一种矿山细尾泥基免烧轻骨料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，特别是涉及一种矿山细尾泥基免烧轻骨料及其制备方法。

背景技术：

1、将矿山细尾泥作为制备轻骨料的主要原料，不仅解决了矿山细尾泥堆存对环境产生的污染问题及对土地资源的占用问题，还拓宽了制备轻骨料的原料来源。但传统的免烧轻骨料强度低、密度大，因此，添加剂的选择及制备工艺成为制备轻质高强轻骨料的关键。

2、现有技术如专利申请cn202110549128.3公开了一种大掺量粉煤灰免烧轻骨料的制备方法，该方法将粉煤灰和水泥按比例混合均匀，然后放入造球机中加入水玻璃进行混合造粒形成生球，将生球干燥后，室温浇水养护形成轻骨料微球。但该发明所制备的轻骨料密度高，类似混凝土球，不具有轻质的特点。因此目前的技术还难以满足市场的要求，存在较多缺陷。

3、综上所述，有必要研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题，满足当前行业的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种矿山细尾泥基免烧轻骨料。本发明的轻骨料能做到制备方法简单、无需烧结、节约能源，可实现矿山细尾泥的综合利用，并且所制备的轻骨料具有质量轻、强度高、吸水率低的优点，克服了现有技术的缺点与不足。

2、本发明的一个目的在于，提供一种矿山细尾泥基免烧轻骨料，所述矿山细尾泥基免烧轻骨料包括质量份数如下的组分：

3、

4、其中，所述添加剂为碳酸氢钠和碳酸氢铵混合物。

5、进一步地，所述碳酸氢钠和碳酸氢铵的质量比为(5-9):(1-5)。

6、进一步地，所述矿山细尾泥中非活性sio2含量50-60％，al2o3含量15-20％，cao含量5-8％。

7、进一步地，所述矿山细尾泥中非活性sio2含量53.93％，al2o3含量17.41％，cao含量6.23％。

8、进一步地，所述轻砂堆积密度140-150kg/m3，粒径为0.1-0.8mm。

9、进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级为p.ⅱ52.5，比表面积为400-500m2/kg，表观密度为3000-3200kg/m3，堆积密度为1000-1300kg/m3。

10、进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级为p.ⅱ52.5，比表面积为470m2/kg，表观密度为3050kg/m3，堆积密度为1200kg/m3。

11、进一步地，所述轻骨料的粒径为5-20mm。

12、本发明的另一个目的在于，提供上述矿山细尾泥基免烧轻骨料的制备方法，包括如下步骤：

13、s1、将矿山细尾泥研磨后，置于微波炉中中高火加热10-20min，得到预处理矿山细尾泥a；

14、s2、将添加剂倒入水中搅拌均匀，得到溶液b；

15、s3、将轻砂、部分预处理矿山细尾泥a、部分水泥混合均匀，得到干料c；

16、s4、将剩余的预处理矿山细尾泥a和水泥混合均匀，得到干料d；

17、s5、将干料c置于容器中，水平转动容器的同时向干料c中喷洒部分溶液b，得到轻骨料内核e；

18、s6、将干料d加入轻骨料内核e中，继续水平转动容器，同时向容器中缓慢喷洒剩余的溶液b，得到轻骨料f；

19、s7、将轻骨料f覆保鲜膜养护24-36h，然后置于相对湿度20％-35％的环境下养护24-36h，最后置于二氧化碳养护箱内养护24-36h得到矿山细尾泥基免烧轻骨料。

20、进一步地，步骤s1中，将所述矿山细尾泥机械研磨至粒径小于20μm。

21、进一步地，步骤s5中，所述骨料内核e的粒径为3-15mm。

22、优选地，所述矿山细尾泥基免烧轻骨料的制备方法，包括如下步骤：

23、s1、将50-450份的矿山细尾泥机械研磨至粒径小于20μm，然后置于微波炉中中高火加热10-20min，得到预处理矿山细尾泥a；

24、s2、将0.5-18份的添加剂倒入200-250份的水中搅拌均匀，得到溶液b；

25、s3、将50-100份的轻砂、40-340份的预处理矿山细尾泥a、160-460份的水泥混合均匀，得到干料c；

26、s4、将剩余的预处理矿山细尾泥a、390-490份的水泥混合均匀，得到干料d；

27、s5、将干料c置于圆盘上，水平转动圆盘的同时向干料c中缓慢均匀喷洒100-130份的溶液b，得到轻骨料内核e；

28、s6、将干料d投入圆盘，继续水平转动圆盘，同时向圆盘中缓慢喷洒剩余的溶液b，得到轻骨料f；

29、s7、将轻骨料f覆保鲜膜养护24h，然后置于相对湿度20％-35％的环境下养护24h，最后置于二氧化碳养护箱内养护24h得到矿山细尾泥基免烧轻骨料。

30、本发明具有以下有益效果：

31、1.本发明所制备的轻骨料具有核壳结构，其外壳以水泥为主要原料，提高了轻骨料的强度；内核以矿山细尾泥为主要原料，解决了矿山细尾泥的堆存问题，减少了对土地资源的占用，减少了扬尘，降低了对环境产生的污染，同时拓宽了骨料的原料来源，减少了对自然资源的开采，实现了废弃资源的二次利用，变废为宝，具有一定经济效益、环境效益。

32、2.本发明没有以传统的氢氧化钠、水玻璃、生石灰、石膏等为激发剂，而是以碳酸氢钠和碳酸氢铵为激发剂，使矿山细尾泥中非活性sio2中si-o键在碱性环境下断裂重组，形成玻璃体，变成活性相，与水化产物ca(oh)2发生二次水化反应，形成c-s-h凝胶，提高轻骨料强度。同时，轻骨料中掺加碳酸氢钠和碳酸氢铵，二者作为发泡剂，可以产生co2和nh3，气体逸出留下的孔洞降低了轻骨料的密度。此外，轻砂的掺加也可以降低轻骨料的密度，具有一定粒径的轻砂还可以作为水泥与矿山细尾泥成核的位点，使粉料不断在轻砂上成球。

33、3.本发明以机械活化-微波活化-化学活化为手段，激发矿山细尾泥中非活性sio2的活性。机械研磨使sio2的晶体结构被破坏，结晶程度降低，活性提高，另外，机械研磨使矿山细尾泥粒径变小，可以起到填充效应，提高轻骨料的强度；微波辐射也可以破坏sio2的结构，使si-o键断裂，提高矿山细尾泥的活性；掺加碳酸氢钠和碳酸氢铵进行化学活化破坏硅氧四面体的结构，提高矿山细尾泥的活性。三者耦合作用，则进一步提升了sio2的活性，活化后的sio2消耗掉强度较低的ca(oh)2，生成强度高的c-s-h凝胶，提高轻骨料强度。

34、4.本发明没有采用传统的自然养护或蒸汽养护，而是采用覆膜养护-低湿养护-二氧化碳养护的三级养护制度。最初24-36h覆膜养护，防止水分蒸发，同时，以碳酸氢钠和碳酸氢铵产生的co2为碳源，减少了co2向自然环境中的排放；然后在相对湿度为20％-35％的环境下养护，去除轻骨料内部多余水分，以便外界co2扩散进轻骨料内部；最后置于co2环境下进行养护，水化产物ca(oh)2在co2的环境下生成caco3，提高轻骨料的密实度，从而提高轻骨料的强度。