本發(fā)明涉及利用工業(yè)副產(chǎn)物礦山鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂制備特種砂漿的范疇，具體涉及多級配鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國固體礦產(chǎn)資源絕大部分具有原礦品位低、伴生有價元素多、嵌布粒度細(xì)等特征，需要經(jīng)過破碎、磨礦、選別等選礦方法回收其中的有用礦物或元素，并產(chǎn)生大量的尾礦，尾礦的平均粒徑在0.074mm以下，甚至更細(xì)。隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的消耗也在不斷增大，尾礦的產(chǎn)量也隨之高速增長，其中鐵尾礦砂和銅尾礦砂堆存量巨大，大量的鐵尾礦砂或銅尾礦砂的堆積會造成大氣、土壤和水污染，破壞生態(tài)環(huán)境，如果處理不當(dāng)還會造成泥石流、潰壩等安全問題，因此經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全和減少用地的固體礦山選礦廠尾礦堆存技術(shù)與尾礦綜合利用的研究受到了國家和科研人員的高度重視。
近年來，外墻外保溫市場有了快速發(fā)展，隨著GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的實施，外墻外保溫體系占有率的增加，外墻外保溫用抹面砂漿的需求量也隨之增加。目前外墻外保溫用抹面砂漿的細(xì)骨料選用粒徑小于0.4mm的河砂/天然砂，其占外墻外保溫用抹面砂漿重量比例為60％以上，河砂/天然砂屬于有限的自然資源，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，河砂、石英砂這類自然資源越來越緊缺，從而也造成其價格越來越高。礦山尾礦砂的顆粒級配范圍適合外墻外保溫用抹面砂漿所需骨料的級配范圍，且不含泥土成分，可以替代河砂/天然砂，制備出滿足要求的外墻外保溫用抹面砂漿。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是優(yōu)化鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂級配，形成多級配鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂全部替代河砂/天然砂作為細(xì)骨料來制備性能良好的外墻外保溫用抹面砂漿。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，其特征在于，包括以下重量份的組分：0.10≤粒徑＜0.15mm的礦山尾礦細(xì)砂15-30份、0.15mm≤粒徑＜0.20mm的礦山尾礦細(xì)砂10-25份；0.20mm≤粒徑＜0.40mm的礦山尾礦細(xì)砂10-25份；所述礦山尾礦細(xì)砂為鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂。
本發(fā)明所述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿也稱多級配礦山尾礦制備的外墻外保溫用抹面砂漿。
所述外墻外保溫用抹面砂漿中其余組分為常規(guī)用量。為更好地提升所述外墻外保溫用抹面砂漿的性能效果，優(yōu)選地，所述外墻外保溫用抹面砂漿還包括水泥20-40份；粉煤灰10-15份；灰鈣粉1.0-2.0份；可再分散性乳膠粉1.5-3.0份；纖維0.05-0.20份；萘系減水劑0.15-0.25份；保水劑0.05-0.15份；硬脂酸鈣0.01-0.05份。
上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，優(yōu)選包括以下重量份的組分：0.10≤粒徑＜0.15mm的礦山尾礦細(xì)砂15-25份、0.15mm≤粒徑＜0.20mm的礦山尾礦細(xì)砂10-20份；0.20mm≤粒徑＜0.40mm的礦山尾礦細(xì)砂10-20份；優(yōu)選地，還包括水泥20-35份；粉煤灰10-12份；灰鈣粉1.0-1.5份；可再分散性乳膠粉1.5-2.5份；纖維0.05-0.15份；萘系減水劑0.17-0.23份；保水劑0.05-0.12份；硬脂酸鈣0.01-0.04份；
上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，更進(jìn)一步優(yōu)選包括以下重量份的組分：0.10mm≤粒徑＜0.15mm的礦山尾礦細(xì)砂23份、0.15mm≤粒徑＜0.20mm的礦山尾礦細(xì)砂20份；0.20mm≤粒徑＜0.40mm的礦山尾礦細(xì)砂19份；優(yōu)選地，還包括水泥22.88份；粉煤灰11份；灰鈣粉1.5份；可再分散性乳膠粉2.2份；纖維0.1份；萘系減水劑0.2份；保水劑0.1份；硬脂酸鈣0.02份。
上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，更進(jìn)一步優(yōu)選其總重量為100份。
優(yōu)選地，上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿中不含河砂或者天然砂，即用鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂100％替代河砂或者天然砂。
優(yōu)選地，上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿的重量含量為50％-65％，進(jìn)一步優(yōu)選為60％。
優(yōu)選地，所述鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂中天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度應(yīng)同時滿足IRa≤1.0和Ir≤1.0，且符合GB6566《建筑材料放射性核素限量》標(biāo)準(zhǔn)的A類裝修材料要求。
優(yōu)選地，所述鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂粒徑范圍為0.1mm-0.4mm。
優(yōu)選地，所述鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂中SiO2質(zhì)量百分含量為60％-85％。
優(yōu)選地，所述水泥為42.5-62.5級的硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥；優(yōu)選為42.5級普通硅酸鹽水泥。(符合P·O 42.5普通硅酸鹽水泥要求)
所述粉煤灰為Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰；優(yōu)選為Ⅰ級粉煤灰。
所述灰鈣粉為Ca(OH)2、CaO和少量CaCO3的混合物，細(xì)度300目以上，白度90％以上，氧化鈣含量90％以上。
所述纖維為長度5mm-12mm的聚丙烯纖維。
所述萘系減水劑主要成分為β基萘磺酸鹽甲醛縮合物，為淡黃色粉末。
所述硬脂酸鈣為白色粉末。
優(yōu)選地，所述可再分散性乳膠粉包括醋酸乙烯酯與乙烯的共聚膠粉、乙烯與氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉等中的一種或幾種；和/或，
優(yōu)選地，所述保水劑包括甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等中的一種或幾種；和/或，
優(yōu)選地，所述的可再分散性乳膠粉、保水劑均為粉體。
本發(fā)明所述鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂、水泥、粉煤灰、灰鈣粉、纖維、硬脂酸鈣、萘系減水劑、可再分散性乳膠粉、保水劑均可通過市售獲得。
本發(fā)明還提供上述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿的制備方法，包括按比例將各組分混合均勻即可。
本發(fā)明所述利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，使用時加入一定比例水，攪拌均勻即可使用；優(yōu)選加水量為其重量的22％-24％。
實驗證明，上述外墻外保溫用抹面砂漿使用過程中加水量控制在所述外墻外保溫用抹面砂漿重量的22％-24％，可以保證外墻外保溫用抹面砂漿的各項性能。外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量22％-24％水后其各項性能如下表所示，其各項性能指標(biāo)均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T25181-2010《預(yù)拌砂漿》的要求。
表1外墻外保溫用抹面砂漿物理力學(xué)性能
本發(fā)明是基于以下原理：
所用鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂粒徑范圍為0.1mm-0.4mm，同時其化學(xué)組成、礦物組成以及細(xì)度穩(wěn)定，這些指標(biāo)完全符合外墻外保溫用抹面砂漿對細(xì)骨料粒徑的要求，鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂分級為粒徑0.10mm≤粒徑＜0.15mm、0.15mm≤粒徑＜0.20mm、0.20mm≤粒徑＜0.40mm三個級配區(qū)域，按照一定比例進(jìn)行組合，使得細(xì)骨料及粉料一起滿足最緊密堆積理論，這樣不但能夠降低用水量，而且能夠改善硬化體微觀結(jié)構(gòu)，提高外墻外保溫用抹面砂漿硬化漿體的力學(xué)性能和耐久性。
本發(fā)明的有益效果：
1)細(xì)骨料完全采用鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂，鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂100％替代河砂或者天然砂。
2)鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿性能優(yōu)異，完全滿足GB/T25181-2010《預(yù)拌砂漿》的各項性能指標(biāo)要求。
3)鐵尾礦細(xì)砂或銅尾礦細(xì)砂摻量占外墻外保溫用抹面砂漿重量的60％，鐵尾礦細(xì)砂成本低，從而制備的外墻外保溫用抹面砂漿成本明顯降低，每頓外墻外保溫用抹面砂漿的成本降低45元以上。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件，或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可通過正規(guī)渠道商購買得到的常規(guī)產(chǎn)品。
鐵尾礦細(xì)砂、銅尾礦細(xì)砂由承德金隅水泥有限公司提供，該鐵尾礦細(xì)砂、銅尾礦細(xì)砂中天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度同時滿足IRa≤1.0和Ir≤1.0；該鐵尾礦細(xì)砂、銅尾礦細(xì)砂中SiO2質(zhì)量百分含量為60％-85％。
將鐵尾礦細(xì)砂、銅尾礦細(xì)砂分級為0.10mm≤粒徑＜0.15mm、0.15mm≤粒徑＜0.20mm、0.20mm≤粒徑＜0.40mm三個級配區(qū)域，備用。
42.5級普通硅酸鹽水泥購自北京金隅水泥經(jīng)貿(mào)有限公司；萘系減水劑購自江蘇博特新材料有限公司；粉煤灰購自唐山市命中緣實業(yè)有限公司；灰鈣粉購自保定日月星灰鈣有限公司；纖維購自淄博錦彤化纖有限公司；硬脂酸鈣購自于淄博市淄川五龍化工材料廠；可再分散性乳膠粉購自濟(jì)南悅凱化工有限公司；保水劑購自山東蘇諾克化工有限公司。
以上萘系減水劑、硬脂酸鈣、灰鈣粉、可再分散性乳膠粉、保水劑均為粉體。
以下實施例及對比例外墻外保溫用抹面砂漿的性能檢測方法按GB/T25181-2010《預(yù)拌砂漿》測試方法進(jìn)行。
實施例1
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，包括以下重量份的組分：
0.20mm≤粒徑＜0.40mm的鐵尾礦細(xì)砂：19份；
0.15mm≤粒徑＜0.20mm的鐵尾礦細(xì)砂：20份；
0.10mm≤粒徑＜0.15mm的鐵尾礦細(xì)砂：23份；
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表2所示。
表2外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
實施例2
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，包括以下重量份的組分：
0.20mm≤粒徑＜0.40mm的銅尾礦細(xì)砂：19份；
0.15mm≤粒徑＜0.20mm的銅尾礦細(xì)砂：20份；
0.10mm≤粒徑＜0.15mm的銅尾礦細(xì)砂：23份；
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表3所示。
表3外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
實施例3
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，包括以下重量份的組分：
0.20mm≤粒徑＜0.40mm的銅尾礦細(xì)砂：25份；
0.15mm≤粒徑＜0.20mm的銅尾礦細(xì)砂：20份；
0.10mm≤粒徑＜0.15mm的銅尾礦細(xì)砂：17份；
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表4所示。
表4外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
對比例1
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，與實施例1的區(qū)別在于鐵尾礦細(xì)砂存在粒徑≥0.4mm的顆粒但未分級為0.10mm≤粒徑＜0.15mm、0.15mm≤粒徑＜0.20mm、0.20mm≤粒徑＜0.40mm三個級配區(qū)域，而是直接采用未分級尾礦細(xì)砂，包括以下重量份的組分：
粒徑＜1mm的未分級鐵尾礦細(xì)砂：62份
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表5所示。
表5外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
對比例2
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，與實施例1的區(qū)別僅在于分級為粒徑0.10mm≤粒徑＜0.15mm、0.15mm≤粒徑＜0.20mm、0.20mm≤粒徑＜0.40mm三個級配區(qū)域的尾礦細(xì)砂比例在本發(fā)明鐵尾礦細(xì)砂粒徑范圍之外，包括以下重量份的組分：
0.20mm≤粒徑＜0.40mm的鐵尾礦細(xì)砂：30份；
0.15mm≤粒徑＜0.20mm的鐵尾礦細(xì)砂：20份；
0.10mm≤粒徑＜0.15mm的鐵尾礦細(xì)砂：12份；
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表6所示。
表6外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
對比例3
一種利用礦山尾礦細(xì)砂制備的外墻外保溫用抹面砂漿，與實施例1的區(qū)別僅在于分級為粒徑0.10mm≤粒徑＜0.15mm、0.15mm≤粒徑＜0.20mm、0.20mm≤粒徑＜0.40mm三個級配區(qū)域的尾礦細(xì)砂比例在本發(fā)明銅尾礦細(xì)砂粒徑范圍之外，包括以下重量份的組分：
0.20mm≤粒徑＜0.40mm的銅尾礦細(xì)砂：8份；
0.15mm≤粒徑＜0.20mm的銅尾礦細(xì)砂：19份；
0.10mm≤粒徑＜0.15mm的銅尾礦細(xì)砂：35份；
42.5級普通硅酸鹽水泥：22.88份；
Ⅰ級粉煤灰：11份；
灰鈣粉：1.5份；
硬脂酸鈣：0.02份；
可再分散性乳膠粉：2.2份；
5mm聚丙烯纖維：0.1份；
萘系減水劑：0.2份；
保水劑：0.1份；
將以上各原料按比例混合均勻即可制得。
外墻外保溫用抹面砂漿中加入其重量23％水后其各項性能如表7所示。
表7外墻外保溫用抹面物理力學(xué)性能
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。