验结果包括开裂荷载、峰值荷载、峰值位移、抗压强度、平均值、标准差与变异系数。

6.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，所述改性抗压强度试验，共10组，每组6个试件，共60个试件。

7.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，所述改性配方的成分有3个，铁尾矿(w1)、水泥(w2)、生土(w3)。

8.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s2中的操作步骤，

9.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s3中的操作步骤，所述为了获得试件抗压强度与峰值位移较大条件下各成分的最优配比，以铁尾矿砂(x1)、水泥(x2)及生土(x3)编码为因变量，抗压强度y1、峰值位移y2为目标变量，采用scheffe多项式。

10.根据权利要求4所述的一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：根据s3中的操作步骤，

技术总结
本发明公开了一种利用水泥及铁尾矿的改性生土材料配方，属于生土技术领域，包括如下百分比的原料：铁尾矿砂合理掺和量为12.1‑13.5％，水泥合理掺和量为16.1‑19.1％与生土合理掺和量为68.2‑69.9％。该利用水泥及铁尾矿的改性生土材料的配方，水泥水化产生大量的水化硅酸钙凝胶等产物，凝胶将铁尾矿以及素土很好的凝结在一起，稳固了土体与铁尾矿砂松散状态，同时凝*胶填充了试件内部土颗粒间以及土颗粒与铁尾矿砂间多余空隙，增加了试件的密实度，提高了试件抵抗外力的能力。

技术研发人员：张坤,吕雪瑞,芦白茹,兰官奇,陈涛,崔莹,代建波
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14