1.本發(fā)明涉及一種用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.隨著世界礦產(chǎn)資源的逐步挖掘開(kāi)采，可利用的資源日漸減少，原礦品位降低，尾礦堆積嚴(yán)重，作為二次資源的尾礦開(kāi)始引起人們的重視。尾礦開(kāi)發(fā)利用可以變廢為寶，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，還能減輕環(huán)境污染，減小尾礦庫(kù)庫(kù)容，防止自然災(zāi)害的發(fā)生，因此尾礦開(kāi)發(fā)有著廣闊的發(fā)展前景。據(jù)相關(guān)研究表明，尾礦的整體利用絕大多數(shù)用于建筑行業(yè)。其中，尾礦渣、冶煉礦渣經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工可作為建筑材料，替代水泥熟料，制作膠凝材料或可用于采空區(qū)回填，不僅節(jié)省大量的成本，而且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境、地下水資源和控制地表沉降，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益相統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展。首先，銅尾礦渣中含有二水石膏、石英和水化硅酸二鈣等礦物，用銅尾礦渣替代部分水泥生產(chǎn)混凝土，可以改變混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性和耐久性，并將有毒的重金屬離子固化在水泥混凝土中。晏全香等以銅礦渣、激發(fā)劑、水泥熟料為膠凝體系，經(jīng)過(guò)碎磨，加入充填骨料鐵尾礦，通過(guò)攪拌、震動(dòng)、澆注成型等工藝形成凈漿試塊，可以生產(chǎn)出一種性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的膠凝材料。此外，銅尾礦渣也常用于生產(chǎn)制備各種類型的磚，yonghao fang等提出將銅尾礦渣銅尾礦在蒸壓砂石灰磚中的應(yīng)用。

3.透光混凝土作為一種新型裝飾混凝土，打破了傳統(tǒng)混凝土給人沉悶、笨重、龐大、單調(diào)的感覺(jué)，賦予混凝土輕質(zhì)、活潑、靈活多變、美觀等特性。目前，透光混凝土已經(jīng)在公共建筑、室內(nèi)裝飾、雕塑、工藝品等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果。透光混凝土目前制備技術(shù)中，一般使用天然砂作為細(xì)骨料，這對(duì)天然砂石資源構(gòu)成了一種新消耗，尤其是在砂石資源十分緊缺的今天，是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。若能利用一種固體工業(yè)廢棄物替代天然砂制備出符合性能要求的透光混凝土，不僅能解決上述砂石資源消耗問(wèn)題，而且可以資源化利用固體工業(yè)廢棄物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于提供一種銅尾渣基透光混凝土材料的制備方法，將廢棄銅尾渣進(jìn)行活性激發(fā)，改變銅尾渣中硅的層狀結(jié)構(gòu)，活性激發(fā)后的銅尾渣不僅能夠作為透光混凝土中起支撐作用的骨料，完全替代普通透光混凝土中水泥細(xì)砂骨料，提高制備的透光混凝土的強(qiáng)度；還能夠使銅尾渣固化穩(wěn)定化，解決廢棄銅尾渣占地面積大，環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)銅渣的大規(guī)模安全化利用，同時(shí)也具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本發(fā)明所使用的透光材料為聚丙烯粗纖維，區(qū)別于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)光纖透光材料，具有價(jià)格低廉與混凝土砂漿結(jié)合度高同時(shí)還能提高透光混凝土材料的強(qiáng)度；本發(fā)明方法將如下重量份的原料混合均勻后澆筑在布滿透光材料的模具中，經(jīng)振蕩、養(yǎng)護(hù)成型后制得透光混凝土材料：硅酸鹽40

?

50份、活性激發(fā)銅尾渣800

?

850份、水400

?

500份、減水劑10

?

15份。

5.所述活性激發(fā)銅尾渣是將銅尾渣研磨至粒徑在200目以下，將研磨后銅尾渣與生石灰混合均勻，然后在500

?

650℃下焙燒60

?

90min制得；研磨后銅尾渣與生石灰的質(zhì)量比為7

?

9:1。

6.銅尾渣是從銅礦里提煉銅過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣。

7.所述減水劑為減水率大于32％，含氣量小于4％的高性能減水劑。

8.所述布滿透光材料的模具為橡膠底板上固定有若干根直徑1

?

3mm的圓柱形聚丙烯粗纖維的中空腔體。

9.所述養(yǎng)護(hù)條件是在溫度20

?

25℃、濕度90%下處理25

?

30天。

10.本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)：1、通過(guò)對(duì)銅尾渣進(jìn)行活性激發(fā)，能夠改變銅尾渣中硅的層級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠包裹重金屬元素，將銅尾渣固化穩(wěn)定化利用；2、通過(guò)對(duì)銅尾渣進(jìn)行活性激發(fā)，使銅尾渣變廢為寶，能夠作為透光混凝土的骨料，減少了透光混凝土制備過(guò)程中對(duì)自然砂石資源的需求，同時(shí)也能大大的提高制備的透光混凝土的強(qiáng)度；3、使用聚丙烯粗纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)光纖透光材料，具有價(jià)格低廉、與混凝土砂漿結(jié)合度高的特點(diǎn)同時(shí)還能提高透光混凝土材料的強(qiáng)度；4、本發(fā)明方法提高了銅尾礦渣行業(yè)資源的利用率，解決廢棄銅渣固體廢棄物占地面積大，環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)銅渣的大規(guī)模資源化利用，同時(shí)還能帶來(lái)很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

具體實(shí)施方式

11.下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，本實(shí)施例中銅尾渣為山東恒邦集團(tuán)有限公司的銅尾渣；實(shí)施例1：本用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法如下：（1）將銅尾渣研磨至粒徑在200目以下，將研磨后銅尾渣與生石灰混合均勻，然后在500℃下焙燒90min制得活性激發(fā)銅尾渣，研磨后銅尾渣與生石灰的質(zhì)量比為8:1；（2）利用鉆孔機(jī)在橡膠底板上轉(zhuǎn)孔，然后將直徑2mm的圓柱形聚丙烯粗纖維通過(guò)小孔固定在橡膠底板上，聚丙烯粗纖維的使用量為模具體積的5%，然后在橡膠底板四周固定塑料板，制得中空模具；（3）按如下比例將硅酸鈉40份、活性激發(fā)銅尾渣800份、水400份、聚羧酸減水劑10份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料；對(duì)比例1：銅尾渣不經(jīng)過(guò)生石灰激發(fā)改性，按如下比例將硅酸鈉40份、銅尾渣800份、水400份、聚羧酸減水劑10份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料。

12.實(shí)施例2：本用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法如下：（1）將銅尾渣研磨至粒徑在200目以下，將研磨后銅尾渣與生石灰混合均勻，然后在550℃下焙燒80min制得活性激發(fā)銅尾渣，研磨后銅尾渣與生石灰的質(zhì)量比為7:1；

（2）利用鉆孔機(jī)在橡膠底板上轉(zhuǎn)孔，然后將直徑3mm的圓柱形聚丙烯粗纖維通過(guò)小孔固定在橡膠底板上，聚丙烯粗纖維的使用量為模具體積的8%，然后在橡膠底板四周固定塑料板，制得中空模具；（3）按如下比例將硅酸鈉45份、活性激發(fā)銅尾渣820份、水450份、聚羧酸減水劑12份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料；對(duì)比例2：銅尾渣不經(jīng)過(guò)生石灰激發(fā)改性，按如下比例將硅酸鈉45份、銅尾渣820份、水450份、聚羧酸減水劑12份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料。

13.實(shí)施例3：本用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法如下：（1）將銅尾渣研磨至粒徑在200目以下，將研磨后銅尾渣與生石灰混合均勻，然后在600℃下焙燒70min制得活性激發(fā)銅尾渣，研磨后銅尾渣與生石灰的質(zhì)量比為9:1；（2）利用鉆孔機(jī)在橡膠底板上轉(zhuǎn)孔，然后將直徑1mm的圓柱形聚丙烯粗纖維通過(guò)小孔固定在橡膠底板上，聚丙烯粗纖維的使用量為模具體積的10%，然后在橡膠底板四周固定塑料板，制得中空模具；（3）按如下比例將硅酸鈉50份、活性激發(fā)銅尾渣850份、水500份、聚羧酸減水劑15份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料；對(duì)比例3：銅尾渣不經(jīng)過(guò)生石灰激發(fā)改性，按如下比例將硅酸鈉50份、銅尾渣850份、水500份、聚羧酸減水劑15份混合均勻后，澆筑到布滿聚丙烯粗纖維的模具中，經(jīng)振蕩15min，在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)24h，拆模后，再在20℃、濕度90%下養(yǎng)護(hù)28天制得透光混凝土材料。

14.將實(shí)施例以及對(duì)比例制備的透光混凝土，與利用常規(guī)砂石骨料及無(wú)機(jī)光纖制備的透光混凝土進(jìn)行透光性能的比較（砂石骨料替換活性激發(fā)銅尾渣），性能測(cè)試方法相同，采用卡式透光測(cè)試儀進(jìn)行透光率檢測(cè)，兩種透光混凝土透光材料布置等完全一致，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表：。

15.將實(shí)施例以及對(duì)比例制備的銅渣透光混凝土，與利用常規(guī)砂石骨料及無(wú)機(jī)光纖制備的透光混凝土進(jìn)行力學(xué)性能的比較，性能測(cè)試方法相同，采用全自動(dòng)抗壓抗折試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)下表：

。

16.對(duì)實(shí)施例以及對(duì)比例制備的銅渣透光混凝土進(jìn)行酸性浸出毒性檢測(cè)，結(jié)果如下：從上述透光率和抗壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)對(duì)比及毒性浸出濃度數(shù)據(jù)分析可知，通過(guò)對(duì)銅尾渣進(jìn)行活性激發(fā)，能夠降低其中重金屬含量，遠(yuǎn)低于國(guó)家濃度標(biāo)準(zhǔn)限值，使銅尾渣固化穩(wěn)定化；活性激發(fā)后的銅尾渣替代天然砂石作細(xì)骨料制備透光混凝土，能很大程度提高透光混凝土的抗壓強(qiáng)度；使用聚丙烯粗纖維作為透光材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)光纖制備的透光混凝土材料，不僅能夠降低制備成本、提高透光混凝土材料的透光率還能一定程度的提高透光混凝土材料的強(qiáng)度。技術(shù)特征：

1.一種用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：將如下重量份的原料混合均勻后澆筑在布滿透光材料的模具中，經(jīng)振蕩、養(yǎng)護(hù)成型后制得透光混凝土材料：硅酸鹽40

?

50份、活性激發(fā)銅尾渣800

?

850份、水400

?

500份、減水劑10

?

15份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：活性激發(fā)銅尾渣是將銅尾渣研磨至粒徑在200目以下，將研磨后銅尾渣與生石灰混合均勻，然后在500

?

650℃下焙燒60

?

90min制得。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：研磨后銅尾渣與生石灰的質(zhì)量比為7

?

9:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：減水劑為減水率大于32％，含氣量小于4％的高性能減水劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：布滿透光材料的模具為橡膠底板上固定有若干根直徑1

?

3mm的圓柱形聚丙烯粗纖維的中空腔體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其特征在于：養(yǎng)護(hù)條件是在溫度20

?

25℃、濕度90%下處理25

?

30天。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用活性激發(fā)銅尾渣制備透光混凝土材料的方法，其是將如下重量份的原料混合均勻后澆筑在布滿透光材料的模具中，經(jīng)振蕩、養(yǎng)護(hù)成型后制得透光混凝土：硅酸鹽40

技術(shù)研發(fā)人員：黎思陽(yáng) 孫鑫 李凱 王飛 李原 王馳 楊潔 伍海霞 唐鑫 錢(qián)文萍

受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.27

技術(shù)公布日：2021/9/9