本公开涉及泡沫轻质混凝土，特别涉及一种应用于路桥工程回填的低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法。
背景技术：
1、泡沫轻质混凝土是一种轻质、节能、利废、环保、不燃且低成本的新型工程材料，近些年来在建筑、交通、矿山回填等诸多工程领域取得了广泛的应用。尾矿作为一种工业固废，不仅占用大量土地，还对环境造成污染。对固废尾矿进行大宗利用，解决污染问题的技术开发迫在眉睫。将固废尾矿与泡沫轻质混凝土相结合，发明创造出一种路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土的技术可以很好地解决固废尾矿的大宗利用问题，实现低碳环保的目标。
2、传统路桥工程回填用泡沫轻质混凝土大多是使用水泥、发泡剂和水作为原材料，施工后的泡沫轻质混凝土经常出现开裂现象。这是因为原材料中固体材料只使用了水泥，水泥在硬化后发生收缩，导致泡沫轻质混凝土出现较多裂缝而发生开裂。为解决此问题，有人在泡沫轻质混凝土中加入细集料，通过减少水泥用量来尽可能减少泡沫轻质混凝土的开裂。但是，当细集料加入泡沫轻质混凝土后，由于泡沫轻质混凝土流动性大，容重较轻，容易出现细集料沉底，浆体分层，泡沫损失较快等问题，导致泡沫轻质混凝土整体性能达不到要求。也有人将固废尾矿进行磨细预处理，变成填料加入泡沫轻质混凝土，达到固废利用的效果，但是磨细工艺增加了成本和施工难度，难以进行施工和推广应用。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种应用于路桥工程回填的低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，以解决固废尾矿大宗利用和泡沫轻质混凝土容易开裂的问题，提升泡沫轻质混凝土性能。
3、(二)技术方案
4、为达到上述目的，本公开提供了一种路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，该固废尾矿泡沫轻质混凝土包括如下质量份数的原料：固废尾矿105～110份，石灰15～20份，水泥250～260份，矿粉30～35份，粉煤灰25～30份，水135～140份，稳定剂3.9～4.1份，增强剂1.1～1.3份，减缩剂2.8～3.0份，减水剂1.5～1.7份，抗裂纤维2.2～2.4份，发泡剂0.3～0.5份。
5、上述方案中，所述稳定剂采用淀粉醚改性纤维素，所述淀粉醚改性纤维素采用以下工艺制备而成：将质量比为0.4∶2.1的淀粉醚与纤维素进行混合，并溶于90℃热水中，持续搅拌形成均匀体系，然后放入到0～5℃的冰浴中冷却，冷却过程中继续搅匀至产生黏度为止；然后加水将溶液的质量浓度调节到10％，静置排出气泡；将溶液放入恒温槽中，恒温至(20±0.1)℃。
6、上述方案中，所述淀粉醚改性纤维素具有表面活性，在增加浆体粘度的同时，能够在胶凝材料和固废尾矿颗粒周围形成微小气泡，将颗粒包裹，防止固废尾矿颗粒沉降，使胶凝材料与集料之间更好的分散和润滑；随着水分的蒸发，作为稳定剂的淀粉醚改性纤维素将随着水分蒸发迁移至集料表面，形成一层高分子薄膜，阻断微小裂缝的产生。
7、上述方案中，所述固废尾矿作为细集料加入泡沫轻质混凝土中，采用石墨尾矿、铁尾矿、金尾矿中的至少一种，形状为颗粒状，粒径范围0.01～5mm。
8、上述方案中，在水泥中加入矿物掺合料，形成石灰，水泥，矿粉和粉煤灰四元体系，矿粉和粉煤灰能够提高泡沫轻质混凝土的性能，并增加内部结构的密实性，进而提高泡沫轻质混凝土力学性能。
9、上述方案中，所述增强剂采用甲酸钙；所述减缩剂采用烷基聚氧乙烯醚，或者采用甲醚基聚合物与乙二醇系聚合物；所述减水剂采用聚羧酸减水剂；所述抗裂纤维采用聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维；所述发泡剂采用复合型发泡剂。
10、本公开还提供了一种路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、采用淀粉醚对纤维素进行改性来制备稳定剂；
12、s2、将制备的稳定剂与固废尾矿、石灰、水泥、矿粉、粉煤灰、水、增强剂、减缩剂及减水剂进行混合搅拌，制成均匀的泡沫轻质混凝土浆体；
13、s3、将抗裂纤维加入到制备好的泡沫轻质混凝土浆体中，进行充分搅拌，使抗裂纤维均匀分散在泡沫轻质混凝土浆体中；
14、s4、对发泡剂进行稀释得到发泡液，将发泡液制成均匀的泡沫，加入到抗裂纤维均匀分散的泡沫轻质混凝土浆体中，进行充分搅拌，制得低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土。
15、上述方案中，步骤s1中所述采用淀粉醚对纤维素进行改性来制备稳定剂，包括：将质量比为0.4∶2.1的淀粉醚与纤维素进行混合，并溶于90℃热水中，持续搅拌形成均匀体系，然后放入到0～5℃的冰浴中冷却，冷却过程中继续搅匀至产生黏度为止；然后加水将溶液的质量浓度调节到10％，静置排出气泡；将溶液放入恒温槽中，恒温至(20±0.1)℃，得到稳定剂。
16、本公开还提供了一种路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土在建筑、公路、桥梁、铁路、交通、矿山回填等领域中的应用。
17、(三)有益效果
18、从上述技术方案可以看出，本公开提供的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，至少具有以下有益效果：
19、1、本公开提供的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，采用的稳定剂为淀粉醚改性纤维素，纤维素具有较好的保水性和增粘性，但浆体粘度太大，影响工作性并且导致泡沫破损严重，淀粉醚能够在提高浆体粘度的同时增加泡沫轻质混凝土浆体的工作性，通过使用淀粉醚对纤维素进行改性，得到稳定剂的同时具有增稠保水性和较好的施工流动性。
20、2、本公开提供的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，采用淀粉醚改性纤维素作为稳定剂，具有表面活性，在增加浆体粘度的同时，能够在胶凝材料和固废尾矿颗粒周围形成微小气泡，将颗粒包裹，防止固废尾矿颗粒沉降，使胶凝材料与集料之间更好的分散和润滑；随着水分的蒸发，作为稳定剂的淀粉醚改性纤维素将随着水分蒸发迁移至集料表面，形成一层高分子薄膜，阻断微小裂缝的产生，有效地解决了固废尾矿大宗利用和泡沫轻质混凝土容易开裂的问题，提升了泡沫轻质混凝土的性能。
21、3、本公开提供的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，在水泥中加入矿物掺合料，形成石灰、水泥、矿粉和粉煤灰四元体系，矿粉和粉煤灰能够提高泡沫轻质混凝土的性能，并增加内部结构的密实性，进而提高泡沫轻质混凝土力学性能。将固废尾矿作为细集料加入泡沫轻质混凝土中，改善了泡沫轻质混凝土的性能。加入稳定剂和增强剂，能够更好的均匀分散到泡沫轻质混凝土内部，泡沫轻质混凝土拌合物匀质性好，未出现分层的现象，同时利用固废尾矿自身材料的稳定性，减少水泥用量，从而在水泥硬化收缩过程中，固废尾矿起到了抑制了收缩的作用。加入减缩剂，使固废尾矿泡沫轻质混凝土毛细孔溶液表面张力显著降低，从根本上减小了结构内部产生自收缩，孔隙细化，没有明显的原生裂纹产生。掺入抗裂纤维，分散、均化泡沫轻质混凝土的收缩应力，限制了裂缝的扩展，使大裂缝细化、分散为危害性较小的小裂缝。在以上配合比优化措施的共同作用下，使得固废尾矿泡沫轻质混凝土结构更加致密，大大降低了泡沫轻质混凝土的开裂风险，整体稳定性较好，有效地解决了固废尾矿大宗利用和泡沫轻质混凝土容易开裂的问题，提升了泡沫轻质混凝土的性能。
22、4、本公开提供的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土及其制备方法，通过将固废尾矿作为细集料，取代了部分的胶凝材料，降低了泡沫轻质混凝土的成本；同时还将固废尾矿进行了大宗利用，解决了固废尾矿堆放造成的环境问题，实现低碳环保的目标；路桥工程回填所需的材料量非常大，使用尾矿泡沫轻质混凝土解决了回填材料的问题，避免了挖采回填土的问题，达到一举多得的有益效果。
1.一种路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，该低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土包括如下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，所述稳定剂采用淀粉醚改性纤维素，所述淀粉醚改性纤维素采用以下工艺制备而成：
3.根据权利要求2所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，所述淀粉醚改性纤维素具有表面活性，在增加浆体粘度的同时，能够在胶凝材料和固废尾矿颗粒周围形成微小气泡，将颗粒包裹，防止固废尾矿颗粒发生沉降，使胶凝材料与集料之间更好的分散和润滑；随着水分的蒸发，作为稳定剂的淀粉醚改性纤维素将随着水分蒸发迁移至集料表面，形成一层高分子薄膜，阻断微小裂缝的产生。
4.根据权利要求1所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，所述固废尾矿作为细集料加入泡沫轻质混凝土中，采用石墨尾矿、铁尾矿、金尾矿中的至少一种，形状为颗粒状，粒径范围0.01～5mm。
5.根据权利要求1所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，在水泥中加入矿物掺合料，形成石灰，水泥，矿粉和粉煤灰四元体系，矿粉和粉煤灰能够提高泡沫轻质混凝土的性能，并增加内部结构的密实性，进而提高泡沫轻质混凝土力学性能。
6.根据权利要求1所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土，其特征在于，
7.一种权利要求1至6中任一项所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述采用淀粉醚对纤维素进行改性来制备稳定剂，包括：
9.权利要求1至6中任一项所述的路桥工程回填用低碳固废尾矿泡沫轻质混凝土在建筑、公路、桥梁、铁路、交通、矿山回填领域中的应用。
